[論文レビュー] The intracluster light and its role in galaxy evolution in clusters

Mireia Montes|arXiv (Cornell University)|Dec 3, 2019

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 1被引用数 9

ひとこと要約

本稿は、銀河団における団内光（ICL）をレビューし、銀河の進化および団の構築におけるその役割に焦点を当てる。観測上の課題、形成メカニズム、および最近の深宇宙サーベイを統合し、ICLが団の成長を示す重要な tracerであると結論づける。特に、緩和状態で進化した系においてICLの割合が増加する傾向があり、年齢による光度低下のバイアスを避けるために近赤外バンドで測定されるべきである。

ABSTRACT

The diffuse light in clusters of galaxies, or intracluster light, has attracted a lot of attention lately due to its potential in describing the assembly history of galaxy clusters and to explain the observed growth of the brightest cluster galaxy with time. The properties of this light (color, stellar populations, extent) give clues about its formation and, consequently, the processes that shape the cluster. Here, I will present a review on intracluster light, its history, properties and the particular observational problems and limitations associated with the study of this diffuse component in integrated light.

研究の動機と目的

• 銀河団における団内光（ICL）の現在の理解を統合し、銀河進化に与える影響を明らかにすること。
• 特に低表面輝度の課題や光度測定における系儀誤差を含む、ICLの検出および測定における観測的制限を扱うこと。
• 異なる光度バンド（特にBバンドとVバンド、Hバンド）がICLの割合測定および赤方偏移による進化推定に与える影響を評価すること。
• ICL、最も明るい団銀河（BCG）および団の力学的状態（緩和状態 vs. 合体中）との関係を評価すること。
• BCGとICLが共通の形成歴を持つことから、質量および光度測定における曖昧さを減らすために、両者を一つの星形成成分として扱うべきであると提言すること。

提案手法

• 地上および宇宙望遠鏡を用いた深宇宙光学および近赤外画像を用いた、ICLに関する歴史的および最近の観測研究の体系的レビュー。
• 表面輝度プロファイルのフィッティング（指数関数的およびde Vaucouleursプロファイルを含む）を用いて、BCGから分離された拡散成分を特定するICL特性の分析。
• 年齢による光度低下の影響を最小限に抑えるために、近赤外（Hバンド）光度測定を用い、赤方偏移による進化測定におけるバイアスを低減すること。
• ドリフトスキャンおよび画像オフセット技術を用いた深宇宙画像法により、低表面輝度検出における平坦化誤差や系統誤差を改善すること。
• 星団や惑星的星雲などの運動学的トレーサーを用いて、ICLの空間的分布および力学的性質を検証すること。
• 表面輝度カットおよび統合光測定を用いて、緩和状態と合体中の両方の団タイプおよび赤方偏移におけるICLの割合を比較すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ICLの割合は赤方偏移とともにどのように変化するのか。また、BバンドやVバンド、Hバンドなどの光度バンドの選択が観測された進化傾向にどのような影響を及えるのか。
• RQ2 ICLは、団の力学的状態（緩和状態や合体活動）とどの程度相関しているのか。
• RQ3 なぜ、合体中か緩和状態の団のどちらにICLの割合が高いかという点で、研究間で矛盾した結果が生じるのか。
• RQ4 年齢および光度の進化が光学バンドでのICL測定にどのように影響を及えるのか。なぜ近赤外データが赤方偏移進化研究においてより信頼できるのか。
• RQ5 BCGとICLは、共通の吸収歴を持つため、星形成成分として一つのシステムとして扱うべきではないか。

主な発見

• Bバンドで測定されたICLの割合は、赤方偏移とともに顕著な進化を示すが、これは青色バンドにおける年齢による光度低下と明るさの進化の影響によるアーティファクトである可能性が高い。
• Hバンドで測定した場合、ICLの割合は赤方偏移とともに顕著な進化を示さないため、従来の光学バンドでの結果はバイアスを含む可能性がある。
• ICLの割合が高い団は、より緩和状態で進化した状態である傾向があり、宇宙論的シミュレーションおよび一部の観測研究とも整合的である。
• ICLはcD銀河に特有のものではなく、むしろ団全体の統合歴および力学的状態に強く関連している。
• シミュレーションでは、BCGの星形成物質の約70％が吸収されたと示されており、BCGとICLが共通の起源を持つという仮説を支持しており、両者を一つのシステムとして扱うべきである。
• 青色星団や惑星的星雲といった離散的トレーサーは、ICLと関連する運動学的構造や過密度を示しており、ICLの広がった空間的分布および団ハローとの動的関係を確認している。