[논문 리뷰] Fossil group origins X. Velocity segregation in fossil systems

S. Zarattini, J. A. L. Aguerri외 4명|arXiv (Cornell University)|2019. 07. 22.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 60인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 은하 군집과 군집에서 속도 분리 및 속도 분산 프로파일을 조사하며, 특히 두 번째로 밝은 은하 간의 magnitude gap가 다양한 복합체에 대해 초점을 맞춘다. 절대 및 상대적 등급을 사용하여, 큰 magnitude gap가 있는 시스템에서 가장 밝은 중심 은하(BCG)에서 속도 분리가 가장 강하며, 이는 역학적 마찰과 헬로 농도에 의해 유도되며, 위성 은하는 이러한 의존성이 없음을 발견하여 중심 및 위성 인구 간의 별개의 진화 경로를 시사한다.

ABSTRACT

We want to study how the velocity segregation and the radial profile of the velocity dispersion depend on the prominence of the brightest cluster galaxies (BCGs). We divide a sample of 102 clusters and groups of galaxies into four bins of magnitude gap between the two brightest cluster members. We then compute the velocity segregation in bins of absolute and relative magnitudes. Moreover, for each bin of magnitude gap we compute the radial profile of the velocity dispersion. When using absolute magnitudes, the segregation in velocity is limited to the two brightest bins and no significant difference is found for different magnitude gaps. However, when we use relative magnitudes, a trend appears in the brightest bin: the larger the magnitude gap, the larger the velocity segregation. We also show that this trend is mainly due to the presence, in the brightest bin, of satellite galaxies in systems with small magnitude gaps: in fact, if we study separately central galaxies and satellites, this trend is mitigated and central galaxies are more segregated than satellites for any magnitude gap. A similar result is found in the radial velocity dispersion profiles: a trend is visible in central regions (where the BCGs dominate) but, if we analyse the profile using satellites alone, the trend disappears. In the latter case, the shape of the velocity dispersion profile in the centre of systems with different magnitude gaps show three types of behaviours: systems with the smallest magnitude gaps have an almost flat profile from the centre to the external regions; systems with the largest magnitude gaps show a monothonical growth from the low values of the central part to the flat ones in the external regions; finally, systems with $1.0 < \Delta m_{12} \le 1.5$ show a profile that peaks in the centres and then decreases towards the external regions. We suggest that two mechanisms could be respons....

연구 동기 및 목표

• 두 번째로 밝은 은하군집 간의 magnitude gap에 따라 속도 분리 및 속도 분산 프로파일이 어떻게 달라지는지 이해하는 것.
• 큰 magnitude gap의 존재가 고립 시스템에서 역학적 안정성과 관련이 있는지 확인하는 것.
• 중앙 은하(BCG)와 위성 은하가 속도 분리 및 프로파일 형태에 미치는 역할을 분리하여 분석하는 것.
• 관측된 속도 분리 경향을 설명하는 데 헬로 농도 또는 형성 시기의 차이가 기여하는지 평가하는 것.

제안 방법

• 102개의 군집과 군집 샘플을 두 번째로 밝은 은하 간 magnitude gap(∆m12) 기반으로 네 개의 박스로 나누었다.
• 광도 및 상대적 위치의 광도 함수 내에서 영향을 분리하기 위해 절대 및 상대적 등급 박스를 사용하여 속도 분리를 계산하였다.
• 전체 시스템과 별도로 중심 은하 및 위성 은하에 대해 반경 방향 속도 분산 프로파일을 구성하여 기여도를 분리하였다.
• BCG가 지배하는 중심 영역(최대 0.15R200 이내)에 초점을 두었으며, magnitude gap 박스 간 프로파일을 비교하였다.
• 속도 분산 프로파일의 통계적 비교에서 명백한 차이를 발견: 작은 갭 시스템에서는 평탄한 경향, 큰 갭 시스템에서는 단조적 증가, 중간 갭 시스템에서는 중심 피크를 보였다.
• 선형 속도를 유도하기 위해 스펙트로스코픽 데이터를 사용하고, 유의미성을 평가하기 위해 강력한 통계적 방법을 적용하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 은하 시스템의 속도 분리는 두 번째로 밝은 은하 간 magnitude gap에 따라 달라지는가?
• RQ2 다른 magnitude gap가 있는 시스템에서 중심 은하(BCG)는 위성보다 더 강하게 분리되는가?
• RQ3 반경 속도 분산 프로파일은 magnitude gap에 따라 어떻게 변화하며, 이는 역학적 상태에 대해 무엇을 드러내는가?
• RQ4 관측된 BCG의 속도 분리는 헬로 농도 또는 이른 형성 시기 때문인가?
• RQ5 위성 은하는 magnitude gap와 관련된 속도 분리 또는 프로파일 차이를 보이는가?

주요 결과

• 절대 등급을 사용할 경우, 속도 분리는 두 번째로 밝은 등급 박스에서만 유의미하며, magnitude gap 박스 간 유의미한 차이는 없었다.
• 상대적 등급을 사용할 경우, magnitude gap가 클수록 속도 분리가 증가하며, 특히 가장 밝은 박스에서 두드러져, 지배적인 BCG가 있는 시스템에서 더 강한 분리가 있음을 시사한다.
• 중앙 은하는 magnitude gap가 클수록 속도 분리가 뚜렷이 증가하지만, 위성 은하는 등급이나 갭 크기와 관계없이 이러한 경향이 없었다.
• 큰 magnitude gap가 있는 시스템에서 중심 속도 분산이 낮아, 더 깊은 잠재력 웰 또는 이른 안정화 상태를 의미한다.
• 중앙 영역(≤0.15R200)의 반경 속도 분산 프로파일은 명백한 경향을 보였다: 큰 magnitude gap가 있는 시스템은 중심에서 외곽으로 향해 단조적으로 증가하는 경향을 보였고, 중간 갭 시스템은 중심 피크를 보였다.
• BCG를 제외한 후 속도 분산 프로파일의 경향은 사라졌으며, 이는 관측된 차이가 유일하게 중심 은하에 의해 유도되며 위성은 영향을 주지 않는다는 것을 확인한다.