[논문 리뷰] Completing HI observations of galaxies II. The Coma Supercluster

G. Gavazzi, K. O’Neil외 2명|CERN Bulletin|2005. 11. 25.

Astronomy and Astrophysical Research인용 수 32

한 줄 요약

이 연구는 아레시보 망원경을 사용하여 코마 슈퍼클러스터 내 35개의 나선파란은하에 대해 고감도 21cm H I 선 관측을 완료하였으며, 루트 평균 제곱 노이즈(rms noise) 약 0.5 mJy를 달성하고 25개의 천체를 검출하였다. 문헌 자료와 결합한 결과, mp ≤ 15.7 mag인 늦은 유형은하의 94%에 대해 H I 측정치를 제공하였으며, 2 Mpc 규모의 H I 부족성 스케일을 확인하고, 환경적 영향으로 인해 클러스터 구성원 내 고H I질량은하의 부족함을 드러냈다.

ABSTRACT

High sensitivity 21-cm HI line observations, with an rms noise level of \sim 0.5 mJy, were made of 35 spiral galaxies in the Coma Supercluster, using the refurbished Arecibo telescope, which resulted in the detection of 25 objects. These data, combined with the measurements available from the literature, provide the set of HI data for 94% of all late-type galaxies in the Coma Supercluster with an apparent photographic magnitude m_p <15.7 mag. We confirm that the typical scale of HI deficiency around the Coma cluster is 2 Mpc, i.e. one virial radius. Comparing the HI mass function (HIMF) of cluster with non-cluster members of the Coma Supercluster we detect a shortage of high HI mass galaxies among cluster members that can be ascribed to the pattern of HI deficiency found in rich clusters.

연구 동기 및 목표

• 코마 슈퍼클러스터 내 늦은 유형은하에 대해 고감도로 H I 선 관측을 완료하여 환경적 영향이 가스 함량에 미치는 영향를 평가한다.
• 코마 슈퍼클러스터 내 늦은 유형은하에 대해 mp ≤ 15.7 mag까지의 H I 자료의 완전성을 결정한다.
• 코마 슈퍼클러스터 내 H I 부족성의 공간적 범위와 클러스터 구성원 여부와의 상관관계를 조사한다.
• 클러스터 및 비클러스터 구성원의 H I 질량 함수(HIMF)를 비교하여 환경적 영향이 가스 함량에 미치는 영향을 정량화한다.

제안 방법

• 재설계된 아레시보 망원경을 사용하여 루트 평균 제곱 노이즈(rms noise) 약 0.5 mJy로 고감도 21cm H I 선 관측을 수행하였다.
• 11h30m < α < 13h30m; 18° < δ < 32° 범위 내 CGCG 목록에서 mp ≤ 15.7 mag인 35개의 나선파란은하를 선정하였다.
• 신규 아레시보 데이터를 기존 문헌 자료와 융합하여 코마 슈퍼클러스터의 종합적인 H I 데이터셋을 구축하였다.
• 와이드 다이어그램과 속도 분포를 사용하여 은하들을 클러스터 구성원, 배경 또는 전경 천체로 분류하였다.
• 클러스터 및 비클러스터 구성원의 H I 질량 함수(HIMF)를 계산하여 H I 질량 분포를 비교하였다.
• Haynes & Giovanelli(1984)의 H I 부족성 파라미터를 적용하여 클러스터 환경 내 가스 고갈 정도를 정량화하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 mp ≤ 15.7 mag 조건에서 코마 슈퍼클러스터 내 늦은 유형은하에 대한 H I 관측의 완전도는 얼마인가?
• RQ2 코마 슈퍼클러스터 내 H I 부족성의 공간적 스케일은 무엇이며, 클러스터 구성원 여부와 어떻게 관련되는가?
• RQ3 코마 슈퍼클러스터 내 클러스터 구성원의 H I 질량 함수(HIMF)는 비클러스터 구성원과 어떻게 다를까?
• RQ4 클러스터 내 고H I질량은하의 부족 현상이 램 압력 또는 점성 스트리핑과 같은 환경적 과정에 기인하는 정도는 어느 정도인가?

주요 결과

• 아레시보 데이터와 문헌 자료를 융합한 결과, mp ≤ 15.7 mag 조건에서 코마 슈퍼클러스터 내 늦은 유형은하에 대해 94%의 완전성을 확보하였다.
• 코마 슈퍼클러스터 내 H I 부족성은 약 2 Mpc 규모로 연장되며, 이는 하나의 비리얼 반경과 등가적이며, 환경적 원인에 기인함을 확인하였다.
• 클러스터 구성원의 H I 질량 함수(HIMF)는 비클러스터 구성원에 비해 고H I질량은하의 부족함이 뚜렷하게 나타났다.
• 이 부족 현상은 밀도가 높은 클러스터 환경에서의 램 압력, 점성 스트리핑, 조리개 상호작용 등의 환경적 메커니즘과 일치한다.
• 고감도 아레시보 관측을 통해 타깃으로 삼은 35개의 나선파란은하 중 25개를 검출하였으며, 이전의 설문보다 신호 대 노이즈 비율이 향상된 상태(rms ~0.5 mJy)에서 수행되었다.
• 10개의 은하에 대해 일관된 H I 속도 및 선 폭 측정치를 확보하였으며, 이는 이전의 나이앙 및 아레시보 측정치보다 정확도가 향상된 결과였다.