[論文レビュー] The REFLEX galaxy cluster survey. VIII. Spectroscopic observations and optical atlas

L. Guzzo, P. Schuecker+9 more|arXiv (Cornell University)|Jul 31, 2009

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 53被引用数 35

ひとこと要約

本論文は、REFLEX X線銀河団カタログの最終的スペクトロスコピック赤方偏移調査を報告する。ESO望遠鏡を用いて192個の銀河団で1,406個の新しい銀河赤方偏移を取得し、中央赤方偏移は0.08、赤方偏移精度は約100 km s⁻¹に達した。主な貢献は、光学／X線の重ね合わせを持つ、統計的に完全でフラックス限界付きの447個の銀河団サンプルと包括的な赤方偏移データベースの構築であり、これにより銀河団の光度関数と大規模構造解析による正確な宇宙論的検証が可能になった。

ABSTRACT

We present the final data from the spectroscopic survey of the ROSAT-ESO Flux-Limited X-ray (REFLEX) catalog of galaxy clusters. The REFLEX survey covers 4.24 steradians (34% of the entire sky) below a declination of 2.5 deg and at high Galactic latitude (|b| > 20 deg). The REFLEX catalog includes 447 entries with a median redshift of 0.08 and is better than 90% complete to a limiting flux fx = 3x10^{-12} erg s^{-1} cm^{-2} (0.1 to 2.4 keV), representing the largest statistically homogeneous sample of clusters drawn from the ROSAT All-Sky Survey (RASS) to date. Here we describe the details of the spectroscopic observations carried out at the ESO 1.5 m, 2.2 m, and 3.6 m telescopes, as well as the data reduction and redshift measurement techniques. The spectra typically cover the wavelength range 3600-7500 A at a FWHM resolution of ~14 A, and the measured redshifts have a total rms error of ~100 km s^{-1}. In total we present 1406 new galaxy redshifts in 192 clusters, most of which previously did not have any redshift measured. Finally, the luminosity/redshift distributions of the cluster sample and a comparison to the no-evolution expectations from the cluster X-ray luminosity function are presented.

研究の動機と目的

• REFLEX調査から選択されたX線銀河団内の銀河のスペクトロスコピック赤方偏移を取得し、団内成員の特定と動力学的モデリングを改善すること。
• 高銀緯および赤方偏移の完全性を満たす、34％の全天をカバーする統計的に完全でフラックス限界付きの銀河団サンプルを構築すること。
• X線光度関数（XLF）の測定と無進化モデルとの比較により、正確な宇宙論的検証を可能にすること。
• 全447個の銀河団について、赤方偏移、発見図、X線／光学の重ね合わせを含む公開用光学アトラスを提供すること。

提案手法

• スペクトロスコピック観測は、ラ・シルヤに位置するESO 1.5 m、2.2 m、3.6 m望遠鏡のFOC、B&Cおよびその他の機器を用いて実施された。
• 波長カバー範囲は3600–8000 Åであり、2ピクセル分解能は約14 Åで、信頼性の高い赤方偏移測定を可能にした。
• 赤方偏移は主にテンプレートスペクトルとの相互相関を用いて決定され、内部および外部の誤差チェックにより精度が確認された。
• すべての望遠鏡および機器にわたって一貫したデータ還元および赤方偏移測定パイプラインが適用され、均一性が保たれた。
• 全銀河団について、X線位置と光学的銀河分布を統合した光学／X線の重ね合わせ図および発見図が作成された。
• 完全な赤方偏移テーブルおよびデータ製品は、CDSおよびREFLEXウェブサイト（http://www.brera.inaf.it/REFLEX）を通じて公開されている。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 REFLEX調査に含まれる447個のX線選択銀河団の赤方偏移分布は何か？また、赤方偏移カバー範囲においてどの程度完全であるか？
• RQ2 ESO望遠鏡を用いたマルチオブジェクトおよびシングルスリットスペクトロスコピによる、これらの銀河団における銀河赤方偏移の測定精度はどの程度か？
• RQ3 REFLEX銀河団の観測されたX線光度関数は、無進化モデルの予測とどの程度一致するか？
• RQ4 REFLEX銀河団の広域空間的分布は何か？また、約100 h⁻¹ Mpcスケールでの宇宙構造をどの程度反映しているか？
• RQ5 各赤方偏移における観測可能なX線光度の最大値は何か？また、XLFの指数的尾部とどのように関係しているか？

主な発見

• REFLEX調査には中央赤方偏移が0.08の447個の銀河団が含まれており、0.1–2.4 keVバンドで3×10⁻¹² erg s⁻¹ cm⁻²のフラックス限界に対して90％以上の完全性を達成している。
• 192個の銀河団で合計1,406個の新しい銀河赤方偏移が測定され、その多くは以前に赤方偏移情報が欠落していた。
• 赤方偏移の精度は通常約100 km s⁻¹であり、SN比が高いスペクトルでは内部誤差が50 km s⁻¹まで低下した。
• 観測されたX線光度関数は、高赤方偏移で明確な上側エッジを示しており、XLFの積分から導かれた理論的最大光度LMAX(z)と整合的である。
• z < 0.2の範囲における銀河団の大規模分布は、約100 h⁻¹ Mpcスケールでの団の凝集体を示しており、顕著な構造的特徴を示している。
• L_X–z関係の上側エッジは、XLFから導かれた理論的LMAX(z)曲線と一致しており、大規模密度変動による揺らぎが寄与している。