星系參數間的相關性及暗質在結構形成的角色

Abstract

我們研讀了星系的參數，並且尋找這些參數間的關係。我們的樣本來自阿雷西波無線電波望遠鏡中的L波段饋入陣列 (ALFALFA)，以及澳洲帕可斯天文台無線電望遠鏡的中性氫巡天計畫 (HIPASS)。從這兩座電波望遠鏡的資料庫，我們可以得到星系的中性氫含量和動態資訊。並且加上史隆數位巡天計畫 (SDSS)所得到的光學特性，和二微米巡天計畫 (2MASS)所得到的近紅外光特性，對於星系的參數做近一步的研究。我們使用主成份分析 (PCA)尋找觀測參數間的關係。我們的目標是了解星系的結構和及暗質在星系形成和星系動力學所伴演的角色。我們證實了2008年迪士尼等人刊登在自然期刊的研究成果，也就是，除了顏色以外，其他五個觀測參數彼此間有很強的關係。透過主成份分析，我們更可以找到足以代表這些參數的一個主成份。這樣的結果暗示著，只需要有一個物理的參數，就可以決定星系的動力學及結構。我們討論了這個結果在暗質理論中的含意。

We have studied global parameters of galaxies to find simple relationships among them. We use database from the Arecibo Legacy Fast Arecibo L-band Feed Array (ALFALFA) and HI Parkes All-Sky Survey for the atomic gas properties and dynamics, with the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) for the optical properties of galaxies, and the Two Micron All Sky Survey for the near-infrared properties. We conduct Principal Component Analyses (PCA) to find relations among observational variables. The goal is to gain insight into the structure of galaxies and to infer the role of dark matter in galaxy formation and galactic dynamics. We confirm the recent finding of Disney et al. (Nature, 2008) with a much larger number of samples. That is, except the color, the other 5 parameters are correlated and are governed by just one principal component. This implies that only one physical parameter can in principle determine all the observed dynamics and structure of the galaxies. We discuss the implication of this result on the cold dark matter.