[論文レビュー] Fossil group origins: VIII RXJ075243.6+455653 a transitionary fossil group

J. A. L. Aguerri, A. Longobardi+4 more|Max Planck Digital Library|Oct 25, 2017

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 78被引用数 5

ひとこと要約

本研究では、RXJ075243.6+455653 が、大きな等級差 ($Δ m_{12} = 2.1$) を満たしているものの、15個の近隣銀河団に囲まれた高密度な環境からまだ質量を積極的に吸収している遷移的化石団であると特定した。深さのあるスペクトロスコピー観測により、平坦なきわめて明るい端の等級関数 ($α = -1.08 \pm 0.33$) と低い矮星対巨星比 ($DGR = 0.99 \pm 0.49$) が得られ、明るさが低い銀河の欠如を示唆したが、この系が豊富で過密度の高い領域に優位に存在することは、まだ質量の集積が進行中であることを示し、大きな $Δ m_{12}$ が動的になじみきったレリックを示すという仮定に反する。

ABSTRACT

It is thought that fossil systems are relics of structure formation in the primitive Universe. They are galaxy aggregations that have assembled their mass at high redshift with few or no subsequent accretion. Observationally these systems are selected by large magnitude gaps between their 1st and 2nd ranked galaxies. Nevertheless, there is still debate over whether or not this observational criterium selects dynamically evolved ancient systems. We have studied the properties of the nearby fossil group RXJ075243.6+455653 in order to understand the mass assembly of this system. Deep spectroscopic observations allow us to construct the galaxy luminosity function (LF) of RXJ075243.6+455653 down to M*+ 6. The analysis of the faint-end of the LF in groups and clusters provides valuable information about the mass assembly of the system. In addition, we have analyzed the nearby large-scale structure around this group. We identified 26 group members within r200=0.9 Mpc. The LF of the group shows a flat faint-end slope ( -1.08 +/- 0.33). This low density of dwarf galaxies is confirmed by the low value of the dwarf-to-giant ratio (DGR = 0.99 +/- 0.49) for this system. Both the lack of dwarf galaxies and the low luminosity of the BGG suggests that RXJ075243.6+455653 still has to accrete mass from its nearby environment. This mass accretion will be achieved because it is the dominant structure of a rich environment formed by several groups of galaxies (15) within 7 Mpc from the group center and with +/- 1000$ km/s. RXJ075243.6+455653 is a group of galaxies that has not yet completed the process of its mass assembly. This new mass accretion will change the fossil state of the group. This group is an example of a galaxy aggregation selected by a large magnitude gap but still in the process of the accretion of its mass (Abridged).

研究の動機と目的

• RXJ075243.6+455653 が大きな等級差を持つが、動的に進化した化石レリックであるのか、まだ質量集積の過程にあるのかを調査すること。
• 銀河等級関数（LF）と矮星対巨星比（DGR）が、化石系の進化状態をどのように診断できるかを評価すること。
• この団の広域構造を調査し、孤立しているか、より大きな進化中の構造の一部であるかを特定すること。
• $Δ m_{12} > 2.0$ の等級差が、古代的かつ安定した化石系を信頼できるプロキシとして有効かどうかを検証すること。

提案手法

• 半径 $r_{200} \sim 0.96$ Mpc 内で、径方向速度を測定し、26個の団メンバーを同定するために深さのあるスペクトロスコピー観測を実施した。
• 等級関数（LF）を $M_r = -16.0$ まで構築し、Schechter関数をフィットさせてきわめて明るい端の勾配 $\alpha$ を導出した。
• $r_{200}$ 内で矮星対巨星比（DGR）を計算し、明るさが低い銀河の相対的な数を定量化した。
• X線放射度 ($L_X = 2.2 \times 10^{43}\ h_{70}^{-2}$ erg s$^{-1}$) と動的質量 ($M = 4.2 \times 10^{13}\ h_{70}^{-1}$ M$_Ω$) は、X線および速度分散のデータから導出した。
• 赤方偏移サーベイを用いて、$\sim 7$ Mpc および $\pm 1000$ km s$^{-1}$ の範囲内で周囲の銀河団やクラスタを特定することで、この団の広域構造をマップした。
• 等級分布の類似性を評価するために、他の系とのLFの統計的比較をピアソン検定を用いて実施した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 RXJ075243.6+455653 は動的に進化した化石レリックであるのか、それともまだ質量集積の過程にあるのか？
• RQ2 RXJ075243.6+455653 の等級関数（LF）のきわめて明るい端の勾配（$\alpha$）と矮星対巨星比（DGR）は、他の化石系および非化石系と比べてどう異なるか？
• RQ3 周囲の広域構造が、RXJ075243.6+455653 の継続的進化に果たす役割は何か？
• RQ4 大きな等級差（$\Delta m_{12} > 2.0$）が、古代的かつ動的に安定した化石系を信頼できる指標としてどれほど妥当か？

主な発見

• 半径 $r_{200} \sim 0.96$ Mpc 内に26個の確認メンバーが存在し、平均径方向速度は $V_c = 15551 \pm 65$ km s$^{-1}$、速度分散は $\sigma_c = 333 \pm 46$ km s$^{-1}$ であった。
• 等級関数は $\alpha = -1.08 \pm 0.33$ の平坦なきわめて明るい端の勾配を示し、明るさが低い銀河の密度が低いことを示唆した。
• $r_{200}$ 内での矮星対巨星比（DGR）は $0.99 \pm 0.49$ であり、同程度の質量を持つ団やクラスタと比較して顕著に低かった。
• この団は、$\sim 7$ Mpc および $\pm 1000$ km s$^{-1}$ の範囲に15個の追加の銀河団を含む高密度な広域構造に埋め込まれており、環境からの継続的質量吸収を示唆した。
• 中心のBGGの絶対等級は $M_r = -22.67$ であり、化石系で観測された中で最も明るくない方の一つであり、捕食による成長がまだ完全に終わっていないことを示唆した。
• 伝統的な $\Delta m_{12} = 2.1$ の等級差基準を満たしているにもかかわらず、RXJ075243.6+455653 はレリック系ではなく、周囲の団との合体を通じてまだ質量を集積している遷移的化石である。