[論文レビュー] The VST Early-type GAlaxy Survey: Exploring the Outskirts and Intra-cluster Regions of Galaxies in the Low-surface- brightness Regime

E. Iodice, Marilena Spavone+16 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2021

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 5被引用数 3

ひとこと要約

VST初期型銀河サーベイ（VEGAS）は、VLTサーベイ望遠鏡を用いた深い広視野のu、g、r、iバンド画像を用い、さまざまな環境における初期型銀河の極めて低い表面ねらい構造（μ_g ~ 27–30 mag arcsec⁻²まで）を調査する。この調査では、銀河団、貧弱団、およびフィールド環境において、微弱な潮汐構造、銀河団内光、および拡散的ハローを明らかにし、パラナルの暗黒空の限界を超えて、解像された構造の動的範囲を著しく拡大する。

ABSTRACT

The VST Early-type GAlaxy Survey (VEGAS) is a deep, multi-band (u, g, r, i) imaging survey, carried out with the 2.6-metre VLT Survey Telescope (VST) at ESO's Paranal Observatory in Chile. VEGAS combines the wide (1-square-degree) OmegaCAM imager and long integration times, together with a specially designed observing strategy. It has proven to be a gold mine for studies of features at very low surface brightness, down to levels of mu_g~27-30 magnitudes arcsec^(-2), over 5-8 magnitudes fainter than the dark sky at Paranal. In this article we highlight the main science results obtained with VEGAS observations of galaxies across different environments, from dense clusters of galaxies to unexplored poor groups and in the field.

研究の動機と目的

• 深さの限界に達しなかったこれまでの深画像調査では到達できなかった、初期型銀河の外縁部および銀河団内領域における低表面ねらい領域を調査すること。
• 多様な銀河環境における微弱な潮汐構造、拡散的ハロー、および銀河団内光の分布と形状を調査すること。
• 環境的プロセスが初期型銀河における拡張的星形成成分をどのように形作っているかを評価すること。
• 低表面ねらい領域における銀河の形成と進化を研究するための包括的なデータセットを提供すること。

提案手法

• 1平方度のオメガカムカメラを装備した2.6メートルのVLTサーベイ望遠鏡（VST）を用いて、広視野かつ深い画像撮影を実施すること。
• 長時間露光を用いた多バンド（u、g、r、i）観測により、微弱領域での高い信号対雑音比を達成すること。
• 低表面ねらい領域における深さと動的範囲を最適化する特別に設計された観測戦略を実装すること。
• 表面ねらい感度をμ_g ~ 27–30 mag arcsec⁻²まで達成し、パラナルでの空の背景よりも5–8マグニチュード明るくないレベルまで到達すること。
• 潮汐流、ハロー、銀河団内光のような微弱な星形成構造を検出・特徴づけるためにデータを分析すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 さまざまな環境における初期型銀河の外縁部および銀河団内領域に、どのような微弱な星形成構造が存在するか？
• RQ2 銀河団、貧弱団、およびフィールド環境における拡張的星形成成分の形状と表面ねらいプロファイルは、どのように異なるか？
• RQ3 環境的プロセスが、拡散的銀河団内光および潮汐デブリの形成にどの程度寄与しているか？
• RQ4 深画像調査の動的範囲と感度限界は、超低表面ねらい特徴を解像する際にどの程度の性能を示すか？

主な発見

• VEGASは、μ_g ~ 27–30 mag arcsec⁻²という極めて微弱な表面ねらいレベルの星形成構造を成功裏に検出でき、パラノルの暗黒空の限界よりも5–8マグニチュード明るくないレベルまで拡張した。
• この調査では、密度の高い銀河団および孤立したフィールド環境の両方において、広範な潮汐デブリと拡散的ハローが初期型銀河の周囲に存在することが明らかになった。
• 複数の銀河団領域で銀河団内光が検出され、解像度の低い調査では捉えきれなかった広範囲にわたる微弱な星形成成分が存在することが示された。
• 貧弱団においては、従来の調査では見過ごされていた低表面ねらい構造が同定され、これらの環境が顕著な拡張的星形成成分を有している可能性を示唆した。
• 広視野画像と深い積算を組み合わせることで、標準的な画像調査では検出できない微弱な特徴を検出可能となった。
• VEGASは、多様な銀河環境における極めて微弱な星形成成分を調査するための、深い広視野調査の実現可能性と科学的価値を示した。