[論文レビュー] Structural classification of galaxies in clusters

S. Andreon, E. Davoust|arXiv (Cornell University)|Oct 29, 1996

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 2被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、等光度線解析を用いた光度、楕円度、形状のずれに基づく、銀河クラスタ内の銀河に対する定量的構造分類法を提案する。従来の視覚的形態分類に比べて再現性が高く、コンスラスタのサンプルにおいて伝統的形態学者との一致率が15–20%に達し、特に目立たないか、特徴の多い銀河が視覚的に見過ごされがちな場合に優れた一貫性を示す。

ABSTRACT

The traditional method of morphological classification, by visual inspection of images of uniform quality and by reference to standards for each type, is critically examined. The rate of agreement among traditional morphologists on the morphological type of galaxies is estimated from published classification works, and is estimated at about 20 %, when galaxies are classified into three bins (E, S0, S+Irr). The advantages of the quantitative method of structural classification for classifying galaxies in clusters are outlined. This method is based on the isophotal analysis of galaxy images, and on the examination of quantitative structural parameters derived from this analysis, such as the profiles of luminosity, ellipticity and deviations from ellipticity of the galaxy. The structural and traditional methods are compared on a complete sample of 190 galaxies in the Coma cluster. The morphological types derived by both methods agree to within 15 or 20 %, the same rate as among traditional morphologists alone, thus showing that our morphological classes do coincide with the traditional ones. The galaxies with discrepant types are mostly faint (mag_B > 16.0), or have features typical of spirals, but which have not been detected, noticed or taken into account by traditional morphologists. The rate of agreement is also good for galaxies in a distant cluster (z ~0.4). The structural method, gives highly reproducible results, never reached by traditional estimations of the morphological type. Thus, the morphological types obtained with this method should be preferred. The advantages of the method are further demonstrated by new results on the properties of galaxies in clusters.

研究の動機と目的

• 従来の視覚的形態分類における低い再現性と一致率の問題を解決すること。
• 測定可能な構造的パラメータに基づき、定量的で客観的な銀河分類手法を、銀河クラスタ内に適用すること。
• 完全な銀河サンプルを用いて、新しい構造的分類法と従来の形態分類法を比較すること。
• 近傍（コンスラスタ）および遠方（z ~ 0.4）の銀河クラスタにおいて、構造的分類法の性能を評価すること。
• 視覚的検査のみに依存する方法に比べ、構造的分類法がより一貫性があり信頼できる形態分類を提供することを示すこと。

提案手法

• 銀河画像に対して等光度線解析を実施し、光度プロファイル、楕円度、楕円形からのずれなどの構造的パラメータを抽出する。
• 光度分布、形状、等光度線の歪みといった、銀河構造の定量的測定値を分類の根拠とする。
• 視覚的検査ではなく、これらの導出された構造的パラメータに基づき、銀河を形態的タイプ（E, S0, S+Irr）に分類する。
• 既存の出版物に掲載された従来の形態分類結果と、構造的分類の結果を比較する。
• コンスラスタの190個の完全な銀河サンプルにこの手法を適用し、赤方偏移 z ~ 0.4 の遠方クラスタでも検証する。
• 形態的タイプの区分ごとに統計的比較を用いて、構造的分類と従来の分類との一致率を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 伝統的形態学者が3つの形態的タイプ（E, S0, S+Irr）に銀河を分類する際、一致率はどの程度か？
• RQ2 構造的分類法は、完全な銀河サンプルにおいて、従来の形態分類タイプをどの程度再現できるか？
• RQ3 構造的分類と従来の形態分類との間で生じる不一致の主な要因は何か？
• RQ4 構造的分類法は、従来の視覚的分類に比べてどの程度再現性が高いか？
• RQ5 近傍クラスタと同様に、遠方クラスタ（z ~ 0.4）においても、構造的分類法は従来の分類法と高い一致率を維持するか？

主な発見

• 伝統的形態学者が3つの形態的タイプ（E, S0, S+Irr）に銀河を分類する際の一致率は、約20%である。
• 構造的分類法は、コンスラスタのサンプルにおいて、従来の形態分類と15–20%の一致率を示し、伝統的形態学者同士の一致率と同等の水準に達している。
• 構造的分類と従来の分類との不一致の主な要因は、明るさが低い銀河（mag_B > 16.0）や、視覚的検査で検出されない、あるいは無視されるスパイラル構造である。
• 構造的分類法は極めて高い再現性を示しており、従来の視覚的分類法では達成できない一貫性を実現している。
• 遠方クラスタ（z ~ 0.4）に対しても、観測上の課題がある中で、従来の分類法と強い一致を維持しており、本手法の有効性が裏付けられている。
• 特に複雑な構造や明るさが低い銀河に対しては、構造的分類法が従来の分類法を上回る再現性と客観性を示すため、推奨される。