[論文レビュー] UV Imaging of the Galaxy Cluster CL0939+4713 (Abell 851) at z=0.41

L. M. Buson, F. Bertola+4 more|ArXiv.org|Oct 5, 1999

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 34被引用数 9

ひとこと要約

本研究は、z=0.41の遠方銀河クラスタ CL0939+4713 における最初のハッブル宇宙望遠鏡 WFPC2 UV（F300W および F218W）観測を提示する。UV/光学色-等級図と形態分類を組み合わせて、銀河集団の進化を調査する。その結果、クラスタ銀河のレストフレーム中域UVから光学までの色が、消去的進化モデルと整合的であることが判明し、質量の大きな銀河におけるUVアップターン現象が、z ≈ 1–2 にかけて始まった可能性があることが示唆される。

ABSTRACT

The first UV F300W and F218W WFPC2 observations of the rich galaxy cluster CL0939+4713 at z=0.41 are presented and discussed. UV/optical two-color and c-m diagrams of the sources detected in the F300W waveband are constructed. Thanks to pre-existing HST optical images of the same field a morphological classification for the majority of these objects is also provided. Moreover, taking advantage of recent redshift surveys along CL0939+4713 line of sight, separate diagrams comparing the properties of galaxies belonging to the cluster and to its close projected field are presented. Possible evolutionary effects in the UV from z~0.4 to present time are investigated by comparing the restframe [mid-UV-Optical] colors of galaxies in CL0939+4713 with balloon-borne data of the Coma cluster, as well as by resorting to suitable galaxy evolution models. Finally, current attempts to constrain the epoch of the UV-upturn onset in evolved populations by means of HST UV observations are discussed.

研究の動機と目的

• ハッブル宇宙望遠鏡観測を用いて、z=0.41の遠方で豊富な銀河クラスタにおける銀河のレストフレームUV特性を調査すること。
• 地元の類縁対象（例えばコマ銀河団）と比較することで、クラスタ銀河の進化状態を調査すること。
• 理論的モデルと比較することで、進化した銀河集団におけるUVアップターン現象の始まりの時代を制約すること。
• 視線方向の赤方偏移サーベイを用いて、クラスタメンバーと前方/背景銀河を分離すること。
• 形態的および環境的要因が、早期型銀河におけるUV光度および色に与える影響を評価すること。

提案手法

• 銀河クラスタ領域 CL0939+4713 のための、中域UV（F300W）および近赤外（F218W）バンドにおける、ハッブル宇宙望遠鏡 WFPC2 の深紫外画像の取得。
• F300Wで検出された源と、既存のHSTデータからの光学的光度測定値を用いて、UV/光学2色図および色-等級図の構築。
• HST光学画像における構造的特徴に基づいた検出銀河の形態分類。
• 視線方向の赤方偏移サーベイを用いて、図中のクラスタメンバーと投影された場所銀河を分離すること。
• z≈0.02におけるコマ銀河団のバルーン搭載データと、CL0939+4713銀河のレストフレーム[中域UV–光学]色を比較すること。
• 合成銀河進化モデルの適用により、観測されたUV色を解釈し、UVアップターンの始まりの赤方偏移を推定すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 z=0.41におけるクラスタ CL0939+4713 の早期型銀河のレストフレーム中域UVから光学までの色分布はどのように分布しているか？
• RQ2 CL0939+4713銀河のUV特性は、近隣のコマ銀河団と比較してどう異なるか。これは進化に何を示唆するか？
• RQ3 観測された色とモデルとを比較することで、進化した銀河集団におけるUVアップターン現象が、どの赤方偏移で始まったと考えられるか？
• RQ4 形態的および環境的要因が、クラスタ銀河におけるUV光度および色に与える影響はどの程度か？
• RQ5 HST UV観測は、z≈0.4におけるクラスタ銀河において、消去的進化と継続的星形成を区別するのに役立つだろうか？

主な発見

• CL0939+4713 の早期型銀河のレストフレーム[中域UV–光学]色は、地元の早期型銀河と整合的であり、星形成の継続的進行はほとんどないことを示唆している。
• CL0939+4713 銀河のUV色は、消去的進化モデルとよく一致しており、z≈0.4以降のUVにおける進化は最小限であると考えられる。
• コマ銀河団データとの比較により、質量の大きな銀河におけるUVアップターンは、色の進化に基づき、z ≈ 1–2 にかけて始まったと考えられる。
• クラスタ銀河におけるUVアップターン現象は、古く金属豊富な星形成群に加え、顕著な高温成分が存在することによって最もよく説明される。
• HST画像からの銀河形態の導出により、UVが明るい源は主に、コンactで球状の構造を持つ早期型銀河であることが確認された。
• 観測されたUV色分布は、UVアップターンが、継続的星形成ではなく、進化した消去的進化系の性質であるという考えを支持している。