[論文レビュー] Tip of the red giant branch distance to the nearby dwarf galaxy [TT2009] 25 in the NGC 891 group

Oliver Müller, Rodrigo Ibata+2 more|HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe)|Aug 8, 2019

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 71被引用数 4

ひとこと要約

本研究は、NGC 891団体の矮星銀河 [TT2009] 25 に対する、深紫外・赤外線撮影によるスバル・スプリーム・カメラ $V$ バンドおよび $i$-バンド光度測定を用いて、赤色超巨星の先端（TRGB）距離を測定した。その結果、距離は $10.28^{+1.17}_{-1.73}$ Mpc であった。この結果は、[TT2009] 25 が NGC 891 団体のメンバーであることを裏付け、その距離と構造的性質がローカル団体の矮星銀河と一致することを示している。

ABSTRACT

Dwarf galaxies are key objects for small-scale cosmological tests like the abundance problems or the planes-of-satellites problem. It is therefore a crucial task to get accurate information for as many nearby dwarf galaxies as possible. Using extremely deep, ground-based $V$ and $i$-band Subaru Suprime Cam photometry with a completeness of $i=27$ mag, we measure the tip of the red giant branch distance for the dwarf galaxy [TT2009] 25. This dwarf resides in the field around the Milky Way-analog NGC 891. By using a Bayesian approach, we measure a distance of $10.28^{+1.17}_{-1.73}$ Mpc, which is consistent with the distance of NGC 891, thus we confirm it as a member of NGC 891. The dwarf galaxy follows the scaling relations defined by the Local Group dwarfs. We do not find an extended stellar halo around [TT2009] 25. In the small field of view of 100 kpc covered by the survey, only one bright dwarf galaxy and the giant stream are apparent. This is comparable to the Milky Way, where one bright dwarfs reside in the same volume, as well as the Sagittarius stream - excluding satellites which are farther away but would be projected in the line-of-sight. It is thus imperative to survey for additional dwarf galaxies in a larger area around NGC 891 to test the abundance of dwarf galaxies and compare it to the number of satellites around the Milky Way.

研究の動機と目的

• 深紫外光度測定を用いて、NGC 891 団体に属する明るさの低い矮星銀河 [TT2009] 25 の正確な距離を決定すること。
• NGC 891 との距離を比較することで、[TT2009] 25 が NGC 891 団体の物理的メンバーであるかどうかを評価すること。
• ローカル団体の矮星銀河と比較して、[TT2009] 25 の構造的および光度的性質を評価すること。
• NGC 891 の周囲 100 kpc の領域における矮星銀河の数を調査し、ミルキーウェイの衛星系と比較すること。
• 矮星銀河に観察されたスケーリング関係と一致するかを検討し、拡張された星のハローまたは潮汐特徴を探索すること。

提案手法

• スバル・スプリーム・カメラを用いて、$i = 27$ mag の光度測定完全性に達するまで、深紫外 $V$ バンドおよび $i$-バンド画像を取得した。
• パノラマ・スターストアーズ DR2 カタログを基準として、深紫外画像データに対して PSF フィッティング光度測定を DAOPHOT を用いて実施した。
• 鋭度および $χ^2$ パラメータに基づく品質カットを適用し、非星的対象および外れ値を除外した。
• Bayes のマークフオン・モンテカルロ（MCMC）法を用いて、$i$-バンド光度関数から TRGB 絶対等級を測定した。
• 理論的および実験的補正を用いて TRGB 絶対等級を補正し、減光（$A_i = 0.09$ mag）を考慮した。
• 標準的な値 $M_I^{ ext{TRGB}} = -4.03$ mag を仮定して、距離モジュラスおよび距離を導出した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 距離に基づいて、矮星銀河 [TT2009] 25 は NGC 891 団体と物理的に関連していると見なせるか？
• RQ2 [TT2009] 25 の構造的および光度的性質は、ローカル団体の矮星銀河とどのように比較できるか？
• RQ3 NGC 891 の周囲 100 kpc の領域に解像可能な矮星銀河は合計で何個存在するか？また、ミルキーウェイの衛星系と比較するとどうなるか？
• RQ4 [TT2009] 25 に、過去の相互作用を示す星のハローまたは潮汐デブリの兆候があるか？
• RQ5 観測された矮星銀河の豊度は、「衛星の平面問題」と $Λ$CDM モデルにどのような含意を持つのか？

主な発見

• TRGB 距離は $10.28^{+1.17}_{-1.73}$ Mpc であり、NGC 891 の距離と一致しており、[TT2009] 25 が NGC 891 団体に属していることを確認した。
• 距離モジュラスは $(m-M)_0 = 30.06^{+0.23}_{-0.40}$ mag であり、$V$-バンド絶対等級は $M_r = -13.18^{+0.24}_{-0.40}$ mag であった。
• 有効半径は $649^{+76}_{-111}$ pc であり、Sérsic 指数は $n = 1.01 \pm 0.01$ であった。これはディスク型または指数的プロファイルを示している。
• 拡張された星のハローの兆候は認められず、100 kpc の領域内に明るい矮星銀河が1個と巨大なストリームが1本のみが観測された。
• NGC 891 の周囲では、ミルキーウェイの衛星系（50 kpc 圈内には2つの明るい古典的矮星銀河を有する）と同程度の解像可能な矮星銀河が1個しか存在しなかった。
• 観測された矮星銀河の集団は、ミルキーウェイの衛星系の期待値と整合的であるが、より多くの領域を深く調査する必要があり、微弱で低表面輝度の矮星銀河の全豊度を検証するための調査が必要である。