[論文レビュー] The ESO Nearby Abell Cluster Survey. XI. Segregation of cluster galaxies and subclustering

A. Biviano, P. Katgert+2 more|ArXiv.org|Jan 31, 2002

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 64被引用数 86

ひとこと要約

本研究は、ESO近傍アベル銀河団サーベイ（ENACS）から得られた59個の近傍銀河団において、位置、速度、明るさを有する3,056個のメンバー銀河を用いて、明るさおよび形態の分離を分析している。明るさの分離は、主に団中心部に存在する最も明るい楕円銀河（$M_R \leq -22.0$）においてのみ顕著であり、特に準構造に属さない銀河において顕著である。一方、初期期銀河（E）および後期銀河（S）は、空間的および運動的分布において明確に異なる特徴を示す。準構造への所属状況は、これらのパターンをさらに区別し、単純な形態-密度関係を超えた複雑な動的分離の兆候を示している。

ABSTRACT

We study luminosity and morphology segregation of over 3000 cluster galaxies in an ensemble cluster of 59 rich, nearby galaxy clusters observed in the ESO Nearby Cluster Survey (ENACS). Within this sample we identify those galaxies that are in substructures. We compare the distribution of projected clustercentric distance, R, and 'normalized' relative line-of-sight velocity, v, of several subsamples, using the 2D Kolmogorov-Smirnov test. We find evidence of luminosity segregation only for the ellipticals outside substructure and brighter than M_R = -22.0 +/- 0.1 (h0=100 km/s/Mpc). We confirm the well-known segregation of early- and late-type galaxies. The early and late spirals (Sa--Sb and Sbc--Ir respectively) outside substructure also appear to have different (R,v)-distributions. In each morphological class, the galaxies within substructure have different (R,v)-distributions from the galaxies that are not in substructure. Among the samples of galaxies that are not in substructure, at least 3 ensembles can and must be distinguished: [E+S0], S_early, and [S_late+ELG]. The [E+S0] ensemble is most centrally concentrated and has a fairly low velocity dispersion that hardly varies with radius. The [S_late+ELG] ensemble is least concentrated and has the highest velocity dispersion, which increases significantly towards the centre. The (R,v)-distribution of S_early galaxies is intermediate between those of the two other ensembles. Among the galaxies within substructure the S0 and [S_late+ELG] galaxies have different (R,v) distributions. We discuss briefly the implications of our results for processes of galaxy destruction and transformation within clusters. [ABRIDGED]

研究の動機と目的

• 大規模な近傍銀河団群における明るさおよび形態の分離を調査すること。
• 準構造への所属状況が銀河の空間的および運動的分布に与える影響を特定すること。
• 異なる銀河タイプ（E、S0、S、ELG）が位置および速度の観点から、それぞれ異なる動的挙動を示すかどうかを検証すること。
• 観測された分離パターンを通じて、準構造の崩壊、スパイラル銀河の破壊、S0銀河形成といった物理的プロセスを制約すること。

提案手法

• ENACSサーベイで観測された59の豊富で近いアベル団を統合し、赤方偏移、明るさ、形態を有する合計3,056個のメンバー銀河を含むアンサンブル団を構築する。
• 2次元の速度および位置基準を用いて準構造を同定する：銀河が団平均と比べて顕著に低い速度分散を示す、または団の平均速度から顕著に逸脱している場合、その銀河は準構造に属するものとする。
• 銀河サブサンプル間の投影的団中心距離（$R$）およびライン・オブ・サイト速度（$v$）分布の差を比較するために、2次元Kolmogorov-Smirnov検定（KS2D）を適用する。
• E、S0、S_e、S_l、およびELGの10のサブサンプルに銀河を分類する。それぞれを準構造内および準構造外に分けた。
• 準構造への所属状況を定義するための限界パラメータ $\delta_{\text{lim}}$ を用い、異なるしきい値でテストすることで、汚染および統計的有意性の妥当性を検証する。
• R-$v$分布の差の有意性を分析し、動的分離の兆候を推論するとともに、団内での物理的プロセスの制約を試みる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 銀河団内の銀河に顕著な明るさの分離が認められるか。また、どのような条件下でそれが現れるか。
• RQ2 準構造への所属状況が初期型銀河および後期型銀河の空間的および運動的分布に与える影響は何か。
• RQ3 異なる銀河タイプ（E、S0、S、ELG）は、集中度および速度分散の観点から、それぞれ異なる動的挙動を示すか。
• RQ4 観測された分離パターンは、準構造の消失、スパイラル銀河の破壊、S0銀河形成といった物理的プロセスを制約できるか。

主な発見

• 明るさの分離は、主に準構造に属さない明るい楕円銀河（$M_R \leq -22.0$）において顕著であり、これは最も明るい団中心銀河（BCG）の中心集中に起因する。
• 初期型銀河（E）および後期型銀河（S）は、空間的および速度空間において強く形態分離を示し、初期スパイラル（Sa–Sb）と後期スパイラル（Sbc–Ir）はそれぞれ異なる$R$-$v$分布を示す。
• 準構造に属する銀河は、同一の$R$-$v$分布を共有しない。S0銀河および後期銀河（S_l + ELG）は、準構造内において異なる空間的および運動的パターンを示す。
• 「[E+S0]」アンサンブルは最も中心集中が強く、半径に依存しない低い速度分散を示す。一方、「[S_l + ELG]」は最も集中度が低く、団中心に向かって速度分散が増加する。
• S_eクラスは中間的挙動を示す：外側領域では[E+S0]と同程度の速度分散を示すが、中心部に向かって速度分散が増加するため、遷移的動的状態にあると推測される。
• 準構造への所属状況は、観測された分離パターンに顕著な影響を与える。例えば、S_l,nosubとS_l,subは異なる分布を示し、S_l,subは少数ながら、ELG nosubとは統計的に有意な差を示しており、実際の動的差異が存在することを示唆している。