[論文レビュー] Galaxy evolution in Abell 85: I. Cluster substructure and environmental effects on the blue galaxy population

H. Bravo–Alfaro, C. A. Caretta+3 more|ArXiv.org|Nov 17, 2008

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 45被引用数 24

ひとこと要約

本研究は、赤方偏移、空間的分布およびH iデータを用いて、アベル85における青白色銀河の進化を、準位構造および環境的要因の観点から分析する。複数の準位クラスタが特定され、特に約2 Mpcの南東方向に顕著なクラスタが存在する。この領域では、径運動速度が1,000 km s⁻¹を超えるスパイラル銀河に対して、ラム圧ストリッピングが回復力を超えることが判明し、大半の半径領域で青白色銀河にガス欠損が広がっている理由が説明される。

ABSTRACT

This series of papers explores the evolution of late-type galaxies in the rich cluster Abell 85. Here, we revisit the complex dynamical state of A 85 by using independent methods. We analyze the redshift distribution towards the cluster out to 40,000 km/s, and determine the mean redshifts of the background clusters A 87 and A 89. We then search for substructures in A 85 by considering the 2-D galaxy distribution for its members and by applying the kinematical 3-D Delta-test to both projected positions and radial velocities. This clearly reveals several substructures that we describe. We also analyse the distribution of the brightest blue galaxies across a major fraction of the cluster volume, considering if they are gas-rich or poor. We report a very asymmetric distribution of the blue member galaxies, and connect it with substructures revealed in the optical and X-rays. By matching our sample of bright blue member galaxies with HI detections reported in the literature, we identify gas-rich and gas-poor ones. HI-rich blue galaxies also turn out to be asymmetrically distributed, with most of them projected on the eastern side of the cluster. No blue objects have been detected in HI up to a projected radius of 2 Mpc in this zone. We estimate the ram pressure stripping exerted by the intra-cluster medium as a function of the projected distance from A 85, and quantify how important this mechanism may be in sweeping the gas out of the infalling spirals.

研究の動機と目的

• 独立した赤方偏移および空間的分布解析を用いて、アベル85の力学的状態を再評価すること。
• 3次元運動的Δテストおよび2次元等密度マップを用いて、クラスタ内の準位構造を同定すること。
• 特にガス欠損およびラム圧ストリッピングの観点から、環境的要因が青白色銀河集団に与える影響を調査すること。
• 銀河が大規模なクラスタ半径で降下する際、インターレンジング物質がスパイラル銀河からガスを剥ぎ取る役割を定量化すること。
• 論文IIの基礎を提供すること。論文IIでは、銀河形状に及ぼす重力的前処理効果を検討する。

提案手法

• 背景クラスタA87およびA89を分離するために、0–40,000 km s⁻¹の範囲で銀河の赤方偏移分布を分析した。
• A85メンバー（13,000–20,000 km s⁻¹）のみを用いて2次元銀河密度マップを作成し、準位構造を同定した。
• 3次元運動的Δテストを、径運動速度、赤経、赤緯に適用し、3次元空間におけるクラスタの検出を行った。
• 空間的分布およびガス含量の分布を調査するために、14,600–18,400 km s⁻¹の範囲に位置する42個の明るい青白色銀河のサンプルを構築した。
• 青白色銀河のサンプルとH i調査データを照合し、ガス豊富なシステムとガス欠損のシステムを分類した。
• βモデルX線パラメータと相対速度を用いてラム圧ストリッピングを推定し、銀河の回復力と比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 アベル85に存在する準位構造は何か？また、南側のブロブやフィラメントといったX線特徴とどのように関連しているか？
• RQ2 青白色銀河の空間的分布は、環境の密度およびガス含量とどのように相関しているか？
• RQ3 クラスタ中心からの投影距離が1 Mpcを超える大規模な距離において、ラム圧ストリッピングはどの程度効果的か？
• RQ4 なぜガス欠損の青白色銀河が主に南東領域に、特に約2 Mpcに集中しているのか？
• RQ5 降下速度は、晩期銀河における環境的ガス剥ぎ取りの効率にどのように影響するか？

主な発見

• A85では3つの主要な密度ピークが特定された：2つはコア部にあり、1つは南東方向に約2 Mpcに位置し、A87の投影位置と一致する。
• 3次元Δテストにより複数の準位構造が検出された：コア部に1つ、南に約0.7 Mpcに位置する1つ（X線南ブロブと一致）、X線フィラメントに沿って1 Mpcを超える南東部に位置する1つ。
• 南東クラスタは、約15,800 km s⁻¹の径運動速度と、クラスタ中心から約2 Mpcの距離に投影されており、高エネルギーで降下する準位クラスタであることが示された。
• 42個の明るい青白色銀河のうち30個がガス欠損である。その空間的分布は非対称で、約50％が南東象限に投影されている。
• H i豊富な銀河は平均してクラスタ中心から2.1 Mpcに位置するが、H i欠損銀河は1.4 Mpcに位置しており、径方向のストリッピング傾向が示された。
• 典型的なスパイラル銀河に対して、相対速度が1,000 km s⁻¹を超えると、ラム圧が回復力を上回る。これは、大半の半径領域（≥2 Mpc）でガス欠損が生じる理由を説明する。