[論文レビュー] The central region of the Fornax cluster -- I. A catalog and photometric properties of galaxies in selected CCD fields

M. Hilker, M. Kissler‐Patig+3 more|ArXiv.org|Jul 14, 1998

Impact of Light on Environment and Health参考文献 1被引用数 18

ひとこと要約

本稿では、中心フォルナックス銀河団領域の11枚のCCDフィールド（合計0.17 deg²）にわたる1,144個の銀河について、$V$および$I$バンドの深さのある光度カタログを提示している。このカタログは、表面輝度の限界が24 mag arcsec⁻²、全等級の限界が$V \simeq 22$に達している。フォルナックスの矮星銀河がローカルスーループの矮星銀河と同様の表面輝度–等級関係および色–等級関係に従うことが確認され、NGC 1399周辺に真の過剰な矮星が存在する可能性は否定された。代わりに、$z=0.11$に位置する背景銀河団が、位置がずれた過剰な集積として特定された。本研究は、銀河団コア部の銀河集団を詳細に分析可能な包括的な光度カタログおよび表面輝度プロファイルのフィット結果を提供している。

ABSTRACT

We present a photometric catalog (based on V and I photometry) of galaxies in the central regions of the Fornax galaxy cluster. Our 11 CCD fields cover 0.17 degrees in total. The limiting surface brightness is around 24 mag arsec^-2, similar to that of Ferguson's (1989, AJ 98, 367) catalog, whereas our limiting total magnitude is around V = 22 mag, about two magnitudes fainter. It is the surface brightness limit, however, that prevents us from detecting the counterparts of the faintest Local Group dwarf spheroidals. The photometric properties of all objects are presented as a catalog. The properties and fit parameters of the surface brightness profiles for a sub-sample are presented as a second catalog (both catalogs are available in electronic form at the CDS). We can only add 4 new dwarf galaxies to Ferguson's catalog. However, we confirm that the dwarf galaxies in Fornax follow a similar surface brightness-magnitude relation as the Local Group dwarfs. They also follow the color (metallicity) - relation seen in other galaxy clusters. A formerly suspected excess of dwarf galaxies surrounding the central cD galaxy NGC 1399 can finally be ruled out. An enhanced density of objects around NGC 1399 can indeed be seen, but it appears displaced with respect to the central galaxy and is identified as a background cluster at z = 0.11 in Paper II of these series, which will discuss spectroscopic results for our sample.

研究の動機と目的

• フォルナックス銀河団中心部の銀河に対して、$V$および$I$バンドのCCD画像を用いて、深さがあり空間分解能の高い光度カタログを作成すること。
• 全等級、表面輝度プロファイル、色などの光度的性質を、$V \simeq 22$ magおよび表面輝度$\sim 24$ mag arcsec⁻²まで測定すること。
• 中心のcD銀河NGC 1399周辺の矮星銀河の空間的分布および等級関数を調査し、特に過剰な集団が存在するかを検証すること。
• フォルナックスの矮星銀河の光度的および構造的性質をローカルスーループのものと比較し、スケーリング関係の類似性を評価すること。
• 位置がずれた過剰な集積の構造的および光度的性質を特定し、それが背景構造かどうかを同定すること。

提案手法

• フォルナックス銀河団の11のフィールド（合計0.17 deg²）をカバーする$V$および$I$バンドのCCD画像撮影を実施した。NGC 1399およびその他の明るい銀河を中心にしたフィールドが含まれる。
• ソース抽出および光度測定にはSExtractorを用い、全等級、ピーク表面輝度、$V-I$色、楕円度、位置角、等高線サイズを導出した。
• 銀河構造の特徴づけには、Sersic、de Vaucouleurs、指数法則を用いた表面輝度プロファイルのフィットを実施。コルメンディの補正をコア半径および中心表面輝度に適用した。
• 位置の交差同定にはガイドスターカタログを用い、3枚のプレート定数変換を適用し、0.3″未満の位置精度を達成した。
• 背景推定には制御フィールド（B1およびB2）を用いたが、B2はフォルナックスメンバーに汚染されているため、真の背景基準としての使用は制限される。
• 既存のカタログ（FCC、C87、D88&I90）との交差同定を実施し、新規検出物を過去の研究と関連付けた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 フォルナックス銀河団の矮星銀河は、ローカルスーループのものと同様の表面輝度–等級関係に従うか？
• RQ2 中心のcD銀河NGC 1399の周辺に、以前の推測通り真の過剰な矮星銀河が存在するか？
• RQ3 NGC 1399付近に観測された位置がずれた過剰な集積の構造的および光度的性質は何か？これは背景構造であるか？
• RQ4 フォルナックス銀河の$V$および$I$光度的性質は、他の銀河団のものとどのように異なるか？
• RQ5 この光度カタログは、明るさが低く表面輝度が低い銀河を検出する上で、どれほど完全かつ信頼できるか？

主な発見

• 光度カタログには、$V < 22$ magの1,144個の銀河が含まれ、カバー領域は0.17 deg²であり、表面輝度の限界は24 mag arcsec⁻²に達している。
• フェルガソン（1989）のフォルナックス銀河団カタログに新たに追加された矮星銀河は4個にとどまり、この等級範囲では過去の調査が非常に高い完全性を示している。
• フォルナックスの矮星銀河は、ローカルスーループの矮星銀河と同様の表面輝度–等級関係に従うことが確認され、共通の形成または進化経路を示唆している。
• 他の銀河団で観測されている色–等級関係（金属量–等級関係）もフォルナックス銀河団に存在し、同様の光度の銀河は類似した金属量を持つことが示された。
• NGC 1399周辺に矮星が過剰に存在すると以前に推測されていたが、これは否定された。観測された過剰な集積は、論文IIで$z=0.11$の背景銀河団であると特定された。
• Sersic、de Vaucouleurs、指数法則を用いた表面輝度プロファイルのフィットにより、有効半径、中心表面輝度、Sersic指数$n$といった構造的パラメータが得られ、詳細な形態分類が可能になった。