[論文レビュー] The bright galaxy population of five medium redshift clusters. I. Color-Magnitude Relation, Blue Fractions and Visual Morphology

B. Ascaso, M. Moles+3 more|arXiv (Cornell University)|May 28, 2008

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 57被引用数 10

ひとこと要約

本研究は、北欧望遠鏡（NOT）を用いた高解像度画像を用いて、5つの中赤方偏移銀河クラスタ（z ≈ 0.15–0.25）における明るい銀河の集団を分析し、色-等級関係（CMR）、青色銀河割合、視覚的形態を調査した。z ≈ 0.25までの間でCMRの勾配や青色銀河割合に顕著な進化は認められず、これはクラスタ銀河の星々の集団と形態的構造がこの時点ですでに大きく整っていたことを示唆しており、A1878を除いては進化の兆しは見られない。

ABSTRACT

Using data of five clusters of galaxies within the redshift range 0.15 $\leq$ z $\leq$ 0.25, imaged with the Nordic Optical Telescope (NOT) in the central $\approx$ 1 Mpc$^2$ in very good seeing conditions, we have performed an exhaustive inspection of their bright galaxy population. That range of redshift, where only a small amount of data with the required resolution and quality is available, is particularly important for the understanding of the formation and evolution of clusters of galaxies. We have inspected the color-magnitude relation (CMR) for those clusters and measured the blue fraction of galaxies in their cores to check for evidence of evolution as found in other works. Moreover, the visual classification of the galaxy morphology has been performed and the morphology-radius relation has been examined We have not found signs of evolution neither in the slope of the CMR nor in the blue fraction of galaxies. A diversity of situations regarding those parameters and in the morphological mixing has been noticed, with two out of five clusters containing a dominant late-type core population. The cluster A1878 stands out as some of its properties differ from those of the other clusters in the sample. No clear signs of evolution appear in our analysis. The data support the view that the morphology and the stellar content of the galaxies in our clusters have been already settled at z $\sim$ 0.2. Only the fraction of interacting galaxies in the clusters appear to be larger than in clusters like Coma although the number of clusters in the sample is small to give a definitive conclusion.

研究の動機と目的

• 中赤方偏移銀河クラスタ（z ≈ 0.15–0.25）における色-等級関係（CMR）の進化を調査すること。この赤方偏移範囲は、高品質なデータが限られている。
• クラスタ中心部における銀河の青色銀河割合を測定し、バーサ・オエムラー効果の兆候を検証し、この時点での銀河集団の進化が継続しているかどうかを評価すること。
• 視覚的形態分類を実施し、形態-半径関係を検討することで、構造的進化と環境的要因の影響を評価すること。
• 本研究のクラスタにおける相互作用銀河の頻度を、コマ銀河クラスタのような局所クラスタと比較し、環境的変換プロセスを評価すること。

提案手法

• 北欧望遠鏡（NOT）を用いて、5つのクラスタの中心部（約1 Mpc領域）において、Gunn-rおよびBessel-Bバンドの深紫外画像を取得した。
• 構造的外観に基づき、視覚的分類を実施し、初期型（E/S0）と後期型（S/Irr）の銀河に区別した。
• 赤系列銀河の等級-色関係にフィットして色-等級関係（CMR）を定量化し、その勾配と散乱を測定した。
• マグニチュード限界サンプル（MV ≤ -20）を用い、B−r > 0.8の青色銀河を含む全明るい銀河に対する青色銀河割合を計算した。
• fパラメータ（潮汐歪みを示す形態的指標）を用いて銀河の相互作用を評価し、コマクラスタの中央値と比較した。
• クラスタ間での結果を比較し、形態的混合や環境的要因の傾向を特定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 z ≈ 0.15からz ≈ 0.25の間で、色-等級関係（CMR）の勾配は、低赤方偏移または高赤方偏移クラスタと比較して進化しているか？
• RQ2 z ≈ 0.2のクラスタにおいて、バーサ・オエムラー効果（赤方偏移とともに青色銀河割合が増加）の証拠があるか。これは、銀河集団の進化が継続していることを示唆する。
• RQ3 クラスタ集団全体における形態的構成（初期型対後期型銀河）はどのように変化するか。半径に伴う形態的分離の傾向はあるか？
• RQ4 これらの中赤方偏移クラスタでは、局所のコマクラスタと比較して相互作用銀河の割合が高いか。これは環境的変換プロセスが強化されている可能性を示唆する。
• RQ5 A1878のような個々のクラスタは、他のサンプルと比較して特徴的な進化の兆候を示しているか？

主な発見

• 色-等級関係（CMR）の勾配には、サンプル全体で顕著な進化は認められず、中央値f値はA2658で-1.39、A1643で-1.92、A1878で-1.60、A2111で-1.67、A1952で-1.29であり、いずれも-2より大きい。これは、コマと比較して相互作用系の頻度が高いかつ、より高い相互作用の可能性を示唆している。
• クラスタ中心部における銀河の青色銀河割合は、低赤方偏移のSDSSクラスタで得られた値と一致しており、z ≈ 0.25までに顕著な進化は認められず、バーサ・オエムラー効果がこの赤方偏移で顕在化していないことを示唆している。
• クラスタA1878は、顕著に高い青色銀河割合と、支配的である後期型銀河の中心部集団を示しており、濃度パラメータが低いため、構造的または環境的進化が進行中である可能性がある。
• サンプル全体の形態的混合は、低赤方偏移および高赤方偏移クラスタで観測されたものと同程度の広範囲を示しており、初期型および後期型銀河の分布に明確な進化傾向は認められない。
• 相互作用銀河の中央値fパラメータは、コマクラスタよりも顕著に高く、サンプルで相互作用の頻度が高いかつ、小規模なサンプルサイズの制限により明確な結論は得にくいが、より高い相互作用頻度を示唆している。
• 全体として、CMR勾配、青色銀河割合、形態的構造は、z ≈ 0.2と低赤方偏移との間で明確な進化を示さず、明るいクラスタ銀河の星々の集団と形態的構造が、z ≈ 0.2時点で既に安定していたことを支持する。