Axisymmetric, 3-Integral Models of Galaxies: A Massive Black Hole in NGC3379
我们拟合轴对称3积分动力学模型，以NGC 3379使用的视线速度分布从HST/FOS光谱的星系中心和地面长缝光谱沿四个位置角，与WFPC 2和地面图像的光分布约束。我们拟合的模型倾角从29度（内禀星系型E5）到90度（内禀E1），黑洞质量从0到1 e9 M_solar。最适合的黑洞质量范围从6 e7到2 e8 M_solar，取决于倾角。最佳模型的速度椭球既不符合各向同性分布函数，也不符合二次积分分布函数。沿着主轴，速度椭球在最里面的仓处变为切向，在中间范围半径处变为径向，并且在最外面的仓处再次变为切向。对于可接受的模型，在中间范围半径中的径向到切向分散的范围为1.1 < sigma_r / sigma_t < 1.7。与这些3积分模型相比，2积分各向同性模型高估了黑洞的质量，因为它们不能提供足够的径向运动。然而，本文提出的模型仍然包含限制性的假设，即假设恒定的M/L和球对称性，需要更多的模型来研究黑洞的性质在完整的一般性。
1999-12-01 astro-ph
Modelling Galaxies with f(E,Lz); a Black Hole in M32
本文提出了一种构造单个星系轴对称分布函数的方法。它从观测到的表面亮度分布出发，经解投影得到轴对称的光度密度，由光度密度导出恒星的引力势。在加入中心黑洞等暗质量分量后，利用Richardson- Lucy算法构造了只依赖于轴对称势场中经典运动积分的二积分分布函数（2 I-DF）f（E，Lz）.该算法被证明是非常有效的，在寻找f（E，Lz）提供的积分方程已被适当修改。一旦构造了2 I- \df \，就可以计算其运动学并与观察到的运动学进行比较。许多差异可以通过改变假定的倾斜角、质光比、暗分量和2 I-DF的奇数部分来补救。剩余的差异可能表明，分布函数取决于非经典的第三积分，或者是非轴对称的。该方法已被应用到附近的椭圆星系M32。一个倾角约为55度、中心黑洞（或其他密度在约1秒差距内的致密暗物质）的质量为1.6 ~ 2*10^6兆太阳的2 I-DF与范德马雷尔等人的高空间分辨率运动学数据非常吻合。2 I-DF的中心暗质量明显更小或更大，或边缘倾斜，可以排除M32。对HST的观测结果作了预测：使用0.09”*0.09”的最小正方形孔径的光谱学应产生一个非高斯的宽翼中心速度剖面，真实速度色散和高斯拟合速度色散分别为150- 170 km/s和120- 130 km/s。
1994-10-07 astro-ph
Kinematical signatures of hidden stellar discs
一个轴对称星系的表面亮度分布的去投影没有一个唯一的解决方案，除非该星系被视为精确的边缘上。我提出了一个算法，找到一个给定的表面亮度分布和倾角一致的光滑轴对称密度分布的全范围，并用它来研究这种非唯一性对两个目标的视线速度剖面（VP）的影响，在一定倾角范围内观察真实和玩具盘状星系的积分模型。光度学上不可见的正面圆盘在模型的短轴VP中留下非常清晰的特征（Gauss-Hermite系数h_4>0.1），只要圆盘与凸起之比大于约3%。我将讨论这些迄今被忽视的磁盘动力学建模的影响。
1999-02-02 astro-ph
Axisymmetric dynamical models for SAURON and OASIS observations of NGC 3377
我们提出了一套独特的嵌套恒星运动学地图的NGC 3377获得的积分场光谱仪OASIS和SAURON。然后，我们构建一般的轴对称动力学模型，这个星系的基础上，史瓦西数值轨道叠加技术应用于这些互补的测量。我们展示了这两个数据集如何通过分别探测内部和外部区域来约束中心大质量物体的质量和星系的整体质光比。同时使用这两个数据集使我们能够确认质量为$M_{BH} = 7_{-5}^{+4} 10^{7} M_\sun$（99.7%置信水平）的大质量黑洞的存在，具有最佳拟合的恒星质光比$Υ_I = 2.1 \pm 0.2$（假设边缘倾斜）。
2003-11-18 astro-ph
Axisymmetric mass models of S0 and spiral galaxies with boxy bulges: mass-to-light ratios, dark matter and bars
我们研究了一个样本的30个边缘上的螺旋和S 0星系，有四方形和花生形的凸起。我们计算模型恒星运动学求解金斯方程的轴对称质量分布来自K波段图像。这些简单的模型只有一个自由参数：动态质光比，我们假设它与半径无关。考虑到建模过程的简单性，在我们的运动学数据范围内，模型二阶速度矩与观测到的恒星运动学非常吻合，通常达到~ 0.5-1 R25（其中R25是光学半径），或相当于2-3 Re（其中Re是有效或半光半径）。因此，我们没有发现任何证据的主要暗物质组成部分内的光盘螺旋星系。我们样本中的S 0也是如此，这大大扩展了以前对这些星系中暗物质的观测限制。预测的运动学确实略有偏离，但系统地从大多数星系的凸起区域的观测，但我们认为，这是一致的，四四方方的和花生状的凸起是酒吧的边缘上观看的索赔。
2008-12-09 astro-ph
Improved evidence for a black hole in M32 from HST/FOS spectra - II. Axisymmetric dynamical models
为解释E3星系M32的高空间分辨率恒星运动学数据，建立了轴对称动力学模型。模型研究与二积分相空间分布函数，并与完全一般的三积分分布函数。后者是使用史瓦西轨道叠加方法的新扩展构建的。模型被构造为90度和55度的倾角。没有一个没有核暗天体的模型可以适合地面和HST数据的组合，独立于M32的动力学结构。具有3.4 x 10^6太阳质量的核暗天体的模型确实提供了一个很好的拟合。倾斜模型提供了最佳的拟合，但推断的暗物质并不敏感地依赖于假设的倾斜。最适合数据的模型不是二积分模型，但像二积分模型一样，它们是方位各向异性的。一个扩展的暗天体只有在其半质量半径r_h < 0.08弧秒（=0.26 pc）时才能拟合数据，这意味着中心暗物质密度超过1 x 10^8太阳质量/pc ^3。这个密度足以排除大质量黑洞的可能性。动态推断的暗质量与现有的绝热黑洞生长模型对M32的HST测光结果一致。M32的低活动性意味着只有非常小的一部分由演化中的恒星释放的气体被吸积到黑洞上，或者吸积以非常低的效率进行，例如以平流为主的模式。（精简版）
1997-05-12 astro-ph
Spatially Resolved Stellar Kinematics of Field Early-Type Galaxies at z=1: Evolution of the Rotation Rate
我们利用我们先前发表的VLT/FORS 2吸收线光谱的空间信息，测量了25个场早型星系的平均恒星速度和速度色散分布，中位红移z=0.97（全范围0.6<z<1.2）。这提供了第一个详细的研究早期类型的星系旋转在这些红移。从HST成像的表面亮度分布，我们计算两个积分扁圆轴对称的Jeans方程模型所观察到的运动学。适合每个星系的旋转支持度和质量与光的比率M/L_牛仔裤的数据产量。S 0和Sa星系通常是旋转支撑的，而椭圆星系旋转速度较慢或根本不旋转。直到M（B）=-19.5（校正光度演化），我们没有发现在z=1（63+/-11%）和现在（61+/-5%）之间旋转的早期型（E+ S 0）星系的演化证据。我们解释这作为证据很少或没有变化的领域S 0分数红移。我们比较了M/L_Jeans和M/L_vir，它们是由维里定理和全局平均量推导出来的，并假设同源演化。有很好的协议，非旋转（主要是E）星系。然而，对于旋转支撑星系（主要是S 0），M/L_Jeans平均比M/L_vir高约40%。我们讨论了可能的解释和影响的M/L之间的z=1和本和它的依赖于质量的演变。
2008-06-20 astro-ph
Two-integral Schwarzschild models
本文描述了一种基于Schwarzschild轨道叠加方法构造轴对称二积分星系模型（分布函数为f（E，L_z），其中E为轨道能量，L_z为角动量的垂直分量）的实用方法。其他的f（E，L_z）方法大多是基于求解Jeans方程或直接从密度中找到分布函数，这通常会对星系的形状产生限制。这里，没有假设，任何轴对称密度分布都是可能的。观测值计算（半）解析，使我们的方法比以前大多数，完全数值实现更快。各个方面进行了广泛的测试，其结果直接适用于三积分史瓦西方法。我们表明，一个给定的分布函数可以被复制具有高精度和调查的行为的参数，用于测量的拟合优度。此外，我们表明，该方法正确地识别尖瓣的范围内的轴对称两个积分模型与中心黑洞不存在。
2001-12-07 astro-ph
Models of Forbidden Line Emission Profiles from Axisymmetric Stellar Winds
在几个演化的沃尔夫-拉叶星风中观测到了一些强的红外禁戒线，这些禁戒线对于推导金属丰度和检验恒星演化模型具有重要意义。此外，由于这些光学细线在风中以大半径形成，它们的解析轮廓带有风流渐近结构的印记。本文提出了轴对称风中形成的禁线剖面形状模型。众所周知，在以恒定速度膨胀的球形风中形成的光学薄发射线产生平顶发射轮廓形状。模拟禁线产生的模型恒星风与轴对称的密度分布，治疗纬度电离自洽和检查的离子阶段的轮廓形状的影响。所得的线轮廓关于线中心对称。在给定的原子种类内，轮廓形状可以在中心峰、双峰和近似平顶的外观之间变化，这取决于离子阶段（相对于主导离子）和观察倾斜度。虽然应用沃尔夫-拉叶星风强调，概念也是相关的其他类的热星，如发光的蓝变星和Be/B[e]星。
2006-05-10 astro-ph
The Distribution of Dark Matter in a Ringed Galaxy
外环位于任何与棒共振的特征中距离星系中心最远的地方。由于它们的大尺度，它们的形态对星系中暗物质的分布很敏感。我们在这里介绍如何研究这些环可以限制酒吧的质光比，因此在这些星系的中心的暗物质的百分比。我们比较周期性的轨道集成在环形星系NGC 6782附近的外林德布拉德共振的外环的形状。来自酒吧的潜在的非轴对称分量来自星系的近红外图像。轴对称分量是假设一个平坦的旋转曲线。我们发现，压缩的非自相交的周期轨道是更细长的更高的酒吧质光比和更快的酒吧。推断出的棒的质光比取决于假设的星系倾角。假设星系倾角i=41度，为了使轨道与观测到的环形态一致，棒的质光比必须很高，大于最大盘值的70%。对于i=45度，条的质光比是最大圆盘值的$75\pm 15%$。由于这些环的速度场可以用来限制星系的倾角以及环中代表的周期轨道，进一步的研究将产生更严格的限制棒的质光比。如果需要一个接近最大值的暗棒，那么要么在暗棒内只有很少的暗物质，要么在星系盘中的暗物质是非轴对称的，并且会随着暗棒旋转。
1997-05-20 astro-ph
The Evolution of Viscous Inclined Disks in Axisymmetric and Triaxial Galaxies
我们用Pringle（1992）提出的一组方程来研究在类星系势场中相对于惯性空间静止或翻滚的粘性扭曲盘的演化。在轴对称势中，圆盘以一个主要由系数$ν_2$确定的速率沉降到赤道面，该系数与垂直于圆盘局部平面的剪切有关。如果盘最初靠近星系赤道，那么倾斜度衰减的速率可以用Steiman-Cameron和Durisen（1988）的解析公式很好地描述;在高度倾斜的盘中，曲率的“破碎波”在穿过盘时会变陡，使得数值处理不可信。在惯性空间中静止的三轴势场中，沉降速度比扁星系或长星系快，因为盘同时绕两个垂直的轴扭转。如果势盘的形状绕着它的一个主轴翻转，粘滞盘就会陷入一种扭曲的状态，在这种状态下，每个半径处的气体都遵循一个稳定的倾斜轨道，该轨道进动，以便相对于下面的星系保持静止。
1995-12-19 astro-ph
Dynamical modelling of stars and gas in NGC2974: determination of mass-to-light ratio, inclination and orbital structure by Schwarzschild's method
我们研究了大尺度恒星和气体运动学的E4星系NGC2974，全景积分场数据的基础上获得的SAURON。我们量化的速度场与傅立叶方法（运动学），并表明，大规模的运动学是在很大程度上符合轴对称。我们构造一般的轴对称动力学模型的恒星运动史瓦西的轨道叠加法，并比较推断的倾角和质光比与通过模拟气体运动学得到的值。这两种方法给出了一致的结果。然而，我们发现，恒星模型提供了相当弱的约束的倾斜。NGC2974的内禀轨道分布，我们推断从我们的模型，其特征在于由一个大规模的恒星组成部分的高角动量。我们创建半解析测试模型，类似于NGC2974，研究史瓦西的建模技术恢复给定的输入参数（质光比和倾角）和分布函数的能力。我们还测试了有限的空间覆盖对分布函数（即轨道结构）恢复的影响。我们发现，该模型可以准确地恢复输入的质光比，但我们确认，即使有完美的输入运动学的倾斜度只是轻微的约束。这表明在确定倾斜度时可能存在简并，但需要进一步调查以澄清这一问题。对于一个给定的潜在的，我们发现，我们的测试模型的解析分布函数是很好地恢复由三积分模型的空间区域内的积分场运动学约束。
2004-12-08 astro-ph
The dynamical distance and intrinsic structure of the globular cluster omega Centauri
我们通过将轴对称动力学模型拟合到van Leeuwen等人的地面自行和线来确定动力学距离D、倾角i、质光比M/L和球状星团欧米茄Cen的固有轨道结构。来自四个独立数据集的视线速度。我们纠正观察到的速度为透视旋转所造成的集群的空间运动，并表明，剩余的固体旋转组件中的自行车可以采取没有任何建模以外的假设轴对称。这也提供了对D tan i的严格约束。应用我们的轴对称实现Schwarzschild的轨道叠加法的欧米茄Cen揭示了一个显着的径向依赖M/L没有动力学证据。最佳拟合动力学模型的恒星V波段质光比M/L_V = 2.5 +/- 0.1 M_sun/L_sun，倾角i = 50 +/- 4度，对应的平均内禀轴比为0.78 +/- 0.03。最佳拟合动力学距离D = 4.8 +/- 0.3 kpc（距离模量13.75 +/- 0.13 mag）明显大于通过简单的球形或恒定各向异性轴对称动力学模型获得的值，并且与通过测光方法获得的规范值5.0 +/- 0.2 kpc一致。星团的总质量为（2.5 +/- 0.3）x 10^6 M_sun。最佳拟合模型在约10弧分的半径内接近各向同性，并且在外部区域中变得越来越切向各向异性，这显示出显著的平均旋转。这种相空间结构很可能是由银河系潮汐场的影响造成的。星团包含一个单独的盘状组件，其径向范围在1至3弧分之间，约占总质量的4%。
2005-09-08 astro-ph
Two Subclasses of Proto-Planetary Nebulae: Model Calculations
我们使用详细的辐射转移模型来研究由Ueta，Meixner，& Bobrowsky（2000）提出的两个PPN子类--可见星低水平伸长原行星状星云（SOLE PPN）和尘埃突出纵向延伸原行星状星云（DUPLEX PPN）之间的差异。我们选择了一个SOLE PPN HD 161796和一个DUPLEX PPN IRAS 17150 $-$ 3224，这两个PPN都经过了充分的研究，并代表了它们的PPN类别。使用轴对称尘埃壳辐射转移代码，我们模拟这两个源的详细和约束他们的质量损失的历史，倾角和尘埃成分。HD 161796和IRAS 17150 $-$ 3224的物理参数表明，它们在物理上是完全不同的，它们观察到的差异不能归因于倾角效应。如果这些计算反映了关于SOLE与DUPLEX PPN的更普遍的事实，则PPN的这两个亚类在物理上是不同的，SOLE PPN源自低质量祖细胞，DUPLEX PPN源自高质量祖细胞。
2002-02-07 astro-ph
Evidence for a Massive Black Hole in the S0 Galaxy NGC 4342
我们已经构建了S0星系NGC 4342的轴对称动力学模型：简单的两个积分金斯模型，以及完全通用的，三个积分模型，使用修改后的版本的史瓦西的轨道叠加技术。根据数据集的不同，两个积分模型建议一个黑洞（BH）为3或$6\times 10^8 M_\odot$。三个积分模型可以同时拟合所有的地基和HST数据，但只有当一个中央BH被包括在内。不含BH的模型在高于99.73%的置信水平下被排除。我们确定了$3.0^{+1.7}_{-1.0} \times 10^8 M_\odot$的BH质量。这相当于2.6%的核球质量，使NGC 4342成为目前已知BH质量与核球质量比最高的星系之一。
1998-11-11 astro-ph
Evidence for a massive BH in the S0 galaxy NGC 4342
我们提出了S0星系NGC 4342的轴对称动力学模型。从地面和哈勃太空望远镜（HST）的观测组合表明，NGC 4342旋转迅速，并且在速度色散方面有很强的中心增加。我们构造简单的两个积分牛仔裤模型以及完全一般的，三个积分模型。后者是使用史瓦西轨道叠加技术的修改版本。双积分金斯模型认为黑洞（BH）的质量在3到6 × 10^8 Msun之间，这取决于用于约束模型的数据集，但它们无法拟合观测到的运动学细节。三个积分模型可以同时拟合所有的地基和HST数据，但只有当一个中央BH被包括在内。不含BH的模型被排除在置信水平99.73%以上，我们确定BH的质量为3 × 10^8 Msun。这相当于球核总质量的2.6%，使NGC 4342成为目前已知BH质量与球核质量比最高的星系之一。最适合数据的模型没有二积分相空间分布函数。它们具有相当复杂的动力学结构：速度各向异性是半径的强函数，反映了该星系的多组分结构。没有BH的最佳拟合模型试图通过将恒星放置在径向轨道上来拟合高中心速度色散。然而，所测量的旋转速度，限制径向各向异性的量，使得只有当模型中包括大量BH时，才能拟合用HST测量的中心速度色散。
1998-05-26 astro-ph
Fragmentation of Magnetically Subcritical Clouds into Multiple Supercritical Cores and the Formation of Small Stellar Groups
孤立的低质量恒星形成于分子云的致密核心中。在标准的图像中，核心被设想为通过双极扩散从强磁化云中凝聚出来。大多数以前的计算都是基于这种情况下，仅限于轴对称的云演化导致一个单一的核心，崩溃，形成一个孤立的恒星或恒星系统的中心。这些计算在这里扩展到非轴对称的情况下薄盘近似，这使得详细调查的过程中的碎片，基本的二进制，多系统，和团簇形成。我们以前已经表明，最初的轴对称，磁亚临界云与适度的分数振幅（$\sim 5%$）的$m=2$密度扰动可以开发高度细长的酒吧，这有利于二元和多元系统的形成。在本文中，我们表明，在高阶（$m\ge 3$）扰动的存在下，类似的振幅，这样的云能够打破成一组离散的致密的核心。这些多芯是磁超临界的。它们可能会个别坍缩成单个恒星或恒星系统，并聚集在一起形成一个小的恒星群。我们的计算表明，单星形成的标准方案涉及磁亚临界云和双极扩散可以很容易地产生一个以上的恒星，只要云的质量是远远高于金斯限制和相对均匀的分布。这些碎片在云的中心部分形成，在该区域成为磁超临界之后，但在快速坍缩之前。沿磁力线的质量分布的平坦化和磁张力增强了它。
2002-06-20 astro-ph
The Black Hole Mass of NGC 4151: Comparison of Reverberation Mapping and Stellar Dynamical Measurements
我们提出了一个恒星动力学估计的黑洞（BH）的质量在塞弗特1星系，NGC 4151。我们分析了地基光谱以及从地面和空间的成像数据，我们构建3积分轴对称模型，以约束BH质量和质光比。动力学模型依赖于假设的恒星核球运动对称轴的倾角。在假定从侧面观察球丘的情况下，运动学数据仅给出了黑洞质量的上限~ 4 e7 M_sun（1 σ）。如果假设凸起运动轴与大尺度星系盘的对称轴具有相同的倾角（即，23度），获得了4- 5e 7 M_sun之间的最佳拟合动力学质量。然而，由于假设凸起是倾斜的（由chi ^2表面的噪声及其最小值决定）时拟合质量很差，而且由于我们缺乏能清楚地分辨BH影响球的光谱数据，我们认为我们的测量只是对BH动力学质量的初步估计。有了这个初步的结果，NGC 4151现在是其中BH质量被两个独立的技术限制的小样本星系之一，我们发现的两个隆起倾角的质量值与Bentz等人最近发表的混响映射估计值（4.57[+0.57/-0.47 e7 M_sun]）相当一致。
2007-08-09 astro-ph
The Measurement of Disk Ellipticity in Nearby Spiral Galaxies
我们用Densepak积分场光谱和WIYN望远镜I波段成像相结合的方法测量了7个邻近的近面对面旋涡星系的内禀盘椭圆率。最初假设一个轴对称模型，我们确定运动学倾角和位置角从H-α速度场，和光度轴比和位置角从成像数据。我们解释所观察到的运动学和光度盘参数之间的差异在一个内在的非零椭圆率。我们样本的平均椭圆率为0.05。如果大多数盘状星系都有这样的内禀轴比，这将占塔利-费舍尔关系中散射的大约50%。这一结果反过来又对这种关系中的其他散射源施加了更严格的限制，其中最具天文学说服力的是星系的质量与光的比率。
2001-03-13 astro-ph
Dearth of dark matter or massive dark halo? Mass-shape-anisotropy degeneracies revealed by NMAGIC dynamical models of the elliptical galaxy NGC 3379
行星状星云摄谱仪（PN.S）最近的巡天结果显示，在附近的椭圆星系NGC 3379中，速度色散分布迅速下降，这让人怀疑这个中等光度的星系是否具有Lambda CDM宇宙学中预期的那种暗物质晕。结合长缝光谱、SAURON积分场数据和PN.S速度，我们对该星系进行了详细的动力学研究，有效半径（R_e）超过7。我们构建球形和轴对称的动力学模型，这些数据与灵活的测量NMAGIC代码，在一个序列的引力势与不同的暗晕质量。我们发现，数据是一致的近各向同性的球形系统占主导地位的恒星质量，并与模型中的大质量晕具有强径向各向异性的外部部分（β>~ 0.8在7R_e）。正式的似然极限将排除（在1 sigma）只有恒星的模型，以及v_circ（7R_e）>~ 250 km/s的晕模型。一系列更现实的不同倾角的轴对称模型和少量的三轴试验证实了球形的结果。拟合所有数据的所有有效模型在陀螺仪上是动态稳定的，包括最各向异性的。NGC 3379很可能有一个暗物质晕，正如最近在LambdaCDM宇宙学中的合并模型所预测的那样，只要它的外层是强烈的径向各向异性。（节略）
2008-04-21 astro-ph
The central parsecs of Centaurus A: High Excitation Gas, a Molecular Disk, and the Mass of the Black Hole
我们提出了半人马座A中心区域的二维气体运动学图。VLT的自适应光学（AO）辅助SINFONI数据在K波段的分辨率为0.12”。电离气体物种（Br_gamma，[Fe II]，[SiVI]）显示出旋转模式，该模式越来越多地被Cen A射电喷流方向上的更高激发线的非旋转运动所覆盖。氢分子（H_2）的发射谱线显示出规则的旋转，没有因喷流而产生畸变。分子气体似乎在恒星和中心超大质量黑洞的引力势中得到了很好的解决，因此我们用它作为示踪剂来模拟中心+/-1.5”的质量。这是第一个AO积分场观测的核心岑A，使我们能够研究的规律性的旋转周围的黑洞，以及内半径的影响，并确定倾斜角的气体盘在一个强大的方式。气体运动学最好通过描述翘曲气体盘的倾斜环模型来建模;其平均倾角为~ 34度，长轴的平均位置角为~ 155度。最适合的黑洞质量是M_BH~4.5x10^7 Msolar，这是基于一个“运动学热”盘模型，其中速度色散通过Jeans方程包含在内。这个黑洞的质量估计值比以前从电离气体运动学中得出的质量值要低一些，但与之一致。这也是一致的恒星动力学测量从相同的AO观测，我们在一个单独的文件。这使Cen A与M_BH-σ关系式一致。
2007-09-12 astro-ph
We investigate how well the intrinsic shape of early-type galaxies can be recovered when both photometric and two-dimensional stellar kinematic observations are available. We simulate these observations with galaxy models that are representative of observed oblate fast-rotator to triaxial slow-rotator early-type galaxies. By fitting realistic triaxial dynamical models to these simulated observations, we recover the intrinsic shape (and mass-to-light ratio), without making additional (ad-hoc) assumptions on the orientation. For (near) axisymmetric galaxies the dynamical modelling can strongly e…
2009-07-09 astro-ph
