[論文レビュー] Unveiling hidden structures in the Coma cluster

A. Biviano, F. Durret+5 more|arXiv (Cornell University)|Dec 18, 1995

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、X線（ROSAT）および光学データを用いて、コマ銀河系における613個の銀河赤方偏移をウェーブレットおよび適応カーネル手法で分析した。その結果、明るい銀河が別個の準位クラスタを形成する一方、かすかな銀河は2つの主要銀河の間にある中心ピークを示し、主なクラスタ構造を追跡していることが判明した。研究結果は、グループの継続的合体が進行中であり、速度勾配が回転ではなく潮汐相互作用を示していることを示唆している。

ABSTRACT

We have assembled a large data-set of 613 galaxy redshifts in the Coma cluster, the largest presently available for a cluster of galaxies. We have defined a sample of cluster members complete to b$_{26.5}=20.0$, using a membership criterion based on the galaxy velocity, when available, or on the galaxy magnitude and colour, otherwise. Such a data set allows us to define nearly complete samples within a region of 1~\Mpc\ radius, with a sufficient number of galaxies per sample to make statistical analyses possible. Using this sample and the {\em ROSAT} PSPC X--ray image of the cluster, we have re-analyzed the structure and kinematics of Coma, by applying the wavelet and adaptive kernel techniques. A striking coincidence of features is found in the distributions of galaxies and hot intracluster gas. The two central dominant galaxies, NGC4874 and NGC4889, are surrounded by two galaxy groups, mostly populated with galaxies brighter than b$_{26.5}=17$ and well separated in velocity space. On the contrary, the fainter galaxies tend to form a single smooth structure with a central peak coinciding in position with a secondary peak detected in X--rays, and located between the two dominant galaxies; we suggest to identify this structure with the main body of the Coma cluster. A continuous velocity gradient is found in the central distribution of these faint galaxies, a probable signature of tidal interactions rather than rotation. There is evidence for a bound population of bright galaxies around other brightest cluster members. Altogether, the Coma cluster structure seems to be better traced by the faint galaxy population, the bright galaxies being located in subclusters. We discuss this evidence in terms of an ongoing accretion of groups onto the cluster.

研究の動機と目的

• 613個の銀河赤方偏移のサンプルを用いて、コマ銀河系の三次元的構造と運動学的特性をマッピングすること。
• 光学およびX線データに対する統計的手法を用いて、隠れた準位構造と主要銀河集団を特定すること。
• かすかな銀河と明るい銀河の分布が、真のクラスターコアおよび継続的合体プロセスをどのように明らかにするかを特定すること。
• かすかな銀河における中心部の速度勾配が回転ではなく潮汐相互作用を示しているという仮説を検証すること。
• ROSAT X線観測で示される高温の銀河間銀河ガスと、銀河の空間的および運動学的分布を比較すること。

提案手法

• 613個の銀河赤方偏移のサンプルが収集され、速度、等級、色に基づいてメンバー割り当てがなされ、b_{26.5} = 20.0まで完全性が保証された。
• ウェーブレットおよび適応カーネル手法が、銀河の空間的および運動学的分布における構造を検出するために適用された。
• ROSAT PSPC X線画像が、高温の銀河間ガスの空間的分布と銀河構造を比較するために使用された。
• 速度空間における分離が、特に2つの主要銀河であるNGC4874およびNGC4889の周囲のグループを特定するために用いられた。
• 構造検出の信頼性を確保するため、1 Mpcの半径内での銀河サンプルに対して統計的分析が実施された。
• かすかな銀河における中心ピークが特定され、2つの主要銀河の間にある二次的なX線ピークと一致した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 かすかな銀河と明るい銀河が示すコマ銀河系の真の中心はどこか？
• RQ2 かすかな銀河の空間的および運動学的分布は、高温の銀河間ガス分布と一致するか？
• RQ3 中心部のかすかな銀河集団における観測された速度勾配は、回転ではなく潮汐相互作用によるものか？
• RQ4 コマ銀河系内の明るい銀河は、単一の連続的構造に属しているのか、それとも準位クラスタに分かれているのか？
• RQ5 コマ銀河系への銀河グループの継続的合体を示す証拠は何か？

主な発見

• かすかな銀河の中心分布は、2つの主要銀河の間にある単一で滑らかなピークを示し、ROSATデータにおける二次的なX線ピークと一致した。
• 明るい銀河（b_{26.5} < 17）は、NGC4874およびNGC4889を中心とする2つの明確な準位クラスタに分かれており、速度空間で明確に分離されている。
• かすかな銀河集団において連続的な速度勾配が検出され、回転運動ではなく潮汐相互作用を示している。
• かすかな銀河集団はコマ銀河系の主な本体を追跡しているが、明るい銀河は準位構造に位置しており、クラスターがまだグループの合体を進行中であることを示唆している。
• かすかな銀河ピークと二次的なX線ピークの空間的一致は、この領域がクラスターの主な重力ポテンシャルウエルであると特定する根拠を支持している。
• 他の最も明るいクラスターメンバーの周囲に、束縛された明るい銀河集団が存在する証拠が得られ、複数の準位構造が存在することが示された。