M31 中的可见物质与暗物质 - I. 恒星组分的性质

我们构建了仙女座星系的结构模型，使其同时符合观测到的光度学、运动学数据及化学丰度。本文展示了观测到的表面亮度、颜色和金属丰度分布，并将其与模型星系进行比较。在第二篇论文（Tempel, Tamm & Tenjes 2007）中，我们将呈现类似的运动学数据，并推导星系的质量分布。基于 U、B、V、R、I 和 L 波段的亮度分布，我们将模型星系构建为四个轴对称恒星组分的叠加：核球、盘、内晕和延展弥散晕。利用 M31 的远红外成像数据并假设存在薄尘埃盘，我们推导了无尘埃影响的表面亮度和颜色分布。我们发现 M31 的总消光修正光度为 $L_B = (3.3\pm0.7)\times10^{10} L_\odot$，对应绝对星等 $M_B = -20.8\pm0.2$ mag。总光度中有 41%（0.57 mag）被 M31 内部的尘埃所遮挡。利用化学演化模型，我们计算了与各组分颜色指数和金属丰度相对应的质光比。我们发现可见物质的总内禀质光比为 $M/L_B=3.1-5.8 M_\odot/L_\odot$，可见物质的总质量为 $M_\text{vis} =(10-19)\times10^{10} M_\odot$。关于利用模型参数进行动力学分析及确定暗物质分布的内容将在第二篇论文中展示。