[論文レビュー] The 3XMM/SDSS Stripe 82 Galaxy Cluster Survey: Cluster catalogue and discovery of two merging cluster candidates

A. Takey, F. Durret+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 17, 2016

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 84被引用数 7

ひとこと要約

本研究では、3XMM-DR5カタログのXMM-Newton X線データとSDSSストライプ82の光学データを用いた銀河団サーベイを実施し、赤方偏移が0.05から1.19の54個の確認済み団を同定した。z = 0.11およびz = 0.26の2つの新たな衝突銀河団候補を発見し、17個の新規X線探査銀河団および40個の確認されていない候補について、X線および光学的性質の包括的カタログを提供した。そのうち25個はz > 0.6の高赤方偏移団候補であった。

ABSTRACT

We present a galaxy cluster survey based on XMM-Newton observations that are located in Stripe 82 of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS). The survey covers an area of 11.25 deg$^2$. The X-ray cluster candidates were selected as serendipitously extended detected sources from the third XMM-Newton serendipitous source catalogue (3XMM-DR5). A cross-correlation of the candidate list that comprises 94 objects with recently published X-ray and optically selected cluster catalogues provided optical confirmations and redshift estimates for about half of the candidate sample. We present a catalogue of X-ray cluster candidates previously known in X-ray and/or optical bands from the matched catalogues or NED. The catalogue consists of 54 systems with redshift measurements in the range of 0.05-1.19 with a median of 0.36. Of these, 45 clusters have spectroscopic confirmations as stated in the matched catalogues. We spectroscopically confirmed another 6 clusters from the available spectroscopic redshifts in the SDSS-DR12. The cluster catalogue includes 17 newly X-ray discovered clusters, while the remainder were detected in previous XMM-Newton and/or ROSAT cluster surveys. Based on the available redshifts and fluxes given in the 3XMM-DR5 catalogue, we estimated the X-ray luminosities and masses for the cluster sample. We also present the list of the remaining X-ray cluster candidates (40 objects) that have no redshift information yet in the literature. Of these candidates, 25 sources are considered as distant cluster candidates beyond a redshift of 0.6. We also searched for galaxy cluster mergers in our cluster sample and found two strong candidates for newly discovered cluster mergers at redshifts of 0.11 and 0.26. The X-ray and optical properties of these systems are presented.

研究の動機と目的

• XMM-Newton X線データと光学的光度測定を用いて、SDSSストライプ82領域におけるマルチウェーブレングス銀河団カタログを構築すること。
• X線選択銀河団、特に新規発見システムおよび衝突銀河団候補を同定・特徴づけること。
• 銀河団のX線等価光度（L_X）および質量（M_500）を推定し、宇宙論的およびスケーリング関係の研究を支援すること。
• 銀河の等価光度関数や形状的特徴を含む、銀河団性質の詳細な分析リソースを提供すること。
• 特にz > 0.6の遠方銀河団候補を同定し、将来的な分光的フォローアップの対象とすること。

提案手法

• SDSSストライプ82領域の11.25 deg²にわたる11.25 deg²において、拡張したX線発光を示す3XMM-DR5の偶然的天体カタログからのX線銀河団候補を選定した。
• X線候補を既存のX線および光学銀河団カタログおよびNEDと照合し、赤方偏移と光学的確認を得た。
• SDSS-DR12の分光的赤方偏移を用いて、以前に確認されていなかった6個の銀河団を分光的に確認した。
• 3XMM-DR5からのフラックスと標準スケーリング関係を用いて、X線等価光度（L_X）および質量（M_500）を推定した。
• 残りの40個のX線候補を、X線検出品質および赤方偏移の予想（z < 0.6 または z > 0.6）に基づいて分類した。
• X線形状および光学の過密度解析を用い、赤方偏移およびフラックス測定と併せて、衝突銀河団候補を同定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 3XMM-DR5カタログにおけるSDSSストライプ82領域内でのX線銀河団検出の完全性と純度はいかほどか？
• RQ2 X線銀河団候補のうち、何個が新規に発見されたのか。また、分光的赤方偏移が得られた割合はどの程度か？
• RQ3 どのX線銀河団候補が、進行中の衝突を示す形態的および力学的兆候を示しているか？
• RQ4 確認済み銀河団のX線等価光度（L_X）および質量（M_500）はそれぞれどの程度で、赤方偏移とどのように相関しているか？
• RQ5 確認されていないX線候補のうち、高赤方偏移銀河団（z > 0.6）である可能性がある割合はどの程度か？

主な発見

• 本サーベイにより、赤方偏移が0.05から1.19の54個の確認済み銀河団を含む最終カタログが作成された。中央値は0.36であった。
• 45個の銀河団は一致カタログを用いて分光的に確認された。さらに6個の銀河団はSDSS-DR12の分光データを用いて確認された。
• 17個の銀河団はXMM-Newtonデータを用いてX線で新たに発見されたものであり、ROSATや以前のXMM-Newtonサーベイでは検出されていなかった。
• z = 0.11およびz = 0.26の2つの強い衝突銀河団候補が同定され、明確なX線および光学的形状的特徴が、進行中の衝突を示唆していた。
• 確認されていない40個のX線候補のうち、25個は高赤方偏移候補（z > 0.6）と分類され、将来的な深さフォローアップの可能性を示した。
• 3XMM-DR5からのフラックスと標準スケーリング関係を用いて、すべての54個の銀河団のX線等価光度（L_X）および質量（M_500）を推定した。これにより、統計的および宇宙論的研究が可能になった。