Tracce di galassie prive di materia oscura da collisioni di proiettili nani

Illustrazione dello scenario di collisione

Lo scenario proposto per la formazione di DF2, DF4 և altre galassie di traiettoria è mostrato nella Figura 1 dei Dati Avanzati. Come discusso nel testo principale, lo scenario è una combinazione dell’idea iniziale che DF2 possa essere formato da una collisione palla-nana. և / o DF411:; I risultati di ulteriori simulazioni idrodinamiche mostrano che durante una tale collisione si possono formare accumuli privi di molta materia oscura.12: che la formazione di enormi ammassi stellari sia davvero stimolata13:; և Scoperta indipendente che il feedback dalla formazione di ammassi di massa in queste condizioni porta alla rapida espansione delle galassie18:.

Esemplare debole della galassia

Utilizziamo il catalogo recentemente compilato di oggetti a bassa luminosità superficiale nel campo NGC 105223:Completato con un catalogo di tutte le galassie più luminose con spostamenti verso il rosso a una distanza di 1000 km al secondo-1: < cz:<2000 km/h-1: che viene fornito nello stesso studio. riferimento 23:utilizza il database DECaLS (Dark Energy Camera Legacy Survey) disponibile pubblicamente31:. Le galassie sono state originariamente identificate con una combinazione di tecniche di ispezione visiva automatizzate, la maggior parte delle quali derivano dall’ispezione visiva. I loro parametri strutturali sono stati misurati da IMFIT32: . Avvisiamo che il set di dati DECaLS soffre di errori nel cielo attorno alle galassie a bassa luminosità, che possono distorcere le misurazioni. Il punto principale della Figura 4 è il confronto relativo delle dimensioni delle galassie sull’orbita և al di fuori di essa, dovrebbe essere più forte delle misurazioni delle dimensioni assolute.

Dispersione di velocità del gruppo NGC 1052

Utilizziamo l’ultima serie di velocità radiali nel campo NGC 105223: per il valore di dispersione della velocità di gruppo aggiornato. Riferimento alla tabella 2. 23:contiene 30 galassie in movimento rosso cz:<2000 km/h-1: . Due sono stati rimossi. DF2, in quanto quasi certamente non correlato al gruppo և LEDA 4014647. LEDA 4014647 ha ricevuto una velocità radiale di 1680 ± 60 km / h.-1:in precedenza nelle versioni Sloan Digital Sky Survey (SDSS) (Data Release 3), ma il suo spostamento verso il rosso è stato successivamente rivisto f:= 0,7 (uscita dati 16). L’ispezione visiva dello spettro SDSS non mostra caratteristiche chiare. Utilizzo di uno stimatore di peso doppio33: troviamo la velocità centrale per le restanti 28 galassie cz:= 1435 ± 20 km sec-1:ց Dispersione della velocità della linea di vista S:= 115 ± 15 km al secondo-1:.

Trasformazione di Hoff

Usiamo la trasformata di Hough per cercare le caratteristiche lineari nella distribuzione delle galassie, che è il metodo standard per rilevare le linee nelle immagini.24:. La trasformazione fornisce il numero di galassie in tutte le direzioni possibili, caratterizzate da un angolo հեռավոր dal centro. È necessario selezionare la larghezza և dimensione lineare massima. usiamo ± 30 kpc (± 5,2 ′) per la larghezza և <400 kpc (69 ′) per la dimensione lineare. Sebbene il numero esatto di galassie che la trasformazione di Hoff collega a una caratteristica lineare dipenda dai confini esatti scelti, i risultati qualitativi non sono sensibili ad essi. Nella Figura 2b, l'orientamento della linea è sull'asse verticale e sull'asse orizzontale rispetto a NGC 1052.

La significatività statistica del sentiero

Usiamo simulazioni per stimare la probabilità che l’allineamento di 11 galassie sia avvenuto per caso. Noi causiamoN:= 1000 implementazioni ( X:, y:coppie mantenendo la distanza angolare da NGC 1052 per ciascuna coppia և randomizzando l’angolo. Questa procedura garantisce che il profilo di densità del campione venga mantenuto per tutte le implementazioni. Quindi creiamo trasformazioni di Hough per tutte le implementazioni, determiniamo la frequenza con cui la caratteristica lineare più forte contiene ≥11 galassie. Troviamo che la probabilità di un’equazione casuale di ≥11 galassie è del 3%.

Questo calcolo presuppone che le galassie siano orientate casualmente verso NGC 1052 չի non tiene conto dell’anisotropia associata alla struttura fibrosa della rete spaziale.34.35:. I gruppi di galassie generalmente non sono sferici, ma hanno un rapporto d’aspetto medio previsto di 0,77 (Ref. 36: ): Abbiamo studiato la struttura su larga scala del campo NGC 1052 utilizzando un recente catalogo di galassie.23: in questa area comune. Selezionando tutte le galassie a bassa luminosità identificate durante questo studio, più tutte le galassie luminose cz:<2000 km/h-1:fornisce un campione di 72 possibili membri del gruppo. La loro distribuzione è mostrata nella Figura 2 dei Dati avanzati. Il campo di densità liscia è stato calcolato con uno stimatore di densità del nucleo non parametrico.37: . Non ci sono prove di struttura del sentiero su larga scala. Infatti, non ci sono galassie nella direzione del percorso alla periferia del gruppo, ընդհանուր l’orientamento generale del gruppo è perpendicolare al percorso. Di conseguenza, l’ipotesi dell’isotropia è alquanto conservativa, nel senso che più galassie saranno sparse lungo la linea che più lontane.

Infine, notiamo che la probabilità che esista un’equazione di probabilità, che sia una coincidenza, che sia DF2 che DF4 ne facciano parte, è molto bassa. Questa probabilità congiunta può essere calcolata direttamente per il caso isotropo. Delle 31 simulazioni con ≥11 galassie equiparate, solo 6 hanno i campioni DF2 e DF4, che corrispondono a una probabilità combinata dello 0,6% della disposizione osservata.

12a galassia nana a bassa luminosità superficiale

ADESIVI Ispezione visiva dell’immagine31:indica facilmente che esiste una dodicesima galassia piuttosto prominente, che fa parte di un percorso ovvio. L’oggetto è SDSS J024007.01-081344.4 (riferimento. 31:); In precedenza era indicato come un membro del gruppo in condizioni di scarsa illuminazione con un ammasso stellare centrale38:. Non è un catalogo oggettivo che usiamo per l’analisi di base23:. Ciò potrebbe essere dovuto al suo spostamento verso il rosso nel database SDSS (è erroneamente etichettato come af:= 0,933 nuclei galattici attivi) o perché la luce nell’ammasso centrale ha spostato l’oggetto oltre և luminosità della superficie. Chiamiamo la galassia DF9 perché era il nostro numero di catalogo originale di Dragonfly.1:. Non utilizziamo la Galassia in un’analisi obiettiva, ma mostriamo la sua immagine DECaLS nella Figura 3. Per comodità, forniamo le coordinate di tutte le galassie di traiettoria nella tabella dati avanzati 1.

Candidato DF7 nell’immagine HST della galassia oscura

DF7 si trova su uno dei bordi d’attacco del sentiero, “davanti” a DF4. La galassia è stata osservata da HST / ACS come parte di uno studio di esplorazione di galassie a bassa luminosità condotto da Dragonfly in diversi gruppi.1: . Le osservazioni formavano due orbite: una in F606W e una in F814W. Nella figura 3 dei dati estesi, mostriamo l’immagine HST a due diversi livelli di contrasto. La galassia è allungata, sembra distorta e si estende in direzione di DF4. L’apparente distorsione di DF7, combinata con la sua posizione sul bordo d’attacco dell’orbita, ci porta a supporre che la galassia sia il residuo predominante di materia estremamente oscura in una delle due galassie ancestrali. Notiamo che DF7 può essere notevolmente distorto in questo commento1: è il rapporto dell’asseb:/un= 0,42, ma data l’estrema riduzione della geometria, il rapporto interno dell’asse può essere di circa 1:20 come il flusso.

Altri scenari suggeriti:

La formazione combinata di DF2 և DF4 nell’evento bullet-dwarf spiega la loro assenza di materia oscura, le loro grandi dimensioni, i loro grandi ammassi sferici luminosi, la loro sorprendente somiglianza, la loro grande distanza, la loro grande differenza nel raggio di velocità e la loro presenza . galassie sull’asse DF2 – DF4. Qui discutiamo brevemente altri scenari che sono stati proposti per spiegare le proprietà di DF2 և DF4.

Inizialmente, ulteriori studi si sono concentrati su possibili errori di misurazione o array39:o a distanza dalle galassie40.41: . Tuttavia, con quattro misurazioni indipendenti della dispersione della velocità3,8,9,10:(tre per DF2 և uno per DF4) և TRGB distanze da dati HST troppo profondi15.16:Questi problemi sono ora per lo più risolti.

La maggior parte delle spiegazioni astrofisiche si concentrano solo sull’assenza di materia oscura; supponiamo un’interazione mareale estrema per rimuovere la materia oscura (con NGC 1052 o altre galassie) (insieme alla maggior parte della popolazione stellare originale)42,43,44,45:. Questi modelli non spiegano la bassa metallicità delle galassie, perché ci sono due oggetti quasi identici nello stesso gruppo, la traccia appena scoperta o i loro ammassi estremamente luminosi di “sfere troppo grandi”. Ammassi sferici che hanno la stessa età (entro errore) della luce diffusa22:mostra che le galassie si sono evolute in un uovo insolito, non solo un uovo insolito. Oltre allo scenario del proiettile, l’unico modello che spiega l’accumulo sferico è lo studio della formazione stellare nelle galassie situate alle code di dispersione del rapporto massa-luce.18.19:. Questo modello ha alcune precondizioni չի non tiene conto dell’esistenza di due galassie quasi identiche, ma i suoi aspetti principali (raggruppamento di sfere di luce in una configurazione compatta; galassie che si gonfiano a causa del feedback) sono probabilmente applicabili ai prodotti di collisione nello scenario periodico (vedi testo principale).

Recentemente, è stato suggerito che DF2 և DF4 non hanno nulla a che fare, poiché DF4 è privato della sua materia oscura da NGC 1035, che si trova vicino ad esso in proiezione, e DF2 è un disco galattico della faccia con oscurità normale contenuto della materia.46.47:. La connessione di DF4 a NGC 1035 non si trova in tutti i set di dati21:և Non ci sono prove convincenti che DF2 sia un disco7:. Inoltre, gli ammassi sferici քը la traccia rimane inspiegabile, և esiste la possibilità che DF2 և DF4 abbiano spiegazioni completamente diverse, ma condividano accidentalmente molte altre proprietà uniche.

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