[論文レビュー] A Deep Halpha Survey of Galaxies in the Two Nearby Clusters Abell1367 and Coma: The Halpha Luminosity Functions

J. Iglésias-Páramo, A. Boselli+3 more|CERN Bulletin|Jan 16, 2002

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 43被引用数 45

ひとこと要約

本研究は、INT 2.5m望遠鏡を用いた広視野H𝛼画像を用いて、近傍銀河団アベル1367およびコマの最初の深さのあるH𝛼輝度関数（LF）を提示する。アベル1367、コマ、バービオの間で一貫したシェクテルパラメータが得られ、ϕ* ≈ 10⁰.⁰⁰±⁰.⁰⁷ Mpc⁻³、L* ≈ 10⁴¹.²⁵±⁰.⁰⁵ erg s⁻¹、α ≈ −0.70±0.10である。これは、場の銀河よりもフラットな勾配と低いL*を示しており、場のサーベイにおける不完全性がこの比較に影響を与える可能性がある。これらの団は、それぞれ局所的星形成率密度の約0.25%および10.8%を占める。

ABSTRACT

We present a deep wide field Halpha imaging survey of the central regions of the two nearby clusters of galaxies Coma and Abell1367, taken with the WFC at the INT2.5m telescope. We determine for the first time the Schechter parameters of the Halpha luminosity function (LF) of cluster galaxies. The Halpha LFs of Abell1367 and Coma are compared with each other and with that of Virgo, estimated using the B band LF by Sandage et al. (1985) and a L(Halpha) vs M_B relation. Typical parameters of phi^* ~ 10^0.00+-0.07 Mpc^-3, L^* ~ 10^41.25+- 0.05 erg sec^-1 and alpha ~ -0.70+-0.10 are found for the three clusters. The best fitting parameters of the cluster LFs differ from those found for field galaxies, showing flatter slopes and lower scaling luminosities L^*. Since, however, our Halpha survey is significantly deeper than those of field galaxies, this result must be confirmed on similarly deep measurements of field galaxies. By computing the total SFR per unit volume of cluster galaxies, and taking into account the cluster density in the local Universe, we estimate that the contribution of clusters like Coma and Abell1367 is approximately 0.25% of the SFR per unit volume of the local Universe.

研究の動機と目的

• 近傍の2つの銀河団、アベル1367およびコマにおけるH𝛼輝度関数（LF）を、初めて決定すること。
• BバンドのLFおよびL(H𝛼)対MB関係を用いて、これらの団のH𝛼 LFをバービオ団のものと比較すること。
• これらの団が局所宇宙における全星形成率（SFR）密度に果たす寄与を評価すること。
• 団環境の影響が、場の銀河と比較して星形成特性に差をもたらすかどうかを調査すること。
• 観測されたH𝛼 LFの形の違いが、実際の進化的効果によるものか、場サーベイにおける観測的不完全性によるものかを評価すること。

提案手法

• 1平方度の各団について、INT 2.5m望遠鏡のWFCを用いて深さのある広視野H𝛼画像を取得した。
• データ還元には、バイアス補正、フラットフィールド補正、宇宙線除去、標準星を用いた光度校正を含めた。
• 銀河の検出およびフラックス測定は、H𝛼および[S ii]フィルターにおけるソース抽出およびアパーチャー光度測定を用いて行った。
• 検出された銀河を輝度でビニングし、シェクテル関数をフィッティングすることでH𝛼輝度関数を構築した：ϕ(L) dL = ϕ* (L/L*)^α exp(−L/L*) d(L/L*)。
• 星形成率（SFR）密度は、関係式L(H𝛼) = 9.40×10⁴⁰ × SFR (M☉ yr⁻¹) erg s⁻¹ を用いて計算した。
• 局所的SFR密度への寄与は、団のSFR密度とその局所的空間密度（タイプ2団では1.84×10⁻⁵ Mpc⁻³、タイプ1団では8.46×10⁻⁴ Mpc⁻³）を組み合わせることで推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 アベル1367およびコマ団における銀河のH𝛼輝度関数のシェクテルパラメータは何か？
• RQ2 異なる団タイプおよび環境を考慮した場合、アベル1367およびコマのH𝛼 LFはバービオ団のそれとどのように比較できるか？
• RQ3 アベル1367およびコマに類似した団が、局所宇宙における全星形成率密度に果たす寄与は何か？
• RQ4 団と場の銀河との間で観測されたH𝛼 LFの形の違いは、実際のものか、場サーベイにおける不完全性によるものか？
• RQ5 団において低輝度H𝛼発光体が不足している現象は、環境的抑制の兆候か、観測バイアスの結果か？

主な発見

• アベル1367およびコマのH𝛼輝度関数は、互いに一貫しており、バービオ団とも一貫しており、シェクテルパラメータはϕ* ≈ 10⁰.⁰⁰±⁰.⁰⁷ Mpc⁻³、L* ≈ 10⁴¹.²⁵±⁰.⁰⁵ erg s⁻¹、α ≈ −0.70±0.10である。
• 団のLFは、場のLFの外挿と比較して、フラットな勾配（α ≈ −0.70）と低い特徴的輝度（L*）を示しており、星形成の環境的抑制の兆候である可能性がある。
• アベル1367の全SFR密度は2.20 M☉ yr⁻¹ Mpc⁻³、コマのそれは1.36 M☉ yr⁻¹ Mpc⁻³であり、ガレゴ他（1995）が報告した局所値の0.013 M☉ yr⁻¹ Mpc⁻³よりも顕著に高い。
• 団密度を補正した結果、アベルタイプ2の団（コマおよびアベル1367に類似）が局所SFR密度に与える寄与は0.25%と推定された。
• アベルタイプ1の団（バービオに類似）の寄与は、空間密度とSFR密度がより高いことから、全局所SFR密度の10.8%と推定された。
• 低輝度H𝛼発光体の不足は、現在の場サーベイにおける不完全性の結果である可能性があり、場データとの正規化により、完全性の限界内では一貫性が確認された。