[논문 리뷰] Parkes HI observations of galaxies behind the southern Milky Way. II. The Crux and Great Attractor regions (l ~ 289 degree to 338 degree)

Anja Schroeder, R. C. Kraan‐Korteweg외 1명|arXiv (Cornell University)|2009. 07. 24.

Radio Astronomy Observations and Technology참고 문헌 4인용 수 7

한 줄 요약

이 연구는 파커스 64m 전파망원경를 사용하여 남반구 은하수 뒤의 크루스 및 그레이트 애트랙터 영역(l ≈ 289°–338°)에 위치한 314개의 광학적으로 선별된 은폐된 나선은하에 대한 H I 21 cm 선 관측을 수행한다. 이는 52%의 탐지율을 기록하며, 노르마 은하단 중심부에서 강한 H I 부족 현상을 규명하고, 은하수의 평면에 걸쳐 대규모 구조를 맵핑하여 적색편이 ZOA를 크게 감소시키며, 노르마 벽이 은하수의 평면으로 연장됨을 확인한다.

ABSTRACT

As part of our programme to map the large-scale distribution of galaxies behind the southern Milky Way, we observed 314 optically-selected, partially-obscured galaxies in the Zone of Avoidance (ZOA) in the Crux and Great Attractor (GA) regions. The observations were conducted with the Parkes 64m radio telescope, in a single-pixel pointed mode, reaching an rms noise level of typically 2-6 mJy over the velocity search range of 400

연구 동기 및 목표

• 먼지 흡수로 인해 광학적 조사가 제한되는 은하수의 평면 영역인 적색편이 ZOA에서 남반구 은하수 뒤의 은하 3차원 분포를 맵핑하는 것.
• 광학적으로 특정된 부분적으로 은폐된 은하에 대해 H I 적색편이를 확보하여 적색편이 ZOA를 감소시키는 것.
• 특히 노르마 은하단과 같은 밀도 높은 은하단 환경에서의 H I 함량과 부족 현상을 조사하고, 은하 진화에 미치는 영향을 평가하는 것.
• H I 탐지 자료를 이용하여 ZOA 전역에서 필라멘트 및 벽과 같은 대규모 구조를 추적하는 것.
• 이전의 조사들인 HIPASS와 HIZOA와의 비교를 통해 탐지 효율성과 H I 특성을 평가하고, 향후 SKA 프로젝트의 보완성을 평가하는 것.

제안 방법

• Typical rms 노이즈 2–6 mJy 범위에서 400–10,500 km s⁻¹ 속도 범위 내에서 파커스 64m 전파망원경를 사용해 정점 관측을 수행하였다.
• 깊은 IIIaJ 천구 촬영판에서 선별된 지름 >60 arcsec 이며 A_B ≤ 3.0 mag 인 314개의 광학적으로 선별된 나선은하를 대상으로 하였다.
• 특히 고흡수 지역에서 광학 대역에서 은폐된 은하를 대상으로 하기 위해 광학 및 적외선 사전 식별을 사용하였다.
• 관측된 H I 질량과 광학적 지름에 기반한 기대 H I 질량을 비교하여 H I 부족도 파rameter를 계산하였다. 코마 은하단 경향과 비교하였다.
• H I 적색편이를 광학적 적색편이 조사와 융합하여 대규모 구조를 맵핑하고, 노르마 벽의 기하학적 형태를 평가하였다.
• 다양한 천구 위도와 은하단 중심에서의 반경에 따른 탐지율과 H I 특성을 분석하였으며, 비탐지 대상에 대해 상한선도 포함하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 남반구 은하수 뒤의 크루스 및 그레이트 애트랙터 영역에서 은폐된 나선은하에 대한 H I 복사선 탐지율은 어떻게 되는가?
• RQ2 노르마 은하단 내부에서, 특히 0.4 Abell 반경 이내에서 H I 부족도는 어떻게 변화하며, 코마 은하단과 비교해 볼 때 어떠한가?
• RQ3 H I 관측을 통해 적색편이 ZOA는 어느 정도 감소되며, 은하수 평면 전역에서 노르마 벽과 같은 대규모 구조는 얼마나 드러나는가?
• RQ4 탐지된 은하의 H I 특성과 적색편이는 광학적 적색편이 및 무작위 H I 조사인 HIPASS와 HIZOA와 비교해 볼 때 어떻게 다른가?
• RQ5 그레이트 애트랙터 영역은 가까운 우주의 대규모 구조를 형성하는 데 어떤 역할을 하는가? 특히 이완운동과의 관련성에서 살펴보자.

주요 결과

• 314개의 관측 은하 중 52%의 탐지율을 기록하였으며, 그레이트 애트랙터 과밀도의 영향으로 히드라/안틸라 지역의 45%보다 略로 높은 수준이었다.
• 노르마 은하단 중심에서 0.4 Abell 반경 이내의 은하는 강하게 H I 부족을 보이며, 비탐지 은하의 경우 부족도와 일치하는 낮은 H I 질량 상한선을 보였다. 이는 코마 은하단과 유사하였다.
• H I 탐지 결과는 ZOA를 따라 노르마 벽을 따라 그려내었으며, 이는 고적색편이에서 중심자리 은하단으로 향하는 경로로 굽어져 있음을 보여주며, 단순히 센타우루스 은하단으로 직진하지는 않는다는 것을 시사한다.
• 탐지된 은하의 평균 피크 신호 강도는 46 mJy(중위수 39 mJy)였으며, HIPASS 탐지 결과(~70 mJy)보다 유의미하게 낮았지만, HIZOA와 유사한 수준이었다.
• 비탐지 은하의 평균 노이즈는 탐지 은하보다 略로 높은 4.7 mJy였지만, 전체 감도는 적색편이 약 6000 km s⁻¹까지 대규모 구조를 맵핑하는 데 충분하였다.
• H I 관측을 통해 적색편이 ZOA는 |b| ≈ 5°까지 감소되었으며, 이는 이전의 광학적 적색편이 조사만으로는 달성하기 어려운 더 깊은 대규모 구조 맵핑을 가능하게 하였다.