[論文レビュー] A Rich Cluster of Galaxies Near the Quasar B2 1335+28 at z=1.1: Color Distribution and Star-Formation Properties

Ichi Tanaka, Tōru Yamada+5 more|ArXiv.org|Jul 30, 1999

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 56被引用数 14

ひとこと要約

本研究では、近赤外および可視光の画像測光を用いて、クェเซア B2 1335+28 の周囲に z≈1.1 の豊富な銀河団が存在することを確認した。青銀河の割合が60–80%に達する広い色分布が観測され、初期型銀河の前身に相当する、被動的進化を示す色-等級関係のシーケンスが特定された。これは、古い銀河における継続的な星形成と、より大きな構造内にまだ形成中である動的年少な系である可能性を示唆している。

ABSTRACT

We previously reported a significant clustering of red galaxies (R-K=3.5--6) around the radio-loud quasar B2 1335+28 at z=1.086. In this paper, we establish the existence of a rich cluster at the quasar redshift, and study the properties of the cluster galaxies through further detailed analysis of the photometric data. The color distribution of the galaxies in the cluster is quite broad and the fraction of blue galaxies (\sim 70%) is much larger than in intermediate-redshift clusters. Using evolutionary synthesis models, we show that this color distribution can be explained by galaxies with various amounts of star-formation activity mixed with the old stellar populations. Notably, there are about a dozen galaxies which show very red optical-NIR colors but also show significant UV excess with respect to passive-evolution models. They can be interpreted as old early-type galaxies with a small amount of star formation. The fact that the UV-excess red galaxies are more abundant than the quiescent red ones suggests that a large fraction of old galaxies in this cluster are still forming stars to some extent. However, a sequence of quiescent red galaxies is clearly identified on the R-K versus K color-magnitude (C-M) diagram. The slope and zero point of their C-M relation appear to be consistent with those expected for the precursors of the C-M relation of present-day cluster ellipticals when observed at z=1.1. We estimate the Abell richness class of the cluster to be R \sim 1. New X-ray data presented here place an upper limit of L_x < 2 10^{44} erg s^{-1} for the cluster luminosity. Inspections of the wider optical images reveal some lumpy structure, suggesting that the whole system is still dynamically young.

研究の動機と目的

• 近赤外および可視光の画像測光データを用いて、クェーサー B2 1335+28 の赤方偏移 z≈1.1 に銀河団が存在するかを確認すること。
• 特に青銀河と赤銀河の割合を含めた、団銀河の色分布および星形成特性を調査すること。
• 団の画像赤方偏移を特定し、前景構造による汚染の程度を評価すること。
• 赤銀河の色-等級関係を検討し、局所銀河団の関係と比較すること。
• 大規模環境を検討し、団系の力学的状態および進化の可能性を評価すること。

提案手法

• ハワイ大学 2.2 m望遠鏡およびアイザック・ニュートン望遠鏡の近赤外 Kバンド画像データを取得し、再分析した。
• Kバンドデータを可視光の R および I バンド画像と統合し、K<19 の対象の色および等級を測定した。
• 強固な画像赤方偏移推定器（Kodama et al. 1999）を適用し、団の赤方偏移を制約した。その結果、z≈1.1 に明確なピークが観測された。
• 進化合成モデルを用いて色分布を解釈し、被動的進化と星形成銀河の集団を区別した。
• R-K 対 K 図における色-等級シーケンスを特定し、その勾配、ゼロ点、散乱を測定した。
• 可視光画像を用いて大スケールでの空間分布を分析し、継続的な団形成を示唆する拡張的かつ不規則な構造を検出した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 クェーサー B2 1335+28 の赤方偏移 z≈1.1 に豊富な銀河団が存在するか？その確認された赤方偏移は何か？
• RQ2 この団における青銀河と赤銀河の割合は何か？低赤方偏移の団と比較するとどうなるか？
• RQ3 観測された色分布は、被動的進化と星形成銀河の混合によって説明可能か？これは銀河進化に何を示唆するか？
• RQ4 この団に明確な色-等級シーケンスが存在するか？その性質は、現在の銀河団の楕円銀河のものと比較してどうか？
• RQ5 この団の周囲の大規模環境は何か？力学的年少性や継続的な構造形成の兆候は見られるか？

主な発見

• z≈1.1 に豊富な銀河団が確認され、東西方向に約90弧秒の空間的スケールを示している。
• 青銀河の割合が60–80%に達し、z<0.5 の団と比較して顕著に高い。これは、この赤方偏移で強い Butcher-Oemler 効果が観測されていることを示唆している。
• R-K 対 K 図において明確な色-等級シーケンスが特定され、R-K の散乱は約0.2 mag であり、初期型銀河の被動的進化モデルと整合的である。
• 色-等級関係の勾配およびゼロ点は、現在の銀河団楕円銀河の前身に予測されるものと一致している。
• 十数個の銀河が非常に赤い光学-赤外色を示しながらも、顕著なUV過剰を示しており、これは古い星形成集団に加え、継続的または最近の星形成（質量の数パーセント程度）が進行中であることを示している。
• この団は不規則で密度の高い構造内に位置しており、動的年少でまだ形成中であり、おそらくより大きなプロトスーパーアレイの一部である可能性がある。