[논문 리뷰] The 2XMMi/SDSS Galaxy Cluster Survey. II. The optically confirmed cluster sample and the L_X-T relation

A. Takey, A. Schwope외 1명|2013. 08. 30.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 87인용 수 18

한 줄 요약

이 논문은 2XMMi/SDSS 조사에서 유도된 대규모 X선 선택 은하단 목록을 제시한다. XMM-Newton X선 자료와 SDSS 옵티컬 광도 및 스펙트로스코피를 융합하여 0.03 < z < 0.70 범위에서 총 530개의 은하단을 확인하였으며, 이 중 75%는 신규로 발견된 것이다. 스펙트럼 피팅과 스케일링 관계를 사용하여 345개의 은하단에 대해 X선 복사선 밝기, 온도, 질량을 유도하였고, 나머지 185개에는 복사선 유량 기반 성질을 적용하였다. 저명도 군대를 제외한 조건에서 적색편이에 따른 L_X-T 관계 기울기나 산란의 변화가 없음을 발견하였다.

ABSTRACT

We compile a sample of X-ray-selected galaxy groups and clusters from the XMM-Newton serendipitous source catalogue (2XMMi-DR3) with optical confirmation and redshift measurement from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS). The X-ray cluster candidates were selected from the 2XMMi-DR3 catalogue in the footprint of the SDSS-DR7. We developed a finding algorithm to search for overdensities of galaxies at the positions of the X-ray cluster candidates in the photometric redshift space and to measure the redshifts of the clusters from the SDSS data. The detection algorithm provides the photometric redshift of 530 galaxy clusters. Of these, 310 clusters have a spectroscopic redshift for at least one member galaxy. About 75 percent of the optically confirmed cluster sample are newly discovered X-ray clusters. Moreover, 301 systems are known as optically selected clusters in the literature while the remainder are new discoveries in X-ray and optical bands. The optically confirmed cluster sample spans a wide redshift range 0.03-0.70 (median z=0.32). In this paper, we present the catalogue of X-ray-selected galaxy groups and clusters from the 2XMMi/SDSS galaxy cluster survey. The catalogue has two subsamples: (i) a cluster sample comprising 345 objects with their X-ray spectroscopic temperature and flux from the spectral fitting, and (ii) a cluster sample consisting of 185 systems with their X-ray flux from the 2XMMi-DR3 catalogue, because their X-ray data are insufficient for spectral fitting. The updated L_X-T relation of the current sample with X-ray spectroscopic parameters is presented. We see no evidence for evolution in the slope and intrinsic scatter of the L_X-T relation with redshift when excluding the low-luminosity groups.

연구 동기 및 목표

• XMM-Newton 및 SDSS 자료를 이용하여 대규모의 옵티컬으로 확인된 X선 선택 은하단 샘플을 편람한다.
• 스펙트럼 피팅과 스케일링 관계를 통해 은하단의 X선 복사선 밝기, 온도, 질량을 측정한다.
• 우주 시간에 따른 X선 복사선 밝기-온도(L_X-T) 관계의 진화를 조사한다.
• 특히 고적색편이에서 발견된 신규 X선 은하단을 식별하고 특성화한다.
• 다중 파장 교차 식별을 통해 X선 은하단 목록의 완전성과 신뢰도를 향상시킨다.

제안 방법

• SDSS-DR7 영역 내 2XMMi-DR3 XMM-Newton 우연적 소스 목록에서 1180개의 X선 은하단 후보를 선별하였다.
• X선 소스 위치에서 은하 과밀도를 탐지하고 SDSS 광도 자료로부터 광학적 적색편이를 추정하는 발견 알고리즘을 개발하였다.
• 310개의 은하단에 대해 SDSS에서의 스펙트럼적 적색편이를 사용하였으며, 이 중 175개는 이전 연구(Paper I)에서, 135개는 신규로 확인된 것이다.
• 고품질 X선 자료에 대한 스펙트럼 피팅을 수행하여 345개의 은하단에 대해 X선 유량, 복사선 밝기, 온도를 유도하였다.
• 스펙트럼 피팅에 부적합한 185개의 은하단에 대해서는 2XMMi-DR3 유량을 사용하였다.
• X선 온도와 복사선 밝기를 기반으로 반복적 스케일링 관계를 통해 물리적 매개변수(R_500, L_500, M_500, T_500)를 추정하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 2XMMi/SDSS 조사에서 X선 선택 은하단의 적색편이 분포와 옵티컬 확인 비율은 어떻게 되는가?
• RQ2 저명도 군대를 포함하거나 제외한 조건에서 은하단의 X선 복사선 밝기와 온도가 적색편이에 따라 어떻게 진화하는가?
• RQ3 L_X-T 관계의 기울기와 내재 산란이 서로 다른 적색편이 밴드에서 일관된가?
• RQ4 옵티컬으로 확인된 은하단 중에서 X선과 옵티컬 양쪽에서 모두 새로운 발견인 비율은 얼마인가?
• RQ5 은하단의 물리적 성질(예: 질량, 반지름)이 X선 및 옵티컬 관측량과 어떻게 상관되는가?

주요 결과

• 광학적 적색편이를 가진 530개의 은하단이 확인되었으며, 이 중 310개는 SDSS에서 스펙트럼적 적색편이를 확보하였다.
• 옵티컬로 확인된 은하단 샘플의 약 75%가 X선 파장에서 새로운 발견이다.
• 샘플은 0.03에서 0.70까지 넓은 적색편이 범위를 포함하며, 중앙 적색편이는 0.32이다.
• 저명도 군대를 제외한 조건에서 L_X-T 관계 기울기는 이전 연구와 일치하며, 적색편이에 따른 기울기나 내재 산란의 유의미한 진화는 관찰되지 않았다.
• 저명도 군대를 포함한 저적색편이 하위샘플에서는 기울기가 고적색편이 하위샘플과 일치하지 않게 된다.
• 이 목록에는 X선 스펙트럼적 매개변수를 가진 345개의 은하단과 2XMMi-DR3 유량 기반 매개변수를 가진 185개의 은하단이 포함되어 있으며, 이는 현재까지 XMM-Newton에서 유도된 가장 큰 X선 선택 은하단 목록이다.