¿Cuál es (en realidad) el "radio de media luz desproyectado" de esta galaxia casi completamente oscura?

Las recientes noticias de la Dragonfly 44 Ultra Diffuse Galaxy (UDG) es un excelente ejemplo de lo que podría denominarse el pensamiento 'observar diferente'. El telescopio de libélula no se caracteriza por el tamaño de su apertura colectiva, sino por la ausencia de los efectos difractores de los espejos secundarios y la rugosidad de la superficie que limitan el contraste de los objetos oscuros en los telescopios convencionales cuando hay fuentes más brillantes cerca. Ver aquí y aquí y aquí .

arriba: imagen de un telescopio de matriz refractiva Dragonfly desde aquí . Imagen: P. Van Dokkum; R. Abraham; J. Brodie

arriba: La galaxia ultradifusa Dragonfly 44 desde aquí . "Dragonfly 44 es muy débil por su masa y se compone casi por completo de materia oscura. (Pieter van Dokkum, Roberto Abraham, Observatorio Géminis / AURA)"

Una vez identificadas, las velocidades radiales de las estrellas en Dragonfly 44 se midieron usando DEIMOS en el telescopio Keck II, para determinar un valor para la masa de la galaxia tenue y ultradifusa.

Empecé a leer el artículo de ArXiv pero rápidamente me empantané en el resumen. El resultado muy emocionante es que la luminosidad y, por lo tanto, el número total de estrellas es mucho menor que lo que cabría esperar de la masa obtenida de las mediciones de velocidad radial, lo que sugiere que está hecha casi por completo de materia oscura . Quería ver si podía entender cómo se calculaba la masa, pero me quedé atrapado en la frase radio de media luz desproyectada .

¿Podría alguien describir cómo se hace este cálculo y qué significa realmente esa frase?

Recientemente se identificó una población de galaxias esferoidales grandes, de muy bajo brillo superficial en el cúmulo Coma. La aparente supervivencia de estas galaxias ultra difusas (UDG) en un grupo rico sugiere que tienen masas muy altas. Aquí presentamos la cinemática estelar de Dragonfly 44, uno de los UDG de Coma más grandes, que utiliza una integración de 33.5 horas con DEIMOS en el telescopio Keck II. Encontramos una dispersión de velocidad de 47 km / s, lo que implica una masa dinámica de M_dyn = 0.7x10 ^ 10 M_sun dentro de su radio de media luz desproyectado ( mi énfasis) de r_1 / 2 = 4.6 kpc. La relación masa-luz es M / L = 48 M_sun / L_sun, y la fracción de materia oscura es 98 por ciento dentro del radio de media luz. La gran masa de Dragonfly 44 está acompañada por una gran población de racimos globulares. A partir de imágenes de Géminis profundas tomadas en 0.4 "al ver, inferimos que Dragonfly 44 tiene 94 cúmulos globulares, similares a los recuentos de otras galaxias en este rango de masa. Nuestros resultados se suman a otra evidencia reciente de que muchos UDG son galaxias" fallidas ", con los tamaños , contenido de materia oscura y sistemas de cúmulos globulares de objetos mucho más luminosos. Estimamos la masa total de halo oscuro de Dragonfly 44 comparando la cantidad de materia oscura dentro de r = 4.6 kpc con los perfiles de masa encerrados de halos NFW. La masa encerrada sugiere un masa total de ~ 10 ^ 12 M_sun, similar a la masa de la Vía Láctea.

El radio de media luz es el radio del que emerge la mitad de la luminosidad.

"Desproyectado" significa que los autores deben haber ajustado algún modelo a la distribución de luz 2D, que luego puede ser desproyectado matemáticamente para darles un modelo 3D para la luminosidad en función del radio, que luego pueden integrarse para dar un número para el radio de media luz

En la sección 3, los autores explican que lo han hecho ajustando un "perfil Sersic" a la distribución de brillo de la superficie https://en.m.wikipedia.org/wiki/Sersic_profile El perfil Sersic en realidad tiene el radio 2D de media luz como Uno de sus parámetros. Pero si imagina mirar a través de una bola de estrellas, esta medición 2D del radio de media luz es una subestimación del verdadero radio de media luz 3D, porque el perfil de brillo de la superficie tiene un pico más agudo que la distribución de densidad estelar 3D que lo produce.

Los autores parecen corregir esto aproximadamente (desproyectar) multiplicando el radio de media luz por 4/3. También hacen una pequeña corrección para la no esfericidad de la galaxia.

El factor de desproyección depende (ligeramente) de la $n$índice del perfil Sersic y necesita ser encontrado haciendo una integral numérica. Los detalles se pueden encontrar en los apéndices de Wolf et al. (2010. http://arxiv.org/abs/0908.2995 ), que también proporcionan expresiones para estimar directamente la masa a partir del radio de media luz proyectado y la dispersión de la velocidad de la línea de visión.

El radio de media luz es el radio (esférico) desde el cual se irradia la mitad de la potencia electromagnética. Si no se califica, debería significar la potencia en todo el espectro electromagnético, pero también puede limitarse para cubrir un rango específico de longitudes de onda. "Desproyectado" tiene un significado directo cuando se considera una galaxia espiral regular. Si está viendo de borde, habrá más estrellas dentro de un radio tal como las vio usted que si estuviera mirando a lo largo del eje de rotación de las galaxias. Desproyectado aquí significa calcular lo que se encontraría si estuviera mirando a lo largo del eje de la galaxia. Para una galaxia espiral, este radio es casi idéntico al radio en el plano de la galaxia.
Para otras formas, la desproyección significa volver a la distribución 3D de las estrellas en función de una combinación de datos medidos y un modelo de la galaxia que está observando. (En mi opinión, el término deconvolución podría ser menos confuso cuando se trata de galaxias 3D esféricas, pero hisotry es lo que es ...)