Highlighting ¡Ultra ¡Diffuse ¡Galaxies: ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ VCC ¡1287 ¡and ¡Dragonfly ¡44 AS ¡DISCUSSED ¡IN ¡VAN ¡DOKKUM ET ¡AL. ¡2016, ¡BEASLEY ¡ET ¡AL. ¡2016 PRESENTED ¡BY ¡MICHAEL ¡SANDOVAL
Overview § Brief ¡Overview ¡of ¡Galactic ¡Structure ¡and ¡Globular ¡Clusters ¡(GCs) § Background ¡of ¡Ultra ¡Diffuse ¡Galaxies ¡(UDGs) § The ¡Search ¡Process: ¡Challenges ¡and ¡Importance ¡ § Dragonfly ¡44 § VCC ¡1287 § Big ¡Picture: ¡what ¡do ¡the ¡results ¡mean?
Crash ¡Course: ¡Galactic ¡Structure ¡and ¡GCs § Focusing ¡on ¡two ¡features: § Globular ¡Clusters ¡(GCs) § Dark ¡Matter ¡Halo ¡(DMH) § GCs ¡extend ¡to ¡the ¡outer ¡ halo ¡and ¡are ¡used ¡for ¡ dynamics ¡measurements § DMH ¡extends ¡passed ¡the ¡ visible ¡structure
What ¡is ¡a ¡UDG? • Galaxies ¡the ¡size ¡of ¡the ¡Milky ¡Way, ¡but ¡significantly ¡less ¡bright • Problem: ¡Act ¡like ¡they ¡have ¡very ¡high ¡mass, ¡but ¡have ¡very ¡little ¡mass….? • Large ¡dark ¡matter ¡fractions • Relatively ¡featureless, ¡but ¡round ¡and ¡red • Not ¡sure ¡how ¡they ¡are ¡formed • Perhaps ¡they ¡are ¡“failed” ¡galaxies? • Maybe ¡from ¡tidal ¡forces? Reference: ¡van ¡Dokkum et ¡al. ¡2016
Reference: ¡Sandoval ¡et ¡al. ¡2015
Search ¡Process ¡– The ¡Dragonfly • The ¡Dragonfly ¡Telephoto ¡Array • Collaboration ¡between ¡Yale ¡and ¡University ¡of ¡ Toronto ¡in ¡2013 • Designed ¡by ¡Pieter ¡van ¡Dokkum & ¡Roberto ¡ Abraham • Multi-‑lens ¡array ¡designed ¡for ¡ultra-‑low ¡ brightness ¡visible ¡astro • 400mm ¡Canon ¡lenses ¡– as ¡of ¡2016 ¡Dragonfly ¡has ¡ 48 ¡lenses • Cold ¡Dark ¡Matter ¡(CDM) ¡cosmology Reference: ¡Abraham ¡& ¡van ¡Dokkum 2014
Search ¡Process ¡– Computational ¡Method • Utilize ¡images ¡from ¡Canada ¡France ¡Hawaii ¡Telescope ¡(CFHT) ¡ • MegaPrime/MegaCam is ¡the ¡wide-‑field ¡optical ¡imaging ¡facility ¡at ¡CFHT. • Comparable ¡to ¡the ¡Sloan ¡Digital ¡Sky ¡Survey’s ¡(SDSS) ¡navigation ¡tool. • Search ¡through ¡optical ¡images ¡looking ¡for ¡diffuse ¡galaxies. • Analyze ¡photometry
The ¡Early ¡Discoveries • 47 ¡UDGs ¡found ¡with ¡the ¡Dragonfly ¡in ¡2014 ¡in ¡the ¡Coma ¡cluster ¡ • Combined ¡data ¡with ¡SDSS, ¡CFHT • Radial ¡velocity ¡measurements ¡(Coma: ¡ cz ∼ 7090 ¡km/s) • Stony ¡Brook, ¡National ¡Astronomical ¡Observatory ¡of ¡Japan ¡(NAOJ) ¡follow ¡up • Discovery ¡of ¡854 ¡UDGs ¡in ¡the ¡Coma ¡cluster • Analyzed ¡data ¡from ¡the ¡Subaru ¡ Reference: ¡van ¡Dokkum et ¡al. ¡2015a, ¡Koda et ¡al. ¡2015
Dragonfly ¡44: ¡Fun ¡Facts • Chosen ¡because ¡it’s ¡the ¡second ¡brightest, ¡ and ¡one ¡of ¡the ¡largest • Apparent ¡magnitude: ¡m g ~ ¡19.4 • Spectrum ¡obtained ¡with ¡Keck ¡I • No ¡tidal ¡features Reference: ¡van ¡Dokkum et ¡al. ¡2015a,2016
Dragonfly ¡44: ¡Spectrum • Radial ¡velocity ¡calculated ¡from ¡ best ¡fit • cz = ¡6280 ¡± 120 ¡km ¡s -‑1 • Falls ¡within ¡Coma ¡cluster ¡ velocity ¡distribution • R e ~ ¡4.3 ¡kpc Reference: ¡van ¡Dokkum et ¡al. ¡2015b
Reference: ¡van ¡Dokkum et ¡al. ¡2015a
Dragonfly ¡44: ¡Mass ¡Calculations • Follow ¡up ¡spectrum ¡obtained ¡with ¡Keck ¡II • Similar ¡radial ¡velocity ¡/ ¡effective ¡radius ¡obtained • σ ~ ¡47 ¡km ¡s -‑1 • R e ~ ¡4.3 ¡kpc • Enclosed ¡mass ¡within ¡the ¡half ¡light ¡radius: à • Very ¡high ¡mass ¡considering ¡stellar ¡population • Mass ¡to ¡light ¡ratio ¡is ¡typical ¡for ¡low ¡mass ¡dwarf ¡galaxies, ¡but ¡not ¡for ¡a ¡galaxy ¡this ¡massive Reference: ¡van ¡Dokkum et ¡al. ¡2016
Dragonfly ¡44: ¡Dark ¡Matter ¡and ¡GCs • Stellar ¡mass ¡calculated ¡from ¡i-‑band ¡luminosity: ¡M * ≈ 3 ¡× 10 8 M ⦿ • f dm = ¡[M(r ¡< ¡r 1/2 ¡ ) ¡− ¡0.5M * ]/M(r ¡< ¡r 1/2 ) ¡≈ ¡ 98 ¡% ¡!!!!! • Has ¡~36 ¡observableGCs, ¡which is ¡similar to what galaxies of ¡comparablemass have • Say ¡R GC = ¡R e × 1.5 ¡≈ ¡6.5 ¡kpc • Cutoff ¡magnitude ¡ of ¡m g = ¡27.2 • Estimate a ¡total population of ¡~96 ¡after corrections • Halo ¡mass estimation: ¡M halo ≈ ¡8 ¡× 10 11 M ⦿ • Ratio ¡of ¡stellar mass to halo ¡mass: ¡~ ¡0.0003 • Off ¡by a ¡factor ¡of ¡100! Reference: ¡van ¡Dokkum et ¡al. ¡2016, ¡Beasley ¡et ¡al. ¡2016 ¡
Reference: ¡van ¡Dokkum et ¡al. ¡2016
VCC ¡1287: ¡Fun ¡Facts • In ¡Virgo, ¡which ¡is ¡known ¡for ¡its ¡abnormalities • Photometry ¡obtained ¡with ¡CFHT ¡/ ¡MegaCam • R e ≈ ¡2.4 ¡kpc Tidally ¡disrupted ¡M85 ¡in ¡Virgo • GC ¡spectra ¡method • No ¡tidal features VCC ¡1287 Reference: ¡Beasley ¡et ¡al. ¡2016
Reference: ¡Beasley ¡et ¡al. ¡2016
VCC ¡1287: ¡Mass ¡Estimates ¡from ¡GCs • 22 ¡± 8 ¡GCs • Cutoff ¡magnitude ¡of ¡m i = ¡23.1 • σ ≈ ¡33 ¡km ¡s -‑1 • Two approaches ¡for mass estimates 1. Assume GC ¡dispersion is ¡indicative of ¡the system 2. Tracer ¡Mass Estimator: ¡estimate mass out ¡to outermost GC à M * ≈ 2.8 ¡× 10 7 M ⦿ à Reference: ¡Beasley ¡et ¡al. ¡2016
VCC ¡1287: ¡Dark ¡Matter ¡Estimates • From ¡simulated ¡mass ¡profiles: ¡M halo = ¡(8 ¡± 4) × 10 10 M ⦿ • Harris ¡et ¡al. ¡2013: ¡ M GCs / ¡M halo = ¡6 × 10 -‑5 à accounting ¡for ¡the ¡~ ¡22 ¡GCs… ¡ ¡ ¡M halo ≈ ¡ 7.3 ¡× 10 10 M ⦿ … ¡consistent! • Has ¡a ¡halo ¡mass ¡similar ¡to ¡the ¡Large ¡Magellanic Cloud ¡(LMC) • Dark ¡matter ¡fraction ¡ 99%! • Ratio ¡of ¡stellar ¡mass ¡to ¡halo ¡mass ¡is ¡~ ¡ 3.5 ¡× 10 -‑4 • Normal ¡would ¡be ¡10 -‑2 Reference: ¡Beasley ¡et ¡al. ¡2016
Conclusion ¡and ¡Next ¡Steps ¡ • “Matching ¡up” ¡stellar ¡mass ¡with ¡halo ¡mass ¡is ¡risky • Perhaps ¡UDGs ¡were ¡dwarf ¡galaxies ¡that ¡were ¡halted ¡early ¡due ¡to ¡gas ¡starvation ¡as ¡it ¡ fell ¡into ¡their ¡cluster, ¡and ¡were ¡unable ¡to ¡grow ¡in ¡stellar ¡mass ¡as ¡it ¡has ¡in ¡dark ¡matter • Counting ¡up ¡GCs ¡vs. ¡direct ¡spectrum • Need ¡more ¡data!
Recommend
More recommend
