Как интерпретировать графики асимметрии и эксцесса снимков галактик?

Что я сделал: Я анализирую некоторые симуляционные снимки Млечного Пути, и он смоделирован как гало темной материи — выпуклость — диск. Я произвел некоторую асимметрию (используя scipy.stats.skew()) pythonи эксцесс (используя scipy.stats.kurtosis) графики скорости линии визирования (LOSV), которые я прилагаю здесь. Для создания этих графиков я просто извлек в Икс , в у , в г компоненты скоростей звезд, и я выбрал г -ось как линия визирования. Я наложил сетку на снимок галактики, причем под разными углами наклона ( θ "=" 0 , 45 , 60 , 90 градусов) галактики я нанес асимметрию и эксцесс в ячейках сетки ( в г это г -компоненты скоростей). [![введите здесь описание изображения][1]][1]

Мой вопрос: теперь я хочу понять и интерпретировать свои сюжеты. Что я могу сделать из графиков для разных углов наклона? Моя модель галактики имеет гало, выпуклость в центре и диск. Что мы можем сказать о распределениях lsv или компонентах галактики? Я новичок в астрофизике, поэтому такие сюжеты и концепции для меня новы. Любая помощь очень ценится, большое спасибо!

Что ты здесь спрашиваешь? Вы знаете, что представляют собой перекос и эксцесс в статистике? Или вы пытаетесь разглядеть реальные параметры галактики?
Привет @Carl, я понимаю, что асимметрия - это мера симметрии vlos (в данном случае), а эксцесс - мера того, насколько тяжелые хвосты распределения vlos сравниваются с нормальным распределением ... я хочу знать, что такое асимметрия и эксцесс. графики могут подразумевать vlos или параметры галактик.
Аааа, для нас новичков, влос --> В л о с , вертикальная линия визирования
@Карл, извини, я имел в виду V_los как скорость прямой видимости (отредактировано в моем посте).

Ответы (1)

Для начала я бы предложил также построить карты лучевой скорости и дисперсии скоростей для каждого угла наклона. В частности, вы должны увидеть четкую антикорреляцию между скоростью и асимметрией, особенно в случае ребра. Это признак кинематики с преобладанием вращения и плоской или медленно изменяющейся кривой вращения из-за того, что ветор линии прямой видимости пересекает (почти) круговые орбиты под разными углами за пределами касательного радиуса:

введите описание изображения здесь

Отредактировано для добавления: Идея состоит в том, что ваша линия обзора (пунктирная зеленая линия) касается точки A, и поэтому проецируемая скорость линии обзора = скорости вращения на этом радиусе. Луч зрения пересекает звездные орбиты больших радиусов под все большими углами, поэтому скорость, проецируемая вдоль луча зрения, становится все меньше и меньше (если кривая звездных скоростей плоская, убывающая или даже слегка увеличивающаяся). Предполагая локальное гауссово распределение звездных скоростей на каждом радиусе, вклады от радиусов > А проявляются при меньших скоростях (кривые на правом рисунке). Предполагая, что звездная плотность уменьшается на больших радиусах, вклад больших радиусов меньше (меньшие высоты на правом рисунке). Чистым эффектом будет форма с отрицательным перекосом. Для другой стороны галактики, где скорости отрицательны (синее смещение), вы получите зеркальную ситуацию с положительной асимметрией LOSVD.

(Один из небольших советов состоит в том, чтобы отображать положительные величины с считыванием, а отрицательные величины — синим — в противоположность тому, что вы сейчас делаете, — поскольку в этом случае положительные скорости напрямую соответствуют красному смещению, а отрицательные скорости — синему.)

Сильные вариации от пикселя к пикселю во внешней части диска на ваших графиках почти наверняка связаны только с низким соотношением S/N (поскольку числовая плотность частиц мала на больших радиусах).

Обратите внимание, что стандартный подход к анализу звездной кинематики галактики заключается в моделировании распределения лучевых скоростей с использованием полиномов Гаусса-Эрмита, где члены первого и второго порядка соответствуют средней скорости ( В ) и дисперсии скоростей ( о ), а также члены третьего и четвертого порядка ( час 3 и час 4 ) к асимметрии и эксцессу соответственно. (См., например, Ван дер Марел и Франкс (1993) и Герхард (1993) .) Я указываю на это главным образом на тот случай, если вы захотите сравнить свои результаты с опубликованными анализами других моделей и реальных галактик.

Спасибо! Правильно, я вижу антикорреляцию для края в случае средней скорости и асимметрии. Я не понял эту часть, которую вы упомянули: «Это признак кинематики с преобладанием вращения и плоской или медленно изменяющейся кривой вращения из-за того, что вектор линии обзора пересекает (почти) круговые орбиты под разными углами вне касательной. радиус.'' Кроме того, есть ли у вас какие-либо предложения о том, как рассчитать моменты h3 и h4 из скоростей линии визирования? Я только что получил асимметрию и эксцесс от scipy-функций.
@Jerome Основная идея состоит в том, что вы согласуете профиль LOSVD с моделью, состоящей из первых 4 моментов Гаусса-Эрмита, как указано в статьях, на которые я ссылался.
@Jerome Я обновил свой ответ рисунком и сопровождающим его объяснением, которое пытается описать ту часть, которую вы не поняли.
Большое спасибо, Питер! Я также хотел узнать больше о последнем абзаце, который вы написали о моделировании скорости потери как распределения Гаусса-Эрмита, а затем о поиске моментов более высокого порядка. В основном у меня есть скорости потерь в виде массива значений. Оттуда я только что вычислил эксцесс и асимметрию, используя функции scipy в python. Итак, как мне рассчитать h3 и h4, как вы говорите? Чем это отличается от того, как я получил асимметрию и эксцесс?
@ Джером, это упражнение по «подгонке кривой». Ваши данные должны быть в форме N(V) — то есть массив значений интервала скорости (например, [-200, -190, ..., 190, 200]) и соответствующий массив отсчетов на мусорное ведро Затем вы пытаетесь сопоставить данные с функцией пяти переменных: общей амплитуды (не очень важно), центральной скорости, дисперсии скоростей ( о ), h3 и h4, как указано в документах, на которые я ссылался. Упрощенная версия предполагает, что h3 = h4 = 0, и в этом случае вы подгоняете данные с помощью чистого гауссова (центр = В , дисперсия = о ).