[논문 리뷰] Galaxy properties in clusters. II. Backsplash Galaxies

H. Muriel, Valeria Coenda|arXiv (Cornell University)|2014. 02. 14.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 52인용 수 13

한 줄 요약

이 연구는 클러스터 외곽에서 고속도(GV)와 저속도(LV) 은하를 클러스터 평균 속도에 대해 비교함으로써 은하 진화를 조사한다. LV 은하가 클러스터 중심을 통과한 후보자로 나타나며, 결과적으로 LV 은하—특히 늦은 유형의 은하—는 더 오래된 연령, 감소한 항성 형성, 더 높은 표면 밝기, 더 컴act한 크기를 보이며, 이는 클러스터 중심에서의 강한 환경적 억제와 tidal 효과를 시사한다.

ABSTRACT

We explore the properties of galaxies on the outskirts of clusters and their dependence on recent dynamical history in order to understand the real impact that the cluster core has on the evolution of galaxies. We analyse the properties of more than 1000 galaxies brighter than $M_{^{0.1}r}$=-19.6 on the outskirts of 90 clusters ($1

연구 동기 및 목표

• 최근의 역학적 역사, 특히 클러스터 중심을 통과한 이후의 영향이 클러스터 외곽에서 은하 성질에 어떻게 작용하는지 조사하기 위해.
• 선형 속도를 통해 백스플래시 은하를 식별함으로써 클러스터 중심 환경의 영향과 군집 내 전처리 효과를 구별하기 위해.
• 클러스터 중심 근처를 도는 은하(백스플래시)가, 유입 중인 은하와 비교해 특별한 형태학적, 구조적, 항성 형성 성질을 보이는지 시험하기 위해.
• 클러스터 환경이 램 압력 제거와 tidal 상호작용과 같은 과정을 통해 항성 형성을 억제하고 은하 형태를 변형시키는 데 어떤 역할을 하는지 평가하기 위해.

제안 방법

• 1 < r/rvir < 2 이며 0.05 < z < 0.10 인 90개의 클러스터에서 Mr ≤ -19.6 보다 밝은 1,000개 이상의 은하를 선별하였다.
• 클러스터 평균 속도에 대한 선형 속도를 기반으로 은하를 고속도(HV) 및 저속도(LV) 하위집단으로 분류하였다.
• 이론적 예측과 N-body 시뮬레이션을 사용하여 LV 은하가 클러스터 중심 근처를 통과한 후보자로 간주할 수 있음을 확인하였다.
• 두 하위집단 모두에 대해 항성 질량, 연령, 최근 3 Gyr 동안의 항성 형성률, 색상, 표면 밝기, 크기(effective radius), 형태학적 유형(ET/LS)을 분석하였다.
• 역학적 역사 영향을 내재된 질량 의존적 경향과 분리하기 위해 고정된 항성 질량에서 은하 성질을 비교하였다.
• HV와 LV 은하 간의 구조적 및 진화적 성질 차이를 정량화하기 위해 통계적 분석을 적용하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 클러스터 평균 속도에 비해 고속도(HV) 은하와 저속도(LV) 은하가 같은 클러스터 지역 내에서 연령, 항성 형성, 형태학적으로 다를까?
• RQ2 클러스터 중심을 통과한 백스플래시 은하—즉, 중심을 통과한 은하—는 유입 중인 은하에 비해 환경적 억제의 징후를 얼마나 많이 보일까?
• RQ3 Tidal 및 클러스터 중심 과정이 중심 근처를 가까이 통과한 은하의 구조, 예를 들어 표면 밝기와 크기에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 클러스터 내에서 늦은 유형에서 이른 유형으로의 은하 변형이 백스플래시 시나리오가 제시하는 바로, 클러스터 중심을 통과함으로써 유도되는가?

주요 결과

• 고정된 항성 질량에서 늦은 유형의 LV 은하는 HV 은하보다 체계적으로 더 오래되고 빨간색이어서, 클러스터 중심에서의 강한 환경적 억제를 시사한다.
• LT-LV 은하는 최근 3 Gyr 동안 LT-HV 은하보다 상당히 감소한 항성 형성을 보이며, 램 압력 제거 또는 스트랭글레이션에 의한 억제와 일치한다.
• 같은 항성 질량에서 LV 은하는 HV 은하보다 더 높은 표면 밝기와 더 작은 유효 반경을 보이며, 중심 통과 이후 tidal 질량 손실과 구조적 컴팩트화를 시사한다.
• ET 은하의 비율은 LV 샘플에서 HV 샘플보다 더 높으며, 저질량 은하의 경우 ET 비율이 35% 더 높다. 이는 클러스터 중심에서 형태학적 변형이 일어남을 지지한다.
• ET-LV 은하는 ET-HV 은하보다 체계적으로 더 낮은 질량을 가지며, 이는 Gill 등(2005)의 예측처럼 단일 중심 통과 과정에서 질량 손실이 일어났음을 일치시킨다.
• LV 은하의 더 높은 표면 밝기는 주로 빛의 밀도 증가 때문이 아니라 더 작은 크기 때문이며, 이는 tidal 상호작용에 의한 구조적 진화를 시사한다.