[論文レビュー] Spectroscopy of clusters in the ESO distant cluster survey (EDisCS).II. Redshifts, velocity dispersions, and substructure for clusters in the last 15 fields

B. Milvang‐Jensen, Stefan Noll+18 more|Max Planck Digital Library|Feb 1, 2008

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 1被引用数 58

ひとこと要約

本研究では、ESO Distant Cluster Survey (EDisCS) の 21 個の銀河クラスタに対して、VLT/FORS2 データを用いて分光的赤方偏移、ドレープ速度分散、および準位構造解析を実施した。著者らは、データ再ビニングの前段階で、新たなスカイ減算手法を採用し、ノイズを最大 10 倍まで低減した。9 個の良好に制約されたクラスタのうち 2 個に準位構造が確認され、赤方偏移 0.40–0.96 の範囲で、ドレープ速度分散は 166 から 1080 km s⁻¹ の間で変動した。

ABSTRACT

AIMS. We present spectroscopic observations of galaxies in 15 survey fields as part of the ESO Distant Cluster Survey (EDisCS). We determine the redshifts and velocity dispersions of the galaxy clusters located in these fields, and we test for possible substructure in the clusters. METHODS. We obtained multi-object mask spectroscopy using the FORS2 instrument at the VLT. We reduced the data with particular attention to the sky subtraction. We implemented the method of Kelson for performing sky subtraction prior to any rebinning/interpolation of the data. From the measured galaxy redshifts, we determine cluster velocity dispersions using the biweight estimator and test for possible substructure in the clusters using the Dressler-Shectman test. RESULTS. The method of subtracting the sky prior to any rebinning/interpolation of the data delivers photon-noise-limited results, whereas the traditional method of subtracting the sky after the data have been rebinned/interpolated results in substantially larger noise for spectra from tilted slits. Redshifts for individual galaxies are presented and redshifts and velocity dispersions are presented for 21 galaxy clusters. For the 9 clusters with at least 20 spectroscopically confirmed members, we present the statistical significance of the presence of substructure obtained from the Dressler-Shectman test, and substructure is detected in two of the clusters. CONCLUSIONS. Together with data from our previous paper, spectroscopy and spectroscopic velocity dispersions are now available for 26 EDisCS clusters with redshifts in the range 0.40-0.96 and velocity dispersions in the range 166-1080 km/s.

研究の動機と目的

• ESO Distant Cluster Survey (EDisCS) の最終 15 フィールドにおける銀河クラスタの正確な赤方偏移およびドレープ速度分散を測定すること。
• Dressler–Shectman テストを用いて、これらのクラスタに準位構造が存在するかを評価すること。
• データ再ビニングの前段階で、新たなスカイ減算手法を導入し、データリダクションの品質を向上させること。
• 中赤方偏移（z ≈ 0.4–0.96）におけるクラスタ銀河の進化を研究するための包括的な分光的データセットを提供すること。
• スペクトル的ドレープ速度分散と弱レントゲン質量推定値の比較を通じて、クラスタ質量の校正を可能にすること。

提案手法

• VLT の FORS2 計器を用いて、15 個の EDisCS フィールドでマルチオブジェクト分光観測を実施した。
• 特に傾いたスリットに特化したノイズ低減を目的として、データ再ビニングや補間の前段階で Kelson のスカイ減算手法を採用した。
• 分光的に確認された銀河メンバーのドレープ速度分散を計算するために、バイウェイト推定法を用いた。
• 少なくとも 20 個の確認済みメンバーを持つクラスタに対して、Dressler–Shectman テストを適用し、運動的準位構造を検出した。
• 本研究の結果と Halliday ら (2004) の先行結果を統合し、完全な分光的カバレッジを持つ 26 個のクラスタのサンプルを構築した。
• Clowe ら (2006) の弱レントゲン質量推定値と比較することで、スペクトル的ドレープ速度分散の整合性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 最終 15 フィールドの EDisCS クラスタにおける赤方偏移とドレープ速度分散は何か？
• RQ2 再ビニングの前段階で新たなスカイ減算手法を適用することで、分光データの信号対ノイズ比にどのような影響を与えるか？
• RQ3 どのクラスタに顕著な運動的準位構造が認められ、それらの結果は全体のクラスタ集団とどのように比較できるか？
• RQ4 高赤方偏移クラスタにおいて、スペクトル的ドレープ速度分散と弱レントゲン質量推定値はどの程度一致するか？
• RQ5 質量およびドレープ速度分散の観点から、EDisCS クラスタは低赤方偏移クラスタの典型例としてどの程度代表的であるか？

主な発見

• 再ビニングの前段階で適用したスカイ減算手法により、従来の再ビニング後処理と比較して、ノイズが最大 10 倍まで低減された。特に傾いたスリットに対して顕著な効果が得られた。
• 個々の銀河の赤方偏移が正確に測定され、赤方偏移 0.40 から 0.96 の範囲で 21 個のクラスタのドレープ速度分散が決定された。
• 少なくとも 20 個の分光的に確認されたメンバーを持つクラスタに対して、Dressler–Shectman テストにより、2 個のクラスタに統計的に有意な準位構造が検出された。
• 合計 14 個のクラスタ（Halliday ら 2004 の結果も含む）を対象にした解析において、95% の信頼水準で準位構造が検出されたクラスタは 4 個であった。
• スペクトル的ドレープ速度分散と弱レントゲン質量推定値の間には合理的な整合性が認められ、準位構造が検出されたクラスタにおいても顕著なずれは観測されなかった。
• EDisCS クラスタのサンプルは、ドレープ速度分散が 166 から 1080 km s⁻¹ の広範囲にわたって分布しており、中赤方偏移におけるクラスタ質量依存的銀河進化の研究に最適なデータセットを提供している。