[論文レビュー] An updated survey of globular clusters in M 31. I. Classification and radial velocity for 76 candidate clusters

S. Galleti, L. Federici+3 more|ArXiv.org|May 30, 2006

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 51被引用数 44

ひとこと要約

本研究では、径速度および形態的分析を用いて、M31における76個の候補球状星団（GCCs）の分光的調査を実施した。そのうち42個がM31の本物の球状星団として確認され、既知の確認済み星団のサンプルが著しく増加した。多くの候補が前方の星または背景銀河であることが判明し、現在の星団カタログの不完全性が浮き彫りになった。

ABSTRACT

Aims - We present the first results of a large spectroscopic survey of globular clusters and candidate globular clusters in the nearby M~31 galaxy. The survey is aimed at the classification of known candidate M~31 clusters and at the study of their kinematic properties. Methods - We obtained low-resolution spectroscopy (lambda/Dlambda~800-1300) for 133 targets, including 76 yet-to-confirm candidate clusters (i.e. with no previous spectroscopic information), 55 already-confirmed genuine M31 clusters, and 2 uncertain candidates. Our observations allowed a reliable estimate of the target radial velocity, within a typical accuracy of ~+-20km/s. The observed candidates have been robustly classified according to their radial velocity and shape parameters that allowed us to confidently discriminate between point sources and extended objects even from low-spatial-resolution imagery. Results - In our set of 76 candidates clusters we found: 42 newly-confirmed bona-fide M~31 clusters, 12 background galaxies, 17 foreground Galactic stars, 2 HII regions belonging to M31 and 3 unclassified (possibly M31 clusters or foreground stars) objects. The classification of a few other candidates not included in our survey has been also reassessed on various observational bases. All the sources of radial velocity estimates for M31 known globular clusters available in the literature have been compared and checked, and a homogeneous general list has been obtained for 349 confirmed clusters with radial velocity. Conclusions - Our results suggest that a significant number of genuine clusters (~> 100) is still hidden among the plethora of known candidates proposed by various authors. Hence our knowledge of the globular cluster system of the M31 galaxy is still far from complete even in terms of simple membership.

研究の動機と目的

• M31における未確認の76個の球状星団候補の性質を、径速度および画像形態学的分析を用いて分類すること。
• 低分散分光法と低空間分解能画像を組み合わせることで、点状光源と拡張光源を区別し、星団所属の信頼性を向上させること。
• 複数の文献からのデータを統合して均一化することで、M31球状星団の径速度カタログを更新すること。
• 現在のM31球状星団系の完全性を評価し、未確認の残存候補を特定すること。
• 一貫性のある径速度推定値を備えた、改訂版で公開可能なカタログ（RBC V2.0）を提供すること。

提案手法

• 76個の未確認候補、55個の確認済みクラスタ、2個の不確実ケースを含む合計133対象に対して、低分散分光法（λ/Δλ ≈ 800–1300）を取得した。
• 径速度は通常±20 km s⁻¹の精度で測定され、信頼性の高い運動学的分類が可能になった。
• 低空間分解能画像からの形態パラメータを用いて、点状（星型）と拡張状（星団型）の源を区別した。
• 文献からの径速度データを体系的に比較・統合し、349個の確認済みクラスタを含む一貫性のあるカタログを作成した。
• 調査対象外の追加候補については、高分解能HSTアーカイブ画像を用いて再評価した。
• エヴァンズ質量推定法を適用し、回転および圧力支持成分を考慮したM31の全質量を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 M31の76個の候補星団のうち、実際に球状星団であるのは何個で、主な混入物は何か？
• RQ2 径速度のみで候補星団を信頼性高く分類できるか。低分散画像形態学的特徴が分類精度をどの程度向上させるか？
• RQ3 現在のM31球状星団系の完全性はどの程度か。既知の候補の中からまだ検出されていない真の星団はどれくらい存在するか？
• RQ4 異なる文献からの径速度測定値どうしがどの程度一致するか。それらを統合して均一なカタログを作成できるか？
• RQ5 球状星団の運動学的データから推定されるM31の全質量は何か。軌道非等方性の仮定にどの程度感度があるか？

主な発見

• 76個の候補星団のうち42個がM31の本物の球状星団として確認され、確認済み星団の総数は337から369に増加した。
• 12個の候補が背景銀河、17個が前方のミルキーウェイの星、2個がM31内のH II領域として特定された。
• 3個の未分類対象は曖昧のまま残り、M31星団または前方星の両方の可能性がある。
• 径速度測定付きの確認済みM31球状星団の数は313から349に増加し、文献データから一貫性のあるカタログが作成された。
• エヴァンズ質量推定法により推定されたM31の全質量は2.4 × 10¹² M☉であり、距離やモデル仮定を考慮した場合、以前の推定値と整合的であった。
• 本研究により、現在の候補プールに真の星団（≥100個）がまだ多く隠れていることが確認され、M31球状星団系は完全に特徴づけられていないことが示された。