最致密的星系

我们报告了在巨椭圆星系 NGC 4649 (M60) 周围发现的一个非凡的超致密矮星系，将其命名为 M60-UCD1。M60-UCD1 的动力学质量为 $2.0 \times 10^8 M_\odot$，但半光半径仅约 24 pc，其质量超过任何同等大小的超致密矮星系，可以说是本地宇宙中已知最致密的星系。它具有双组分结构，能很好地由 Sersic 函数之和拟合，包括一个椭圆且致密（$r_h=14$ pc; $n \sim 3.3$）的内部组分，以及一个圆形、指数分布且延展（$r_h=49$ pc）的外部组分。Chandra 数据揭示了一个变化的中心 X 射线源，其 $L_X \sim 10^{38}$ erg/s，可能是与大质量黑洞相关的活动星系核，或者是低质量 X 射线双星。光学光谱分析显示该天体年老（$\gtrsim 10$ Gyr）且具有太阳金属丰度，其 [Mg/Fe] 升高且 [N/Fe] 显著增强，表明存在轻元素自增丰；这种自增丰可能普遍存在于致密恒星系统中。速度弥散（$\sim 70$ km/s）及由此得出的动力学质光比（$M/L_V=4.9 \pm 0.7$）与具有 Kroupa 初始质量函数的年老、富金属恒星种群的预期一致，但略高于预期。因此，存在一个大质量黑洞或低质量恒星及恒星残骸的轻微增加也与该 $M/L_V$ 一致。该星系的恒星密度极高，以至于预计不会出现暗物质的动力学特征。然而，M60-UCD1 的性质表明其起源于一个具有 $M_B \sim -18$ 至 $-19$ 的核球星系的潮汐剥离。