[論文レビュー] High redshift X-ray galaxy clusters. I. The impact of point sources on the cluster properties

M. Branchesi, I. M. Gioia+2 more|ArXiv.org|Jun 22, 2007

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 31被引用数 9

ひとこと要約

本研究では、チャンドラアーカイブから18個の高赤方偏移X線銀河団を分析し、点源が団の熱的放射の測定にどの程度汚染を引き起こすかを評価する。非熱的点源放射を差し引くことで、このような点源が団の温度と光度推定値を最大で24%および22%まで上昇させることを明らかにした。特にz > 0.7の領域ではその影響が顕著であり、正確な団の性質評価のためには点源の除去が不可欠である。ただし、L_bol–T関係にはほとんど影響せず、パラメータ空間における平行なシフトが生じるためである。

ABSTRACT

The current generation of X-ray observatories like Chandra allows studies with very fine spatial details. It is now possible to resolve X-ray point sources projected into the cluster diffuse emission and exclude them from the analysis to estimate the ``correct'' X-ray observables. In order to verify the incidence of point sources on the cluster thermal emission and to evaluate the impact of their non-thermal emission on the determination of cluster properties, we used a sample of 18 high-z (0.25 < z < 1.01) clusters from the Chandra archive. We performed a detailed analysis of the cluster properties and compared the changes observed in the X-ray observables, like temperature and luminosity or their inter-relation, when one keeps the point sources in the analysis. The point sources projected into the cluster extended emission affect the estimates of cluster temperature or luminosity considerably (up to 13% and 17% respectively). These percentages become even larger for clusters with z > 0.7 where temperature and luminosity increase up to 24% and 22%, respectively. Thus the point sources should be removed to correctly estimate the cluster properties. However the inclusion of the point sources does not impact significantly the slope and normalization of the L-T relationship since for each cluster the correction to be applied to T and L produces a moderate shift in the L-T plane almost parallel to the best-fit of the ``correct'' L-T relation.

研究の動機と目的

• X線点源が団の熱的X線観測量（温度や光度など）の推定に与える影響を評価すること。
• 点源による汚染が、高赤方偏移銀河団におけるL_bol–T比例関係を顕著に歪めるかどうかを評価すること。
• 点源の含む・含まないの有無が、L_bol–T比例関係の勾配やノーマライゼーションに影響を与えるかどうかを特定すること。
• チャンドラアーカイブデータから点源寄与を分離・差し引くことで、補正された団のX線性質を提供すること。
• 団の進化に関する今後の研究を支援するため、団の熱的放射の正確なベースライン測定を確立すること。

提案手法

• 高角分解能を用いて、18個の高赤方偏移銀河団（0.25 < z < 1.01）のチャンドラアーカイブデータを分析し、点源と拡散的団放射を区別する。
• 空間フィルタリングと源抽出を用いて、非熱的点源放射と団内物質の熱的ブレムストラーラーツ放射（熱的ブレムストラーラーツ）を分離する。
• 点源を含む・含まない状況で、団の温度（T）とボロメトリック光度（L_bol）を推定し、汚染効果を定量化する。
• 統計的フィッティングとχ²最小化を用いて、点源寄与あり・なしの両状況で団の性質およびL_bol–T関係を比較する。
• 距離および光度補正に、ΛCDM宇宙論（H₀ = 70 km s⁻¹ Mpc⁻¹、Ωₘ = 0.3）を用いる。
• マルチスケールウェーブレット検出技術を応用し、点源と拡張的団放射を信頼性高く区別する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 視線方向の点源が、高赤方偏移銀河団の測定X線温度にどの程度汚染を引き起こすか？
• RQ2 点源の含め方が、団X線放射のボロメトリック光度推定にどの程度バイアスを引き起こすか？
• RQ3 点源の存在がL_bol–T比例関係の勾配やノーマライゼーションを顕著に変化させるか？
• RQ4 点源による補正が一貫性があり、L_bol–T関係を平行でない方向にずらす程度に影響を与えるか？
• RQ5 特にz > 0.7の領域において、点源による汚染が赤方偏移に応じてどのように変化するか？

主な発見

• 点源の影響により、全サンプルでは測定温度が最大で13%上昇し、z > 0.7の団では最大24%上昇する。
• 点源を含めると、全般的にボロメトリック光度が最大17%上昇し、z > 0.7の団では最大22%上昇する。
• 点源を含めてもL_bol–T関係はほとんど変化せず、補正によりデータポイントがほぼ最適フィット線に平行にずれる。
• 点源を除外した場合、L_bol–T関係の最適フィット勾配αは、R_specでα = 3.09⁺⁰.³⁵₋₀.²⁸、R_extでα = 3.23⁺⁰.⁵¹₋₀.³⁸となり、含めた場合の変化は最小限である。
• 点源を含む・含まない両分析において、L_bol–T関係のノーマライゼーションlog Cは1σの範囲内で一致し、それぞれlog C = 1.06⁺⁰.⁰⁴₋₀.⁰⁴および1.04⁺⁰.⁰⁷₋₀.⁰⁶であった。
• 団ZW CL 1454.8+2233は、データで顕著な逸脱を示したため、L_bol–Tフィットから除外された。