[論文レビュー] Fossil group origins X. Velocity segregation in fossil systems

S. Zarattini, J. A. L. Aguerri+4 more|arXiv (Cornell University)|Jul 22, 2019

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 60被引用数 4

ひとこと要約

本研究は、特に2つの明るい銀河間の明るさギャップが異なる化石系において、速度分離および速度分散プロファイルを調査する。絶対等級と相対等級を用いて、明るさギャップが大きい系の最 bright 中央銀河（BCG）において、速度分離が強く、これは動的摩擦とハローの濃度によるものであるのに対し、衛星銀河にはそのような依存性は認められず、中心銀河と衛星銀河の進化の道筋が異なることを示している。

ABSTRACT

We want to study how the velocity segregation and the radial profile of the velocity dispersion depend on the prominence of the brightest cluster galaxies (BCGs). We divide a sample of 102 clusters and groups of galaxies into four bins of magnitude gap between the two brightest cluster members. We then compute the velocity segregation in bins of absolute and relative magnitudes. Moreover, for each bin of magnitude gap we compute the radial profile of the velocity dispersion. When using absolute magnitudes, the segregation in velocity is limited to the two brightest bins and no significant difference is found for different magnitude gaps. However, when we use relative magnitudes, a trend appears in the brightest bin: the larger the magnitude gap, the larger the velocity segregation. We also show that this trend is mainly due to the presence, in the brightest bin, of satellite galaxies in systems with small magnitude gaps: in fact, if we study separately central galaxies and satellites, this trend is mitigated and central galaxies are more segregated than satellites for any magnitude gap. A similar result is found in the radial velocity dispersion profiles: a trend is visible in central regions (where the BCGs dominate) but, if we analyse the profile using satellites alone, the trend disappears. In the latter case, the shape of the velocity dispersion profile in the centre of systems with different magnitude gaps show three types of behaviours: systems with the smallest magnitude gaps have an almost flat profile from the centre to the external regions; systems with the largest magnitude gaps show a monothonical growth from the low values of the central part to the flat ones in the external regions; finally, systems with $1.0 < \Delta m_{12} \le 1.5$ show a profile that peaks in the centres and then decreases towards the external regions. We suggest that two mechanisms could be respons....

研究の動機と目的

• 2つの明るい銀河（BCG）間の明るさギャップに応じて、速度分離および速度分散プロファイルがどのように依存するかを理解すること。
• 大きな明るさギャップが化石系における動的平衡状態と相関しているかどうかを特定すること。
• 中心銀河（BCG）と衛星銀河の役割を分離し、速度分離およびプロファイル形状に与える影響を解明すること。
• 観察された速度分離の傾向を説明する要因として、ハローの濃度または形成期の違いが寄与しているかどうかを評価すること。

提案手法

• 102個の銀河団および銀河グループのサンプルを、2つの明るい銀河間の明るさギャップ（∆m12）に基づいて4つのビンに分類した。
• 光度関数における明るさと相対的位置の影響を分離するために、絶対等級と相対等級の両方のビンを用いて速度分離を計算した。
• 全系および中心銀河と衛星銀河に別々に、半径方向の速度分散プロファイルを構築し、それぞれの寄与を分離した。
• BCGが支配する中心領域（最大0.15R200まで）に焦点を当て、明るさギャップビンごとのプロファイルを比較した。
• 速度分散プロファイルの統計的比較により、明確な行動の違いが判明した：小ギャップ系では平坦、大ギャップ系では単調増加、中間ギャップ系では中心にピークを示した。
• 視線速度を導出するために分光データを用い、有意性を評価するための頑健な統計的手法を適用した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 銀河系における速度分離は、2つの明るい銀河間の明るさギャップに依存するか？
• RQ2 異なる明るさギャップを持つ系において、中心銀河（BCG）は衛星銀河よりもより強く分離しているか？
• RQ3 速度分散プロファイルは明るさギャップに応じてどのように変化するのか？ そして、これは動的状態に何を明らかにするか？
• RQ4 観察されたBCGの速度分離は、ハローの濃度か、より早い形成期に起因しているか？
• RQ5 衛星銀河は、明るさギャップに関連して速度分離やプロファイルの違いを示すか？

主な発見

• 絶対等級を用いた場合、速度分離は2つの最も明るい等級ビンでのみ有意であり、明るさギャップビン間で有意な差は認められなかった。
• 相対等級を用いた場合、速度分離は明るさギャップが大きくなるにつれて増加し、特に最も明るいビンで顕著で、これは優位なBCGを持つ系でより強い分離が生じていることを示している。
• 中心銀河では、明るさギャップが大きくなるほど速度分離が顕著になるが、衛星銀河では明るさやギャップサイズに関係なくそのような傾向は認められなかった。
• 大きな明るさギャップを持つ系では中心速度分散が低く、より深いポテンシャルウェルまたは早期のリラクゼーションを示している。
• 中心領域（≤0.15R200）における半径方向速度分散プロファイルには明確な傾向が見られた：大ギャップ系では中心から外側へ単調に増加するのに対し、中間ギャップ系では中心にピークを示した。
• BCGを除外すると、速度分散プロファイルの傾向は消失し、観察された差が中心銀河に起因するだけであり、衛星銀河に起因しないことを確認した。