[논문 리뷰] ENACSVII, Galaxy density profiles of rich clusters of galaxies

C. Adami, A. Mazure외 2명|arXiv (Cornell University)|1998. 04. 17.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 1인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 ENACS/COSMOS 자료를 사용하여 빈도 높은 은하단에서 은하 밀도 프로파일을 분석하며, 최대우도 추정을 통해 코어 유사(킹, 허블) 및 촉점 유사(NFW, 데 바우쿨로르) 모델을 비교한다. 밝기 없는 은하들은 코어 프로파일(킹)을 선호하는 반면, 가장 밝은 은하들은 둘 다 거의 동일한 적합도를 보이며, 외곽 프로파일은 낮은 Ω₀를 시사한다.

ABSTRACT

We have analyzed the projected galaxy distributions in a subset of the ENACS/ COSMOS cluster sample. We made Maximum-Likelihood fits to the distribution of COSMOS galaxies for 4 theoretical profiles, with `cores' (generalized King- and Hubble-profiles) and with `cusps' (generalized Navarro et al., or NFW, and de Vaucouleurs profiles). We use the Likelihood ratio to investigate whether the observations are better described by profiles with cusps or with cores. Taking the King and NFW profiles as model of either class, we find that about 75% of the clusters are better fitted by the King profile than by the NFW profile. However, for the individual clusters the preference for the King profile is rarely significant. When we limit ourselves to the central regions it appears that the significance increases drastically, with 65% of the clusters showing a strong preference for a King over an NFW profile. We constructed composite clusters from the COSMOS and ENACS data, taking special care to avoid the creation or the destruction of cusps. We scale by different ways (projected distances, core radii, r_{200}).In all three cases we find that the King profile is clearly preferred over the NFW profile. However, this preference is not shared by the brightest galaxies. We conclude that these galaxies are represented almost equally well by King and NFWprofiles, but that the distribution of the fainter galaxies clearly shows a core rather than a cusp. Finally, we compared the outer slope of the galaxy distributions in ourclusters with results for model calculations with different cosmological parameters. We conclude that the observed profile slope indicates a low value for Omega_0. This is consistent with the direct estimate of Omega_0 based on the M/L ratios of the individual clusters.

연구 동기 및 목표

• 빈도 높은 은하단에서 은하 밀도 프로파일이 코어 유사 모델인지, 촉점 유사 모델인지 더 잘 기술되는지 확인하는 것.
• 개별 은하단 및 그 중심 영역에서 코어 프로파일과 촉점 프로파일의 상대적 중요성을 평가하는 것.
• 노이즈를 최소화하고 인위적인 촉점이나 코어를 피하기 위해 복합 은하단을 구성하는 것.
• 관측된 외곽 기울기를 천체역학 모델 예측과 비교하여 Ω₀를 제약하는 것.
• 가장 밝은 은하와 더 흐린 은하단 구성원 간의 피팅 차이를 분석하는 것.

제안 방법

• 일반화된 킹, 허블, NFW, 데 바우쿨로르의 4개 이론적 프로파일에 대해 투영된 은하 분포에 최대우도 추정을 수행한다.
• 코어 프로파일(킹, 허블)과 촉점 프로파일(NFW, 데 바우쿨로르)의 피팅을 통계적으로 비교하기 위해 우도 비율 검정을 사용한다.
• 투영 거리, 코어 반경, r_200를 사용한 다수의 스케일링 방법을 활용하여 ENACS 및 COSMOS 자료에서 복합 은하단을 구성한다.
• 복합 구성 과정에서 인위적인 촉점이나 코어를 유도하거나 제거하지 않도록 신중한 선택 기준을 적용한다.
• 다른 Ω₀ 값에 따른 천체역학 시뮬레이션 예측과 관측된 은하 프로파일의 외곽 기울기를 비교한다.
• 은하단 내 가장 밝은 은하와 더 흐린 은하에 대해 별도로 피팅 성능을 분석한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 빈도 높은 은하단에서 은하 밀도 분포를 더 잘 기술하는 것은 코어 유사 모델(King)인지, 촉점 유사 모델(NFW)인지?
• RQ2 특히 중심 영역에서 코어 프로파일이 촉점 프로파일보다 더 유의미하게 선호되는가? 그 선호도는 얼마나 유의미한가?
• RQ3 복합 은하단 프로파일은 일관되게 코어 또는 촉점 모델을 선호하는가? 이 선호도는 스케일링 방법에 따라 달라지는가?
• RQ4 최고의 밝은 은하단 은하와 일반적인 더 흐린 은하단 구성원 간의 피팅 결과는 어떻게 다를까?
• RQ5 관측된 은하 밀도 프로파일의 외곽 기울기를 통해 Ω₀에 대해 어떤 제약을 부여할 수 있는가?

주요 결과

• 약 75%의 개별 은하단에서 킹 프로파일이 NFW 프로파일보다 더 잘 맞는다. 다만 이 선호도는 거의 유의미한 통계적 의미를 가지지 못한다.
• 중심 영역에서는 65%의 은하단에서 킹 프로파일이 NFW 프로파일보다 강하게 선호되며, 밀도 높은 은하단 중심에 코어 구조가 존재함을 시사한다.
• ENACS 및 COSMOS 자료에서 구성한 복합 은하단 프로파일은 투영 거리, 코어 반경, r_200의 세 가지 스케일링 방법 전반에서 일관되게 킹 프로파일을 NFW 프로파일보다 선호한다.
• 더 흐린 은하들의 분포는 뚜렷한 코어를 보이며, 가장 밝은 은하들은 킹 및 NFW 프로파일 양쪽 모두 거의 동일한 적합도를 보인다.
• 관측된 은하 밀도 프로파일의 외곽 기울기는 낮은 Ω₀ 값과 일치하며, 개별 은하단에서 M/L 비율에 기반한 직접 추정과도 지지된다.
• 복합 은하단에서 코어 프로파일의 선호도는 스케일링 또는 자료 조합의 산물이 아니며, 강인하다.