[논문 리뷰] Galaxy evolution in Abell 85: I. Cluster substructure and environmental effects on the blue galaxy population

H. Bravo–Alfaro, C. A. Caretta외 3명|ArXiv.org|2008. 11. 17.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 45인용 수 24

한 줄 요약

이 연구는 적색편이, 공간적 분포 및 H i 데이터를 분석하여 Abell 85에서 블루은하의 진화를 다루며, 부하구조 및 환경적 영향을 조사한다. 여러 하위구조, 특히 약 2 Mpc 떨어진 남동부 클러스터가 확인되었으며, 이곳에서는 반경 속도가 1,000 km s⁻¹를 초과하는 나설파악의 경우 램 압력 스트리핑이 복원력보다 높아져, 큰 반경에서 블루은하의 광범위한 가스 부족 현상을 설명한다.

ABSTRACT

This series of papers explores the evolution of late-type galaxies in the rich cluster Abell 85. Here, we revisit the complex dynamical state of A 85 by using independent methods. We analyze the redshift distribution towards the cluster out to 40,000 km/s, and determine the mean redshifts of the background clusters A 87 and A 89. We then search for substructures in A 85 by considering the 2-D galaxy distribution for its members and by applying the kinematical 3-D Delta-test to both projected positions and radial velocities. This clearly reveals several substructures that we describe. We also analyse the distribution of the brightest blue galaxies across a major fraction of the cluster volume, considering if they are gas-rich or poor. We report a very asymmetric distribution of the blue member galaxies, and connect it with substructures revealed in the optical and X-rays. By matching our sample of bright blue member galaxies with HI detections reported in the literature, we identify gas-rich and gas-poor ones. HI-rich blue galaxies also turn out to be asymmetrically distributed, with most of them projected on the eastern side of the cluster. No blue objects have been detected in HI up to a projected radius of 2 Mpc in this zone. We estimate the ram pressure stripping exerted by the intra-cluster medium as a function of the projected distance from A 85, and quantify how important this mechanism may be in sweeping the gas out of the infalling spirals.

연구 동기 및 목표

• 독립적인 적색편이 및 공간 분포 분석을 통해 Abell 85의 역학적 상태를 재평가하기 위해.
• 3차원 운동학적 Δ-검정 및 2차원 등밀도도를 사용하여 클러스터 내 하위구조를 식별하기 위해.
• 특히 가스 부족 현상과 램 압력 스트리핑을 포함한 환경적 영향이 블루은하 집단에 미치는 영향을 조사하기 위해.
• 대기중 은하매질이 클러스터의 큰 반경에서 유입 중인 나선파악으로부터 가스를 얼마나 효과적으로 제거하는지 정량화하기 위해.
• 제2편에서 은하 형상에 대한 중력 전처리 효과를 다룰 수 있는 기초를 마련하기 위해.

제안 방법

• 배경 클러스터 A87과 A89를 분리하기 위해 0–40,000 km s⁻¹ 범위의 은하 적색편이 분포를 분석함.
• A85 구성원(13,000–20,000 km s⁻¹)만을 사용하여 2차원 은하 밀도도를 그려 하위구조를 식별함.
• 3차원 운동학적 Δ-검정을 반경 속도, 천경, 천위에 적용하여 3차원 공간에서 덩어리 구조를 탐지함.
• 공간적 분포 및 가스 함량 분포를 연구하기 위해 14,600–18,400 km s⁻¹ 범위 내 42개의 밝은 블루은하 샘플을 구성함.
• 블루은하 샘플을 H i 조사 데이터와 교차 매칭하여 가스가 많은 체계와 가스가 부족한 체계를 분류함.
• β-모델 X선 파rameter와 상대 속도를 사용하여 램 압력 스트리핑을 추정하고, 은하의 복원력과 비교함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Abell 85에는 어떤 하위구조가 존재하며, 남부 뿌리와 필라멘트와 같은 X선 특징과 어떻게 관련되어 있는가?
• RQ2 블루은하의 공간 분포는 환경 밀도와 가스 함량과 어떻게 상관관계가 있는가?
• RQ3 클러스터 중심으로부터의 큰 투영 거리(>1 Mpc)에서 램 압력 스트리핑이 얼마나 효과적인가?
• RQ4 왜 가스가 부족한 블루은하는 주로 남동부 지역, 특히 약 2 Mpc 거리에 집중되어 있는가?
• RQ5 유입 속도는 늦은 형상의 은하에서 환경적 가스 제거 효율성에 어떻게 영향을 미치는가?

주요 결과

• A85에서 세 개의 주요 밀도 피크를 확인함: 핵심부에 두 개, 남동부 약 2 Mpc 곳에 하나. 이는 A87의 투영 위치와 일치함.
• 3차원 Δ-검정을 통해 여러 하위구조를 탐지함: 핵심부에 하나, 남쪽 약 0.7 Mpc 곳에 하나(엑스선 남부 뿌리와 겹침), X선 필라멘트를 따라 1 Mpc 이상 남동쪽에 하나.
• 남동부 클러스터는 약 15,800 km s⁻¹의 속도로 투영되어 있으며, 클러스터 중심으로부터 약 2 Mpc 떨어져 있어 고속 유입 하위클러스터임을 시사함.
• 42개의 밝은 블루은하 중 30개는 가스 부족 상태임. 이들의 공간 분포는 비대칭적이며, 약 50%가 남동부 4분면에 투영되어 있음.
• H i가 많은 은하는 평균적으로 클러스터 중심으로부터 2.1 Mpc 거리에 위치해 있으나, H i가 부족한 은하는 1.4 Mpc에 위치해 있어 반경 방향 스트리핑 경향을 보임.
• 일반적인 나선파악의 경우 상대 속도가 1,000 km s⁻¹를 초과할 때 램 압력이 복원력을 능가하며, 이는 큰 반경(≥2 Mpc)에서의 가스 부족 현상을 설명함.