[論文レビュー] The Cluster Velocity Dispersion of the Abell 2199 cD Halo of NGC 6166

R. Bender, John Kormendy+2 more|arXiv (Cornell University)|Nov 10, 2014

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 190被引用数 37

ひとこと要約

本研究は、アベル2199銀河団の中心に位置するcD銀河NGC 6166の速度分散プロファイルを、ホビーエイベルリー望遠鏡を用いた分光観測により測定した。速度分散は、核部で約300 km s⁻¹からcDハロー部で865 ± 58 km s⁻¹にまで上昇し、銀河団の速度分散819 ± 32 km s⁻¹と一致しており、ハロー部が銀河団の重力場によって動的に制御されていることを確認した。ハロー部は光度的に明確に分離されていないが、Sérsic指数n ≈ 8.3の単一のSérsicプロファイルで最もよく記述される。

ABSTRACT

The Hobby-Eberly Telescope is used to measure the velocity dispersion profile of the nearest prototypical cD galaxy, NGC 6166 in cluster Abell 2199. We also present surface photometry from many telescopes. We confirm the defining feature of a cD -- a halo of stars that fills the cluster center and that is controlled by cluster gravity, not by the central galaxy. The velocity dispersion of NGC 6166 rises from 300 km/s at the center to 865 +- 58 km/s at 100 arcsec radius in the halo. This shows for the first time that the dispersion rises all the way to the cluster value, 819 +- 32 km/s. We find that the main body of NGC 6166 moves at 206 +- 39 km/s with respect to the cluster velocity, whereas the velocity of the cD halo is 70 km/s closer to the cluster velocity. These results support our picture that cD halos consist of stars that are stripped from cluster galaxies. But we do not confirm the view that cD halos are an extra, low-surface-brightness component that is distinct from the main body of a normal giant elliptical. Instead, all of the brightness profile of NGC 6166 outside its core is described to +- 0.037 mag/arcsec**2 by a single Sersic function with index n ~ 8.3. The cD halo is not recognizable from photometry alone. This blurs the distinction between cDs and similar-n core-boxy-nonrotating ellipticals. Both may have halos made largely via minor mergers and the accumulation of debris. However, the cD halo of NGC 6166 is as enhanced in alpha elements as the main body. Quenching of star formation in

研究の動機と目的

• NGC 6166のcDハロー部の半径方向速度分散プロファイルを測定すること。
• cDハロー部が中心銀河とは独立した動力学的構造であるか、あるいは銀河団の重力に支配されているかを検証すること。
• 多波長の表面光度測定を用いて、cDハロー部が主な銀河本体と光度的に区別可能かどうかを特定すること。
• 速度分散プロファイルと光度プロファイルを比較することで、cDハロー部の形成機構を評価すること。
• マイナーな合体と潮汐的剥がしのメカニズムが、巨大楕円銀河およびcD銀河の高Sérsic指数ハローの形成に果たす役割を評価すること。

提案手法

• スターライン・オブ・サイト速度を測定するために、ホビーエイベルリー望遠鏡搭載のMarcario低分解能分光計（LRS）を用いて高分解能分光観測を実施した。
• SDSS、CFHT、HST、2MASS、地上望遠鏡を含む複数の望遠鏡のアーカイブ画像データを統合し、合成表面輝度プロファイルを構築した。
• 主な本体とハロー部の間で光度的に区別可能かどうかをテストするため、全輝度プロファイルを単一のSérsic関数にフィットした。
• 観測されたσ(r)に一致するように、Sérsic指数を調整しながら、速度分散プロファイルを2成分分解（本体 + cDハロー）でモデル化した。
• 観測された分散プロファイルを銀河団の動力学的予測とX線観測結果と比較し、速度分布の非等方性を推定した。
• α要素の組成分析を用いて、cDハロー部と本体部の星形成停止歴を比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NGC 6166のcDハロー部の速度分散が、銀河団の速度分散に一致するよう上昇するか。これは、銀河団の支配的影響を示唆する。
• RQ2 cDハロー部はNGC 6166の主な本体部と光度的に区別可能か。それとも単一の延長されたSérsicプロファイルの一部か。
• RQ3 cDハロー部と中心銀河部との間の動力学的関係は何か。ハロー部は銀河団とともに動いているのか、それとも中心銀河とともに動いているのか。
• RQ4 高Sérsic指数を持つコアボクシ非回転楕円銀河と比較して、cDハロー部の運動学的および光度的性質はどのように異なるか。
• RQ5 cDハロー部の起源は何か。銀河団銀河からの潮汐的剥がしによるものか、それともマイナー合体による局所的形成によるものか。

主な発見

• NGC 6166のcDハロー部の速度分散は、r ≈ 10″で約300 km s⁻¹からr ≈ 100″で865 ± 58 km s⁻¹に上昇し、銀河団の速度分散819 ± 32 km s⁻¹と一致する。
• NGC 6166の主な本体部は銀河団平均速度に対して+206 ± 39 km s⁻¹のドップラー速度を持つが、内側cDハロー部は約70 km s⁻¹銀河団速度に近づいており、動力学的分離が示唆される。
• 核部を除く全輝度プロファイルは、Sérsic指数n ≈ 8.3の単一のSérsic関数でよく記述され、低表面輝度の別個のハロー成分の証拠はない。
• cDハロー部は光度的に区別されないが、運動学的および動力学的に、高Sérsic指数を持つ単一で拡張された系の一部である。
• cDハロー部の視等級はM_V ≈ -23.7であり、バーヴォ銀河団で最も明るい銀河よりも約0.5等星 brighter である。
• cDハロー部は主な本体部と同等のα要素の過剰を示しており、約1 Gyr以内に急速に星形成が停止したことを示唆し、長期間にわたる銀河団コア進化と整合的である。