Quel est (en fait) le «rayon de demi-lumière déprojeté» de cette galaxie presque entièrement de matière noire?

L'actualité récente de la galaxie Ultra Diffuse (UDG) Dragonfly 44 est un excellent exemple de ce que l'on pourrait appeler une pensée «observer différent». Le télescope libellule est noté non pas pour la taille de son ouverture collective, mais pour l'absence des effets diffractants des miroirs secondaires et de la rugosité de surface qui limitent le contraste des objets sombres dans les télescopes conventionnels lorsque des sources plus lumineuses sont à proximité. Voir ici et ici et ici .

ci-dessus: image d'un télescope à réseau réfringent Dragonfly d'ici . Image: P. Van Dokkum; R. Abraham; J. Brodie

ci-dessus: La galaxie ultradiffuse Dragonfly 44 d'ici . "Dragonfly 44 est très faible pour sa masse et se compose presque entièrement de matière noire. (Pieter van Dokkum, Roberto Abraham, Observatoire des Gémeaux / AURA)"

Une fois identifiées, les vitesses radiales des étoiles dans Dragonfly 44 ont été mesurées à l'aide de DEIMOS sur le télescope Keck II, afin de déterminer une valeur de masse pour la galaxie sombre et ultra-diffuse.

J'ai commencé à lire l' article d' ArXiv mais Quicky s'est enlisé dans l'abstrait. Le résultat très excitant est que la luminosité et donc le nombre total d'étoiles est beaucoup plus petit que ce à quoi on pourrait s'attendre de la masse obtenue à partir des mesures de vitesse radiale, suggérant qu'elle est faite presque entièrement de matière noire . Je voulais voir si je pouvais comprendre comment la masse était calculée, mais je suis resté bloqué sur l'expression demi-rayon déprojeté .

Quelqu'un pourrait-il simplement décrire comment ce calcul est effectué et ce que cette expression signifie réellement?

Récemment, une population de grandes galaxies sphéroïdales de très grande luminosité de surface a été identifiée dans l'amas de Coma. La survie apparente de ces galaxies ultra-diffuses (UDG) dans un amas riche suggère qu'elles ont des masses très élevées. Nous présentons ici la cinématique stellaire de Dragonfly 44, l'un des plus grands UDG Coma, en utilisant une intégration de 33,5 heures avec DEIMOS sur le télescope Keck II. Nous trouvons une dispersion de vitesse de 47 km / s, ce qui implique une masse dynamique de M_dyn = 0.7x10 ^ 10 M_sun dans son rayon de demi-lumière déprojeté ( mon emphase) de r_1 / 2 = 4,6 kpc. Le rapport masse / lumière est M / L = 48 M_sun / L_sun, et la fraction de matière noire est de 98% dans le rayon de la demi-lumière. La masse élevée de Dragonfly 44 s'accompagne d'une importante population de globules globulaires. De l'imagerie profonde des Gémeaux prise en 0,4 ", nous constatons que Dragonfly 44 a 94 amas globulaires, similaires aux dénombrements pour d'autres galaxies dans cette gamme de masse. Nos résultats s'ajoutent à d'autres preuves récentes que de nombreux UDG sont des galaxies" défaillantes ", avec les tailles , la teneur en matière noire et les systèmes d’amas globulaires d’objets beaucoup plus lumineux. Nous estimons la masse totale de halo sombre de Dragonfly 44 en comparant la quantité de matière noire dans r = 4,6 kpc aux profils de masse fermés des halos NFW. La masse fermée suggère une masse totale de ~ 10 ^ 12 M_sun, semblable à la masse de la Voie lactée.

Le demi-rayon de lumière est le rayon à l'intérieur duquel émerge la moitié de la luminosité.

«Déprojecté» signifie que les auteurs doivent avoir adapté un modèle à la distribution 2D de la lumière, qui peut ensuite être déprogrammé mathématiquement pour leur donner un modèle 3D de luminosité en fonction du rayon, qu'ils peuvent ensuite intégrer pour donner un nombre pour la demi-rayon de lumière.

Dans la section 3, les auteurs expliquent qu'ils l'ont fait en ajustant un "profil Sersic" à la distribution de la luminosité de la surface https://en.m.wikipedia.org/wiki/Sersic_profile Le profil Sersic a en fait le demi-rayon de lumière 2D comme l'un de ses paramètres. Mais si vous imaginez regarder à travers une boule d'étoiles, cette mesure 2D du demi-rayon de lumière est une sous-estimation du vrai rayon de demi-lumière 3D, car le profil de luminosité de la surface est plus fortement atteint que la distribution de densité stellaire 3D qui le produit.

Les auteurs semblent corriger approximativement (déprojeter) cela en multipliant le demi-rayon de lumière par 4/3. Ils apportent également une petite correction à la non-sphéricité de la galaxie.

Le facteur de déprojection dépend (légèrement) de l' indice du profil sersique et doit être trouvé en faisant une intégrale numérique. Les détails peuvent être trouvés dans les annexes de Wolf et al. (2010. http://arxiv.org/abs/0908.2995 ), qui fournissent également des expressions pour estimer directement la masse à partir du demi-rayon de lumière projeté et de la ligne de dispersion de la vitesse de visée.$n$

Le demi-rayon de lumière est le rayon (sphérique) à partir duquel la moitié de la puissance électromagnétique est rayonnée. Non qualifiée, elle devrait signifier la puissance dans tout le spectre électromagnétique, mais elle peut également être contrainte de couvrir une gamme spécifique de longueurs d'onde. "Deprojected" a un sens simple quand on considère une galaxie spirale régulière. Si vous regardez de front, il y aura plus d'étoiles dans un rayon que vous voyez que si vous regardiez le long de l'axe de rotation des galaxies. Déprojecté ici signifie calculer ce qui serait trouvé si vous regardiez le long de l'axe de la galaxie. Pour une galaxie spirale, ce rayon est presque identique au rayon dans le plan de la galaxie.
Pour d'autres formes, la déprojection signifie revenir à la distribution 3D des étoiles basée sur une combinaison de données mesurées et d'un modèle de la galaxie que vous observez. (À mon avis, le terme déconvolution peut être moins déroutant lorsqu'il s'agit de galaxies bob-sphériques 3D, mais l'histotrie est ce qu'elle est ...)