[論文レビュー] Hubble SNAPshot observations of massive galaxy clusters

Andrew Repp, H. Ebeling|arXiv (Cornell University)|Jun 5, 2017

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 1

ひとこと要約

本研究では、0.3 < z < 0.8 の範囲にある86個のX線選択銀河団のハッブル SNAPshot 観測を提示し、赤シーケンスおよびBCGの性質の進化を分析している。赤シーケンスの勾配における年齢駆動型進化は最小限であり、内部構造を有する静穏な団に2つの青いBCGが存在することが判明した。また、チャンドラデータを用いて、全団質量範囲にわたりX線輝度–光学的豊かさ関係が確認された。

ABSTRACT

Hubble Space Telescope SNAPshot surveys of 86 X-ray selected galaxy clusters at $0.3 0.3$. Examining the evolution of the slope of the cluster red sequence, we observe at best a slight decrease with redshift, indicating minimal age contribution since $z\sim 1$. Congruent to previous studies' findings, we note that the two BCGs which are significantly bluer ($\geq 5\sigma$) than their clusters' red sequences reside in relaxed clusters and exhibit pronounced internal structure. Thanks to our targets' high X-ray luminosity, the subset of our sample observed with Chandra adds valuable leverage to the X-ray luminosity--optical richness relation, which, albeit with substantial scatter, is now clearly established from groups to extremely massive clusters of galaxies. We conclude that SNAPshot observations of MACS clusters stand to continue to play a vital pathfinder role for astrophysical investigations across the entire electromagnetic spectrum.

研究の動機と目的

• 0.3 < z < 0.8 の範囲で、巨大銀河団における赤シーケンスの進化を調査すること。
• 特に団の静穏状態と関連して、最も明るい銀河団銀河（BCG）の色および形状の性質を検討すること。
• チャンドラ観測による高X線輝度銀河団を用いて、X線輝度–光学的豊かさ関係を改善すること。
• SNAPshot観測が、巨大団の多波長研究へのパイロットとしての役割を果たすかを評価すること。

提案手法

• ハッブル宇宙望遠鏡のSNAPshot調査を用いて、86個のX線選択銀河団の深紫外・可視光画像を取得した。
• 各団における赤シーケンスの勾配を測定し、赤方偏移に伴うその進化を追跡した。
• 5σ以上の有意水準を満たす、赤シーケンスよりも顕著に青いBCGを同定および特徴付けた。
• 一部の団についてチャンドラX線データを分析し、X線輝度を測定し、光学的豊かさと相関させた。
• X線の形状および光学的準拠構造を用いて、団の力学的状態を評価し、BCGの性質と関連づけた。
• 光学およびX線データを統合し、団質量スケールにわたるX線輝度–光学的豊かさ関係を校正した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 z = 0.3 から z = 0.8 の間で、銀河団の赤シーケンスの勾配はどのように赤方偏移とともに変化するか？
• RQ2 BCGの色と団の力学的状態、特に静穏な団における関係は何か？
• RQ3 BCGに内部構造的特徴が存在する場合、それらの青い色（赤シーケンスより）とどのように相関するか？
• RQ4 X線輝度–光学的豊かさ関係は、極めて巨大なシステムを含む全団質量範囲でどの程度成立するか？
• RQ5 MACS団のSNAPshot観測は、多波長天文学的調査のための実用的かつ有効なパイロットとなるか？

主な発見

• 銀河団の赤シーケンスの勾配は、赤方偏移に伴いわずかに減少するにとどまり、z ~ 1 以降の年齢に起因する進化は最小限である。
• 静穏な団に位置する、赤シーケンスよりも顕著に青いBCG（≥5σ）が2つ発見され、それらは顕著な内部構造を示した。
• X線輝度–光学的豊かさ関係は、散らついたが明確に定義された関係として確認された。これは、団から極めて巨大な団まで広範にわたる。
• 観測された団の高いX線輝度は、X線–光学スケーリング関係を校正する上で強く有利な条件を提供した。
• MACS団のSNAPshot観測は、今後の天文学的調査において、多波長的アプローチの重要な根拠を提供し続けている。
• これらの発見は、光学およびX線データを併用することで、宇宙時間にわたる団の形成と進化を追跡する手法が有効であることを支持している。