[論文レビュー] The ESO Nearby Abell Cluster Survey. II. The Distribution of Velocity Dispersions of Rich Galaxy Clusters

A. Mazure, P. Katgert+2 more|arXiv (Cornell University)|Nov 13, 1995

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、ESO近傍アベル銀河クラスターサーベイ（ENACS）の128個の豊富な銀河クラスターの速度分散分布を分析し、6,634個の赤方偏移を用いて前方および背景銀河を除去した後、物理的に妥当なクラスター分散を導出する。800 km/s以上では、観測された速度分散分布は偏りがなく、X線温度分布と非常によく一致しており、両者が同じ基本的クラスター特性を示していることを示している。

ABSTRACT

Summary - By combining the 5634 redshifts from the ESO Nearby Abell Cluster Survey (the ENACS) with another 1000 redshifts from the literature we are able to study the distribution of velocity dispersions for a volume-limited sample of 128 $R_{ m ACO} \geq 1$ clusters, out to a redshift $z=0.1$, in a solid angle of 2.55 sr centered on the South Galactic Pole. In deriving velocity dispersions we apply a new, physically motivated method for removing fore- and background galaxies. We discuss in detail the completeness of the cluster sample for which we derive the distribution of cluster velocity dispersions. The large apparent spread between velocity dispersion and richness must be largely intrinsic. A consequence of the very broad relation between richness and velocity dispersion is that all cluster samples complete in richness are biased against low dispersions. For the richness limit of our sample this bias operates below about 800 km/sec. Above 800 km/s, our distribution of global velocity dispersions is free from systematic errors and biases, and agrees very well with the most recent determination of the distribution of cluster X-ray temperatures. Therefore, we conclude that X-ray temperature and velocity dispersion distributions statistically measure the same cluster property. We stress the need for model predictions that produce exactly the same information as provided by the observations, for a sample of model clusters with a richness limit that mimics that of the sample of observed clusters.

研究の動機と目的

• 豊富な銀河クラスターの体積制限サンプルにおける速度分散の分布を特定すること。
• ESO近傍アベルクラスターサーベイ（ENACS）から導かれたクラスター・サンプルの完全性と信頼性を評価すること。
• クラスターの豊富さと速度分散の間の固有の散らばりを調査し、サンプルバイアスに与える影響を検討すること。
• 観測された速度分散分布とX線温度分布を比較し、それらの統計的同等性を検証すること。
• 理論的モデルが観測選択関数を正確に再現する必要があることを確立すること。これには、豊富さの上限とサンプルの完全性が含まれる。

提案手法

• 5,634個のENACS赤方偏移に加え、文献から得た1,000個の追加赤方偏移を組み合わせ、赤方偏移 z = 0.1 までをカバーする体積制限サンプルとして128個のクラスターを構築する。
• 径方向速度と空間的分布に基づき、前方および背景銀河を除去する新しい物理的根拠に基づいた手法を適用する。
• クラスター・サンプルの定義に豊富さの閾値（R_ACO ≥ 1）を用い、調査領域の立体角内での体積制限完全性を保証する。
• クラスターの力学的特性と観測選択効果を考慮した、頑健な統計的手法を用いて速度分散を導出する。
• 得られた速度分散分布を、文献で最新のX線温度関数と比較する。
• 豊富さ選択サンプルにおけるバイアスを評価し、低分散クラスターが系統的に見逃される速度分散閾値（800 km/s）を同定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 完全で体積制限された豊富な銀河クラスターのサンプルにおける、真の速度分散の分布は何か？
• RQ2 クラスターの豊富さと速度分散の間の観測された散らばりのうち、測定誤差や選択効果によるものではなく、本質的なものである割合はどの程度か？
• RQ3 豊富さ制限サンプルの選択関数は、観測された速度分散分布にどのように影響するか？
• RQ4 観測された速度分散分布は、同じクラスター・サンプルにおけるX線温度分布と整合性があるか？
• RQ5 豊富さによって選択されたクラスター・サンプルに、どの程度の系統的バイアスが影響しているか。また、そのバイアスが無視できるようになる速度分散の閾値は何か？

主な発見

• σ > 800 km/s のクラスターにおける速度分散の分布は、系統的バイアスがなく、最新のX線温度関数と極めてよく一致している。
• 豊富さと速度分散の間の大きな固有の散らばりは、豊富さ制限サンプルが低分散クラスターをバイアスする傾向にあることを示しており、これは約800 km/s未満で顕著である。
• 観測された速度分散分布はX線温度分布と整合性があり、両者が銀河クラスターの同じ物理的性質を統計的に測定していることを示している。
• モデルの予測が観測選択関数を正確に再現する必要があることが確認された。これには、豊富さの上限とサンプルの完全性が含まれる。
• 径方向速度と空間的基準を用いた前方および背景銀河の除去手法は、クラスター・サンプルにおける速度分散推定の正確性を向上させた。
• 最終的な128個のクラスターのサンプルは、調査領域（z ≤ 0.1、南天の極付近を2.55 srで中心とする）内で完全かつ代表的である。