[論文レビュー] ENACSVII, Galaxy density profiles of rich clusters of galaxies

C. Adami, A. Mazure+2 more|arXiv (Cornell University)|Apr 17, 1998

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

本研究は、ENACS/COSMOSデータを用いて、豊富な銀河団における銀河密度プロファイルを分析し、最尤推定を用いてコア型（キング、ハッブル）とくぼみ型（NFW、デ・ヴァウكورレス）モデルを比較する。明るい銀河は両者にほぼ同等に適合するが、やや明るい銀河はコア型プロファイル（キング）を支持し、外側のプロファイルは低Ω_0を示唆する。

ABSTRACT

We have analyzed the projected galaxy distributions in a subset of the ENACS/ COSMOS cluster sample. We made Maximum-Likelihood fits to the distribution of COSMOS galaxies for 4 theoretical profiles, with `cores' (generalized King- and Hubble-profiles) and with `cusps' (generalized Navarro et al., or NFW, and de Vaucouleurs profiles). We use the Likelihood ratio to investigate whether the observations are better described by profiles with cusps or with cores. Taking the King and NFW profiles as model of either class, we find that about 75% of the clusters are better fitted by the King profile than by the NFW profile. However, for the individual clusters the preference for the King profile is rarely significant. When we limit ourselves to the central regions it appears that the significance increases drastically, with 65% of the clusters showing a strong preference for a King over an NFW profile. We constructed composite clusters from the COSMOS and ENACS data, taking special care to avoid the creation or the destruction of cusps. We scale by different ways (projected distances, core radii, r_{200}).In all three cases we find that the King profile is clearly preferred over the NFW profile. However, this preference is not shared by the brightest galaxies. We conclude that these galaxies are represented almost equally well by King and NFWprofiles, but that the distribution of the fainter galaxies clearly shows a core rather than a cusp. Finally, we compared the outer slope of the galaxy distributions in ourclusters with results for model calculations with different cosmological parameters. We conclude that the observed profile slope indicates a low value for Omega_0. This is consistent with the direct estimate of Omega_0 based on the M/L ratios of the individual clusters.

研究の動機と目的

• 豊富な銀河団における銀河密度プロファイルが、コア型モデルかくぼみ型モデルか、どちらによりよく記述されるかを特定すること。
• 個々の銀河団およびその中心領域において、コア型とくぼみ型プロファイルの有意性を評価すること。
• ノイズを低減し、人工的なくぼみやコアを生じさせないよう、合成銀河団を構築すること。
• 観測された外側の傾きを、宇宙論的モデルの予測と比較し、Ω_0を制約すること。
• 最も明るい銀河と他のやや明るい銀河メンバーとの間の適合性の違いを検討すること。

提案手法

• 一般化キング、ハッブル、NFW、デ・ヴァウكورレスの4つの理論的プロファイルに対して、投影された銀河分布の最尤推定を実行する。
• コア型（キング、ハッブル）とくぼみ型（NFW、デ・ヴァウコーレンズ）モデルの適合を統計的に比較するため、尤度比検定を用いる。
• ENACSおよびCOSMOSデータから、投影距離、コア半径、r_200の3つのスケーリング法を用いて、合成銀河団を構築する。
• 合成構築中に人工的なくぼみやコアを導入または除去しないよう、慎重な選択を実施する。
• 異なるΩ_0の値における宇宙論的シミュレーションの予測と、観測された銀河プロファイルの外側の傾きを比較する。
• 銀河団内の最も明るい銀河とやや明るい銀河のそれぞれについて、適合性を別々に分析する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 豊富な銀河団における銀河密度分布に対して、コア型（キング）とくぼみ型（NFW）のどちらのモデルがより良い適合を示すか？
• RQ2 特に中心領域において、コア型プロファイルがくぼみ型プロファイルよりも顕著に優れているとは言えるか、その有意性はいかほどか？
• RQ3 合成銀河団プロファイルは、コア型かくぼみ型モデルのどちらを一貫して支持するか？また、スケーリング法に依存するか？
• RQ4 最も明るい銀河と他のやや明るい銀河メンバーとの間で、適合性の結果にどのような差が生じるか？
• RQ5 観測された銀河密度プロファイルの外側の傾きから、Ω_0にどのような制約を課すことができるか？

主な発見

• 個々の銀河団の約75％が、NFWプロファイルよりもキングプロファイルによりよく適合するが、その好みはほとんど常に統計的に有意ではない。
• 中心領域では、65％の銀河団がキングプロファイルがNFWプロファイルよりも強く支持されており、密集した銀河団中心部にコア構造が存在することを示唆する。
• ENACSおよびCOSMOSデータから構築された合成銀河団プロファイルは、すべての3つのスケーリング法（投影距離、コア半径、r_200）において、一貫してキングプロファイルがNFWプロファイルを上回ることを支持する。
• より明るい銀河の分布は明確にコアを示すが、最も明るい銀河はキングとNFWプロファイルの両方とほぼ同等に適合する。
• 観測された銀河密度プロファイルの外側の傾きは、低Ω_0と整合的であり、個々の銀河団におけるM/L比からの直接推定を支持する。
• 合成銀河団におけるコア型プロファイルの好みは、スケーリングやデータの組み合わせに起因するアーティファクトではなく、強く根拠のあるものである。