[論文レビュー] ROSAT PSPC Observations of the Richest ($R \geq 2$) ACO Clusters

Laurence P. David, W. Forman+1 more|ArXiv.org|Feb 8, 1999

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 30

ひとこと要約

本研究は、150個の光学的に豊富（R ≥ 2）なACO銀河団（150個）のROSAT PSPC点源観測を分析し、ACOカタログにおけるX線特性、検出可能性、および汚染度を評価する。その結果、南半球のACO銀河団の35%およびAbell銀河団の20%が、寄り道する銀河の影響により著しく豊かさが過大評価されていることが判明した。X線全放射度が3.0×10⁴³ erg s⁻¹未満であることは、汚染の主要な診断指標である。

ABSTRACT

We have compiled an X-ray catalog of optically selected rich clusters of galaxies observed by the PSPC during the pointed GO phase of the ROSAT mission. This paper contains a systematic X-ray analysis of 150 clusters with an optical richness classification of $R \geq 2$ from the ACO catalog (Abell, Corwin, and Olowin 1989). All clusters were observed within 45' of the optical axis of the telescope during pointed PSPC observations. For each cluster, we calculate: the net 0.5-2.0 keV PSPC count rate (or $4 σ$ upper limit) in a 1 Mpc radius aperture, 0.5-2.0 keV flux and luminosity, bolometric luminosity, and X-ray centroid. The cluster sample is then used to examine correlations between the X-ray and optical properties of clusters, derive the X-ray luminosity function of clusters with different optical classifications, and obtain a quantitative estimate of contamination (i.e, the fraction of clusters with an optical richness significantly overestimated due to interloping galaxies) in the ACO catalog.

研究の動機と目的

• ROSAT PSPCのポイント観測で得られた150個の光学的に豊富（R ≥ 2）なACO銀河団のX線特性を体系的に分析すること。
• 光学的豊かさとBautz-Morgan型に基づく銀河団の検出率を定量化し、光学的性質がX線検出可能性に与える影響を評価すること。
• 異なる光学的サブサンプルのX線全放射度関数を導出し、北部（Abell）と南半球のACO銀河団を比較すること。
• X線全放射度を代理指標として用い、寄り道する銀河による汚染によって豊かさが過大評価されている銀河団の割合を推定すること。
• 特にスーパクラスタ環境における低全放射度と高全放射度銀河団の環境的差異を調査すること。

提案手法

• ACOカタログから、ROSAT PSPCのポイント観測で観測された150個のACO銀河団（R ≥ 2）のカタログを編集した。
• 各銀河団について、1 Mpcの開口部内でのネット0.5–2.0 keVカウント率、放射度、全放射度、X線重心を計算した。
• 通常約10,000秒の長時間積算により、X線検出しきい値を低く（約3×10⁴³ erg s⁻¹）にし、X線発光銀河団群と同等の感度を達成した。
• 重複する銀河団について、ポイントPSPCデータのX線放射度とROSAT全天サーベイ（RASS）の放射度を比較した。
• パラメトリックおよびノンパラメトリックなX線全放射度関数を、全サンプルおよびサブサンプルに対して統計的手法を用いて導出した。
• 汚染度を定量化するため、L(0.5–2.0 keV) < 3.0×10⁴³ erg s⁻¹ である銀河団の割合を、このような系がおそらく汚染されていると仮定して、期待される豊かさ分布と比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 光学的に豊富（R ≥ 2）なACO銀河団のROSAT PSPCポイント観測におけるX線検出率は何か？ また、光学的形態（Bautz-Morgan型）によってどのように変化するか？
• RQ2 Abell銀河団と南半球ACO銀河団のX線全放射度関数はどのように比較できるか？ それぞれのカタログにおける光学的豊かさ分類にどのような含意があるか？
• RQ3 寄り道する銀河による汚染によって、ACO銀河団の光学的豊かさはどの程度過大評価されているか？ また、X線全放射度を用いてどのように定量化できるか？
• RQ4 低X線全放射度銀河団の環境的文脈は何か？ また、X線発光銀河団とはどのように異なるか？
• RQ5 北部（Abell）と南半球ACOカタログ間で、光学的豊かさ分類に系統的なずれがあるか？ その大きさは何か？

主な発見

• R ≥ 2のACO銀河団の全体的な偶然検出率は76%であるが、Bautz-Morgan型II、II-III、IIIの場合は71%に低下する。一方、すべての型IおよびI-II銀河団は検出された。
• z > 0.1の銀河団では、Abell銀河団の83%が検出されたが、南半球ACO銀河団では60%にとどまり、光学的選択法に起因する検出バイアスが示唆された。
• R ≥ 2のAbell銀河団のX線全放射度関数は、南半球ACO銀河団とは一貫性がないが、R ≥ 2のAbell銀河団とR ≥ 3の南半球ACO銀河団を比較すると一貫性が得られる。
• 解析から、南半球ACOカタログには約1つの豊かさクラスの系統的ずれが生じており、35%の南半球ACO銀河団と20%のAbell銀河団が、L(0.5–2.0 keV) < 3.0×10⁴³ erg s⁻¹ という基準で著しく汚染されていることが判明した。
• 低X線全放射度銀河団（L < 3.0×10⁴³ erg s⁻¹）の70%は、1°以内に隣接するACO銀河団が存在し、Δm₁₀ ≤ 0.2であるが、より高い全放射度の銀河団ではこの割合は35%にとどまる。これは、低全放射度系に高い環境密度が見られる傾向を示している。
• 南半球ACOカタログでは、局所的銀河背景ではなく、グローバルな背景を用いていることが、Abellカタログと比較して豊かさ分類が高く、汚染度も高い原因であると考えられる。