[論文レビュー] The ESO Nearby Abell Cluster Survey IX. The morphology-radius and morphology-density relations in rich galaxy clusters

T. Thomas, P. Katgert|ArXiv.org|Oct 10, 2005

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 58被引用数 15

ひとこと要約

本研究は、ESO近傍アベル銀河団調査（ENACS）の850個の銀河を用いて、23個の豊富銀河団における形態-半径関係および形態-密度関係を分析した。その結果、最も明るい楕円銀河と遅れらせん銀河は主に全般的な団中心からの半径によって分離されているが、通常の楕円銀河、S0銀河、および初期らせん銀河は、それぞれ異なる局所的密度環境にあり、それらの分離はラム圧ストリッピングやハラスメントといった局所的プロセスによって引き起こされていることが示唆された。

ABSTRACT

We study the morphology-radius (MR-) and morphology-density (MD-) relations for a sample of about 850 galaxies (with M <= -19.5) in 23 clusters from the ENACS (ESO Nearby Abell Cluster Survey). On the basis of their radial distributions we must distinguish: 1. brightest ellipticals (with M < -22), 2. late spirals, and 3. the ensemble of less bright ellipticals, S0 galaxies and early spirals. The latter have indistinguishable distributions of projected radial distance R. The brightest ellipticals are most centrally concentrated, the late spirals are almost absent from the central regions and the other classes are intermediate. Radial segregation of the ellipticals is due to the brightest ellipticals only, that of the spirals to the late spirals only. We derive the MD-relation with two measures of projected density: one using the 10 nearest neighbours (Sigma10) and another using only the nearest neighbour (Sigma1). The Sigma10 MD-relation only shows a significant difference between early- and late-type galaxies, but the different galaxy types within those classes are indistinguishable. However, The Sigma1 MD-relation shows that the normal 'ellipticals' (with M >= -22), the S0 galaxies and the early spirals have different Sigma1-distributions. The reason for this is that Sigma1 is much less correlated with R than is Sigma10, and thus has much less cross-talk from the (MR-) relation. On average, the 'normal' ellipticals populate environments with higher projected density than do the S0 galaxies while the early spirals populate even less dense environments. The segregation of the brightest ellipticals and the late spirals is driven mostly by global factors, while the segregation between 'normal' ellipticals, S0 galaxies and early spirals is driven primarily by local factors.

研究の動機と目的

• 大きな、絶対等級制限付きのサンプルを用いて、豊富銀河団における形態-半径（MR）および形態-密度（MD）関係を調査すること。
• 銀河の分布および形態に及ぼす全般的（団中心からの半径）および局所的（投影密度）要因の影響を分離すること。
• 明るさの分離と形態的分離が、全般的要因か局所的要因かのどちらによって引き起こされているかを特定すること。
• とりわけ、最も明るい楕円銀河、遅れらせん銀河、および「通常の」楕円銀河/S0銀河/初期らせん銀河といった異なる銀河タイプが、団構造に与える役割を評価すること。
• とりわけらせん銀河がS0に進化するプロセスや、巨大楕円銀河の形成に関する、銀河形成および変遷のシナリオに与える示唆を評価すること。

提案手法

• ENACS調査の23個の団から得られた850個の銀河（MR ≤ -19.5）の投影半径分布を分析した。
• 銀河を3つの半径分布グループに分類した：(i) M_R < -22（最も明るい楕円銀河）、(ii) 遅れらせん銀河、(iii) より明るさが低い楕円銀河、S0銀河、初期らせん銀河。
• 局所的環境を評価するために、2つの推定器（Σ₁₀：10番目に近い近隣銀河、Σ₁：最も近い近隣銀河）を用いて投影密度を測定した。
• 半径（R）と密度推定値（Σ₁₀、Σ₁）の相関を定量化することで、MR関係とMD関係の間の交差干渉（クロス・トーク）を特定した。
• 両方の密度推定器を用いたMD関係の比較により、観察された形態-密度差が全般的要因か局所的要因かによって引き起こされているかを特定した。
• 半径と密度の効果を統計的に分離することで、形態的分離の主な物理的駆動要因を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 銀河団内の銀河の半径的分離は、全般的な団中心からの半径と局所的密度のどちらに主に起因しているか。
• RQ2 最も明るい楕円銀河、遅れらせん銀河、および「通常の」楕円銀河/S0銀河/初期らせん銀河といった異なる銀河タイプは、それらの半径的および密度的分布でどのように異なるか。
• RQ3 形態-密度関係が、半径距離（すなわち形態-半径関係からのクロス・トーク）と相関している程度はどの程度か。
• RQ4 銀河の形態を決定づける要因として、全般的要因（半径）か局所的要因（密度）のどちらがより本質的か。
• RQ5 観察された分離パターンは、ラム圧ストリッピングやハラスメントといった銀河進化および変遷プロセスにどのような示唆を与えるか。

主な発見

• 最も明るい楕円銀河（MR < -22）は最も中心に集中しており、遅れらせん銀河は団中心部にほとんど存在しないことから、全般的な団ポテンシャルによって強く半径的分離が生じていることが示された。
• 「通常の」楕円銀河（MR ≥ -22）、S0銀河、初期らせん銀河の半径分布は互いに区別できないほど類似しており、これらは主に全般的な半径によって分離されていないことが示唆された。
• Σ₁₀に基づく形態-密度関係では、Rと強く相関するため、Σ₁₀が半径と強く相関しており、真の局所的密度効果が隠蔽されている。
• 一方、Σ₁に基づく形態-密度関係では、Rとのクロス・トークが最小限に抑えられており、『通常の』楕円銀河がS0銀河よりも高い局所的密度にいること、S0銀河が初期らせん銀河よりも高い密度にいることが明らかになった。
• 最も明るい楕円銀河と遅れらせん銀河の分離は主に全般的要因（団中心からの半径）によって駆動されており、一方で『通常の』楕円銀河、S0銀河、初期らせん銀河の分離は、ラム圧ストリッピングやハラスメントといった局所的プロセスによって引き起こされている。
• これらの結果は、初期らせん銀河が局所的環境要因によってS0に進化する変遷シナリオと、最も質量の大きな楕円銀河が合体や吸収によって最も密度の高い中心部で形成されるというシナリオを支持する。