Schwarzschild modeling for the dynamical study of external galaxies with MEGARA on the Gran Telescopio Canarias

Abstract

We present new dynamical models of the compact elliptical galaxy M32 based on high-resolution MEGARA integral-field spectroscopy. Using Schwarzschild orbit-superposition methods, we obtain a tightly constrained central SMBH mass of (3.6+0.2→0.1)↑106 M↑, consistent with previous estimates but with significantly reduced uncertainties. Our models favor a lower inclination (ω = 46.0+0.3→→0.5 ) than earlier works, implying that M32 is intrinsically flatter (q = 0.44+0.06→0.04) and more rotationally supported than previously thought. The radial dependence of axis ratios and triaxiality further indicates the presence of a flattened nuclear disk-like component. The orbital decomposition shows that roughly ↔ 15% of stars occupy hot orbits and another ↔ 15% counterrotating orbits, dynamical signatures that point towards external factors. These features help rea!rm the case that M32’s present structure was shaped by encounters with M31, including tidal stripping and gas inflows that likely fueled nuclear star formation. Taken together, our results provide the most detailed orbital decomposition of a compact elliptical to date, o”ering new evidence that such galaxies can arise from the interplay between intrinsic compactness (prior to interaction) and external environmental processes.

Presentamos nuevos modelos dinámicos de la galaxia elíptica compacta M32 basados en espectroscopía de campo integral de alta resolución con MEGARA. Utilizando el método de superposición de órbitas de Schwarzschild, obtenemos una masa central de agujero negro supermasivo (SMBH) de (3.6+0.2→0.1) ↑ 106M↓, consistente con estimaciones previas pero con incertidumbres significativamente menores. Nuestros modelos favorecen una inclinación más baja (ω = 46.0+0.3→→0.5) que la propuesta en trabajos anteriores, lo que implica que M32 es intrínsecamente más achatada (q = 0.44+0.06→0.04) y más soportada por rotación de lo que se pensaba. La dependencia radial de los cocientes de ejes y de la triaxialidad indica además la presencia de un componente fino similar a un disco interno. La descomposición orbital muestra que aproximadamente un ↔ 15% de las estrellas ocupan órbitas calientes y otro ↔ 15% ´orbitas contrarrotantes, firmas dinámicas que apuntan hacia factores externos. Estas características ayudan a reafirmar que la estructura actual de M32 fue moldeada por encuentros con M31, que incluyeron efectos de marea y flujos de gas que probablemente alimentaron la formación estelar nuclear. En conjunto, nuestros resultados proporcionan la descomposición orbital más detallada de una galaxia elíptica compacta hasta la fecha, ofreciendo nueva evidencia de que este tipo de galaxias pueden formarse a través de la interacción entre una concentración intrínseca (previa a la interacción) y procesos ambientales externos.