[論文レビュー] The 2XMMi/SDSS Galaxy Cluster Survey. II. The optically confirmed cluster sample and the L_X-T relation

A. Takey, A. Schwope+1 more|Aug 30, 2013

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 87被引用数 18

ひとこと要約

本論文は、2XMMi/SDSS調査から得られた大規模なX線選択銀河団カタログを提示する。XMM-NewtonのX線データとSDSSの光学的光度測定およびスペクトロスコピーを統合し、0.03 < z < 0.70の範囲で530個の団（うち75%が新規発見）を光学的に確認した。スペクトルフィッティングとスケーリング関係を用いて、345個の団のX線全光度、温度、質量を導出し、残りの185個の団については全光度ベースの性質を評価した。低全光度群を除外した場合、赤方偏移に伴うL_X-T関係の傾きや散乱の進化は観測されなかった。

ABSTRACT

We compile a sample of X-ray-selected galaxy groups and clusters from the XMM-Newton serendipitous source catalogue (2XMMi-DR3) with optical confirmation and redshift measurement from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS). The X-ray cluster candidates were selected from the 2XMMi-DR3 catalogue in the footprint of the SDSS-DR7. We developed a finding algorithm to search for overdensities of galaxies at the positions of the X-ray cluster candidates in the photometric redshift space and to measure the redshifts of the clusters from the SDSS data. The detection algorithm provides the photometric redshift of 530 galaxy clusters. Of these, 310 clusters have a spectroscopic redshift for at least one member galaxy. About 75 percent of the optically confirmed cluster sample are newly discovered X-ray clusters. Moreover, 301 systems are known as optically selected clusters in the literature while the remainder are new discoveries in X-ray and optical bands. The optically confirmed cluster sample spans a wide redshift range 0.03-0.70 (median z=0.32). In this paper, we present the catalogue of X-ray-selected galaxy groups and clusters from the 2XMMi/SDSS galaxy cluster survey. The catalogue has two subsamples: (i) a cluster sample comprising 345 objects with their X-ray spectroscopic temperature and flux from the spectral fitting, and (ii) a cluster sample consisting of 185 systems with their X-ray flux from the 2XMMi-DR3 catalogue, because their X-ray data are insufficient for spectral fitting. The updated L_X-T relation of the current sample with X-ray spectroscopic parameters is presented. We see no evidence for evolution in the slope and intrinsic scatter of the L_X-T relation with redshift when excluding the low-luminosity groups.

研究の動機と目的

• XMM-NewtonとSDSSのデータを用いて、大規模で光学的に確認されたX線選択銀河団のサンプルを構築すること。
• スペクトルフィッティングとスケーリング関係を用いて、団のX線全光度、温度、質量を測定すること。
• 宇宙時間に伴うX線全光度-温度（L_X-T）関係の進化を調査すること。
• 特に高赤方偏移領域における新規発見のX線団を特定・特徴化すること。
• 多波長クロス識別を用いて、X線団カタログの完全性と信頼性を向上させること。

提案手法

• SDSS-DR7の範囲内に位置する2XMMi-DR3 XMM-Newtonの偶然的天体源カタログから1180個のX線団候補を選定した。
• X線源位置における銀河の過密度を検出するための検出アルゴリズムを開発し、SDSSの光度測定に基づいて赤方偏移の推定値を得た。
• 310個の団のスペクトロスコピック赤方偏移をSDSSから取得した。そのうち175個は先行研究（論文I）の結果であり、135個は新規に確認された。
• 高品質なX線データに対してスペクトルフィッティングを実施し、345個の団のX線フレックス、全光度、温度を導出した。
• スペクトルフィッティングに不十分なデータを有する185個の団については、2XMMi-DR3のフレックスを用いた。
• X線温度と全光度に基づく反復的スケーリング関係を用いて、物理的パラメータ（R_500、L_500、M_500、T_500）を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 2XMMi/SDSS調査におけるX線選択銀河団の赤方偏移分布と光学的確認率は何か？
• RQ2 特に低全光度群において、団のX線全光度と温度は赤方偏移とともにどのように進化するか？
• RQ3 L_X-T関係の傾きと固有散乱は、異なる赤方偏移チャンクで一貫しているか？
• RQ4 光学的に確認された団のうち、X線的および光学的に両方で新規発見されたものはどの程度の割合を占めるか？
• RQ5 団の物理的性質（例：質量、半径）は、X線的および光学的観測量とどのように相関するか？

主な発見

• 530個の銀河団が光度赤方偏移により確認された。そのうち310個はSDSSからのスペクトロスコピック赤方偏移を有する。
• 光学的に確認された団の約75%が、X線波長でも新規に発見された。
• サンプルは0.03から0.70の広い赤方偏移範囲をカバーしており、中央値は0.32である。
• L_X-T関係の傾きは、先行研究と一致しており、低全光度群を除外した場合、傾きや固有散乱に赤方偏移に伴う顕著な進化は観測されなかった。
• 低全光度群を低赤方偏移サブサンプルに含めた場合、傾きは高赤方偏移サブサンプルとは一貫しない。
• カタログには345個の団がX線スペクトロスコピックパラメータを有し、185個の団が2XMMi-DR3のフレックスベースのパラメータを有しており、XMM-Newtonから得られた最大のX線選択銀河団カタログである。