[論文レビュー] The Fornax Deep Survey with VST. IX. The catalog of sources in the FDS area, with an example study for globular clusters and background galaxies

Michele Cantiello, A. Venhola+19 more|University of Groningen research database (University of Groningen / Centre for Information Technology)|May 25, 2020

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 98被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、NGC 1399の周囲21平方度の領域で$ugri$フィルタを用いた光度測定を実施した約170万個の源、およびNGC 1316を含む拡張された27平方度の領域で$gri$フィルタを用いた約310万個の源を含むフォルナクス深宇宙調査（FDS）カタログを提示する。マルチバンド画像スタックを用いて形状特徴の特定を向上させ、NGC 1399の周囲約0.9メガパーセクにわたり拡張した青い球状星団（GC）の拡散的で広がった集団を特定。明るい銀河とは関連しない構造的特徴も観測。NGC 1399はNGC 1316よりも明るさが低いにもかかわらず、球状星団の数が3～4倍多いことが判明し、動的には独立した進化をたどっている可能性を示唆する。

ABSTRACT

This paper continues the series of the Fornax Deep Survey (FDS). Following the previous studies dedicated to extended Fornax cluster members, we present the catalogs of compact stellar systems in the Fornax cluster as well as extended background sources and point-like sources. We derive ugri photometry of ~1.7 million sources over the $\sim$21 sq. degree area of FDS centered on NGC1399. For a wider area, of $\sim$27 sq. degs extending in the direction of NGC1316, we provide gri data for ~3.1 million sources. To improve the morphological characterization of sources we generate multi-band image stacks by coadding the best seeing gri-band single exposures with a cut at FWHM<=0.9 arcsec. We use the multi-band stacks as detection frames. The identification of compact sources is obtained from a combination of photometric and morphometric selection criteria taking as reference the properties of sources with well-defined classification from the literature. We present a preliminary analysis of globular cluster (GC) distributions in the Fornax area. The study confirms and extends further previous results. We observe the inter-galactic population of GCs, a population of mainly blue GCs centered on NGC1399, extends over $\sim$0.9Mpc, with an ellipticity $\sim$0.65. Several sub-structures extend over $\sim$0.5Mpc along various directions. Two of these structures do not cross any bright galaxy; one of them appears to be connected to NGC1404, a bright galaxy close to the cluster core and particularly poor of GCs. Using the gri catalogs we analyze the GC distribution over the extended FDS area, and do not find any obvious GC sub-structure bridging the two brightest cluster galaxies, NGC1316 and NGC1399. Although NGC1316 is twice brighter of NGC1399 in optical bands we estimate a factor of 3-4 richer GC population around NGC1399 compared to NGC1316, out to galactocentric distances of 40 arcmin

研究の動機と目的

• フォルナクス・ディープ・サーベイ（FDS）領域における星の源、特に凝縮した星団や背景銀河を含む包括的なマルチバンド光度カタログの作成。
• 空間分解能を向上させ、FWHMのばらつきを低減したマルチバンド画像スタックを用いて、源の形状的特徴の特定を改善。
• 特に銀河間および銀河間のGC系を含む、フォルナクス銀河団内の球状星団（GC）集団の同定と分析。
• フォルナクス銀河団で最も明るい2つの銀河、NGC 1399とNGC 1316の周囲におけるGC集団の空間的分布と、明るさで正規化した豊かさの比較。
• 機械学習手法を用いて、レンズ効果を受けていたり非常に暗い背景源（例：レンズ効果を受ける銀河）を検出するためのカタログの有効性の検証。

提案手法

• VSTサーベイを用いて、NGC 1399を中心とする約21平方度の領域で、約170万個の源の$ugri$光度測定を実施。
• 同じサーベイデータを用いて、NGC 1316を含む27平方度の拡張領域で、約310万個の源の$gri$光度測定を実施。
• FWHM ≤ 0.9''の$g$-, $r$-, $i$-バンド単一露出を重ね合わせてマルチバンド画像スタックを作成。これにより空間分解能が約15%向上し、FWHMのばらつきが約2.5倍低減された。
• 重ね合わせたスタックをマスターディテクションフレームとして用い、源の検出および形状分類を強化。
• 色と明るさ（光度測定）と、集中度指数、縦横比、効果的半径（morphometric）の両方の基準を組み合わせて、特に球状星団を含む凝縮源を同定。
• 既知の分類を持つスペクトロスコピック的に確認済みまたは高解像度画像で確認済みの源を基準として、選別基準をキャリブレーション。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 フォルナクス銀河団における球状星団、特に銀河間空間における空間的分布と構造的形状はいかなるものか？
• RQ2 明るさが異なるにもかかわらず、NGC 1399とNGC 1316の周囲における球状星団集団の豊かさはどのように比較できるか？
• RQ3 フォルナクス銀河団で最も明るい2つの銀河、NGC 1399とNGC 1316を結ぶように、球状星団の検出可能な部分構造やブリッジが存在するか？
• RQ4 FDSカタログ、特に$gri$データのみを用いて、非常に暗い背景銀河（例：レンズ効果を受ける銀河）を信頼性高く同定できるか？
• RQ5 フォルナクス銀河団における拡散的銀河間球状星団集団の広がりと楕円度はどの程度か？

主な発見

• NGC 1399を中心とする銀河間の青い球状星団集団は、約0.9メガパーセクにわたり拡張しており、楕円度ε ~ 0.65で、NGC 1336に向かってわずかにずれている。
• いくつかの部分構造が、さまざまな方向に約0.5メガパーセクにわたり延びており、そのうちの1つは明るい銀河を通過せず、もう1つはGCが少ない銀河NGC 1404と関連している可能性がある。
• NGC 1316は光学バンドでNGC 1399の2倍以上明るいにもかかわらず、NGC 1399の周囲のGC集団は、約40弧分（約230 kpc）の範囲でNGC 1316の周囲のGC集団よりも約3～4倍豊富である。
• 銀河明るさで正規化した場合、NGC 1399のGC集団は6′～24′の銀河中心距離でNGC 1316の約10倍豊富であり、より大きな半径でも約3倍豊富なまま維持されている。
• NGC 1399とNGC 1316の間の投影距離約1.3メガパーセクでは、GCの部分構造は検出されなかったが、NGC 1316の明るさが高いため、GCの豊かさの対比が低いために、この結果は妥当である可能性がある。
• griカタログを用いた機械学習により、FDS領域で2つの強いレンズ候補が同定され、カタログが背景銀河研究に有効であることが示された。