[論文レビュー] Galaxy properties in clusters. II. Backsplash Galaxies

H. Muriel, Valeria Coenda|arXiv (Cornell University)|Feb 14, 2014

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 52被引用数 13

ひとこと要約

本研究は、クラスタ外縁部における銀河進化を、クラスタ平均速度に対するライン・オブ・スイトヒング速度が速い（HV）銀河と遅い（LV）銀河を比較することで調査し、LV銀河がクラスタ核を通過したバックスプラッシュ系である可能性を特定した。結果は、特に遅いタイプのLV銀河が、年老いた年齢、低下した星形成、高い表面輝度、よりコンactなサイズを示しており、クラスタ核からの強い環境的クエンチングおよび潮汐的効果を示している。

ABSTRACT

We explore the properties of galaxies on the outskirts of clusters and their dependence on recent dynamical history in order to understand the real impact that the cluster core has on the evolution of galaxies. We analyse the properties of more than 1000 galaxies brighter than $M_{^{0.1}r}$=-19.6 on the outskirts of 90 clusters ($1

研究の動機と目的

• クラスタ外縁部における銀河の性質に、特にクラスタ核通過という最近の動的歴史がどのように影響するかを調査すること。
• ライン・オブ・スイトヒング速度を用いてバックスプラッシュ銀河を同定することで、グループ内での事前処理の影響とクラスタ核環境の影響を区別すること。
• クラスタ中心部に近い軌道を回った銀河（バックスプラッシュ）が、降着中の銀河と比較して、特徴的な形態的・構造的・星形成的性質を示すかどうかを検証すること。
• ラム圧ストリッピングや潮汐的相互作用といったプロセスを通じて、クラスタ環境が星形成をクエンチさせ、銀河形態を変容させる役割を評価すること。

提案手法

• 1 < r/rvir < 2 かつ 0.05 < z < 0.10 の90のクラスタにおいて、Mr = -19.6 より明るい1,000個以上の銀河を選定した。
• クラスタ平均速度に対するライン・オブ・スイトヒング速度に基づき、銀河を高速（HV）および低速（LV）のサブサンプルに分類した。
• 理論的予測とN体シミュレーションを用いて、LV銀河がクラスタ中心に近接して通過したバックスプラッシュ系である可能性が高いと特定した。
• 両サブサンプルの星形成物質量、年齢、過去3ギガ年間の星形成率、色、表面輝度、サイズ（有効半径）、形態的タイプ（ET/LS）を分析した。
• 動的歴史の影響を固有の質量依存的傾向とは分離するために、固定された星形成物質量で銀河の性質を比較した。
• HV銀河とLV銀河の構造的および進化的性質の差を定量化するために、統計的分析を適用した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 クラスタ平均速度に対してライン・オブ・スイトヒング速度が速い（HV）銀河は、同じクラスタ領域に存在する低速（LV）銀河と比べて、年齢、星形成、形態に差を示すか？
• RQ2 クラスタコアを通過した銀河（バックスプラッシュ銀河）は、降着中の銀河と比較して、環境的クエンチングの兆候をどの程度示すか？
• RQ3 潮汐的およびクラスタコアプロセスは、クラスタ中心に近接した通過を経験した銀河の構造的性質（表面輝度やサイズ）にどのように影響するか？
• RQ4 クラスタ内での遅いタイプから早いタイプへの銀河形態変容が、バックスプラッシュシナリオが示唆するように、クラスタコア通過によって駆動されているとされるか？

主な発見

• 固定された星形成物質量において、遅いタイプのLV銀河はHV銀河よりも系統的に年老いており、赤みがかった色を示しており、クラスタコアでの環境的クエンチングが強いことが示唆される。
• LT-LV銀河は、LT-HV銀河と比較して、過去3ギガ年間で顕著に星形成が低下しており、ラム圧ストリッピングまたはストレンゲレーションによるクエンチングと整合的である。
• 同じ星形成物質量において、LV銀河はHV銀河よりも高い表面輝度とより小さな有効半径を示しており、コア通過後の潮汐的質量損失および構造的コンパクト化を示唆している。
• ET銀河の割合はLVサンプルでHVサンプルよりも高く、特に低質量銀河ではET割合が35%高い。これは、クラスタコアでの形態的変容を支持する。
• ET-LV銀河はET-HV銀河よりも系統的に低質量であり、Gillら（2005）の予測どおり、クラスタ中心を一度だけ通過した際の質量損失と整合的である。
• LV銀河の高い表面輝度は、主に明るさの増加ではなく、サイズの縮小によるものであり、潮汐的相互作用による構造的進化を示している。