[論文レビュー] Dwarfs walking in a row. The filamentary nature of the NGC3109 association

M. Bellazzini, Tom Oosterloo+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 23, 2013

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 2被引用数 29

ひとこと要約

本稿では、NGC 3109矮小銀河連星が、空間的に非常に細長い繊維状構造であると提案している。すべてのメンバー（新たに発見されたレオPを含む）が1.07 Mpcの長さを持つ直線上に並んでおり、一貫したドップラー速度勾配を示している。わずか16.8 km s⁻¹のrms散乱を伴うきわめて緊密な空間的・運動的相関は、この団体が冷たい繊維状構造として潮汐的相互作用または吸着によって形成された可能性を示唆し、標準的なΛ-CDMモデルの予測に挑戦する。

ABSTRACT

We re-consider the association of dwarf galaxies around NGC3109, whose known members were NGC3109, Antlia, Sextans A and Sextans B, based on a new updated list of nearby galaxies and the most recent data. We find that the original members of the NGC3109 association, together with the recently discovered and adjacent dwarf irregular Leo P, form a very tight and elongated configuration in space. All these galaxies lie within ~100 kpc of a line that is ~1070 kpc long, from one extreme (NGC3109) to the other (Leo P), and they show a gradient in the Local Group standard of rest velocity with a total amplitude of 43 km/s Mpc and a r.m.s. scatter of just 16.8 km/s. It is shown that the reported configuration is exceptional given the known dwarf galaxies in the Local Group and its surroundings. We conclude that (a) Leo P is likely an additional member of the NGC3109 association, and (b) the association is highly ordered in space and velocity, and it is very elongated, suggesting that it has been originated by a tidal interaction or it was accreted as a filamentary sub-structure.

研究の動機と目的

• 更新されたデータを用いて、NGC 3109矮小銀河連星の空間的・運動的構造を再評価すること。
• 最近発見された微弱な矮小銀河レオPが、この連星の物理的メンバーであるかどうかを特定すること。
• ランダムなグループ化の文脈において、観測された整列と速度勾配の統計的有意性を評価すること。
• この構造の起源を、Λ-CDMフレームワーク内での潮汐的相互作用または繊維状吸着の観点から調査すること。

提案手法

• Local団銀河および近隣銀河のM12カタログを用い、Dalcantonら（2009年）およびGiovanelliら（2013年）による更新された距離および径方向速度を補足した。
• NGC 3109中心のデカルト座標系（Xa, Ya, Za）を定義し、最良適合直線に沿った距離をパrameter化するための径方向座標Rを導入した。
• 3次元空間における最良適合直線を求めるために、(Xa, Ya)および(Xa, Za)平面で独立して線形回帰を実行し、残差の二乗和（rmsT）を散乱の指標とした。
• 局所団標準座標系における最良適合直線に沿った径方向速度のrms散乱（rmsV）を用いて、速度の一貫性を定量化した。
• ランダムに4個の銀河をM12カタログから抽出することで、このような整列の珍しさを評価する統計的検定を実施した。
• 既知の連星（例：NGC 55準準団）と比較し、IC 3104との物理的関連性を空間的および運動的整合性の観点から検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 空間的および運動的整合性に基づいて、レオPはNGC 3109連星の物理的メンバーとみなせるか？
• RQ2 局所団における4銀河構成のうち、観測された整列と速度勾配はどれほど珍しいか？
• RQ3 観測された線形構造は、偶然の整列またはランダムクラスタリングによって説明可能か？
• RQ4 この繊維状構造の起源は何か—潮汐的破壊か、宇宙論的繊維に沿った吸着か？

主な発見

• レオPは、NGC 3109連星の物理的メンバーである可能性が極めて高く、空間的構造が1070 kpcまで延長される。
• NGC 3109、アンティラ、セクサンツA、セクサンツB、およびレオPの5メンバーが、全体で95.8 kpcのわずかな散乱を示す直線上に整列しており、長さ対厚さ比は11.2に達する。
• 局所団標準座標系における径方向速度は、全振幅43 km s⁻¹の一貫した勾配を示し、rms散乱はわずか16.8 km s⁻¹である。
• このような緊密な整列と速度の一貫性が偶然に発生する確率は0.5%未満であり、銀河グループのランダム抽出による確認で裏付けられた。
• 構造の長さ（1070 kpc）と質量（約3.2 × 10¹¹ M⊙）は、重力的に束縛された系と整合的であり、逆転直径は約980 kpcに達する。
• 整列と運動的一致性は、共通の起源を強く支持し、最も妥当な説明は、冷たい宇宙論的繊維に沿った潮汐的破壊または吸着である。