[논문 리뷰] The central region of the Fornax cluster -- I. A catalog and photometric properties of galaxies in selected CCD fields

M. Hilker, M. Kissler‐Patig외 3명|ArXiv.org|1998. 07. 14.

Impact of Light on Environment and Health참고 문헌 1인용 수 18

한 줄 요약

이 논문은 중심 Fornax 은하단에서 11개의 CCD 필드를 통해 총 0.17 deg²의 천구영역을 커버하는 1,144개의 은하에 대한 깊이 있는 $V$ 및 $I$-대역 광학적 카탈로그를 제시한다. 이 카탈로그는 표면 밝기 한계가 24 mag arcsec⁻²이며, 총 등급 한계는 $V \simeq 22$이다. 연구는 Fornax 소형 은하가 국소군의 소형 은하들과 동일한 표면 밝기-등급 관계와 색깔-등급 관계를 따름을 확인하였으며, NGC 1399 주변에 진정한 소형 은하 과잉이 존재하지 않음을 규명하여, 이동한 과잉 밀도는 $z=0.11$에 위치한 배경 은하단임을 밝혔다. 본 연구는 하위표본에 대한 포괄적인 광학 카탈로그와 표면 밝기 프로파일 피팅을 제공함으로써 은하단 중심부의 은하 집단에 대한 세밀한 분석을 가능하게 한다.

ABSTRACT

We present a photometric catalog (based on V and I photometry) of galaxies in the central regions of the Fornax galaxy cluster. Our 11 CCD fields cover 0.17 degrees in total. The limiting surface brightness is around 24 mag arsec^-2, similar to that of Ferguson's (1989, AJ 98, 367) catalog, whereas our limiting total magnitude is around V = 22 mag, about two magnitudes fainter. It is the surface brightness limit, however, that prevents us from detecting the counterparts of the faintest Local Group dwarf spheroidals. The photometric properties of all objects are presented as a catalog. The properties and fit parameters of the surface brightness profiles for a sub-sample are presented as a second catalog (both catalogs are available in electronic form at the CDS). We can only add 4 new dwarf galaxies to Ferguson's catalog. However, we confirm that the dwarf galaxies in Fornax follow a similar surface brightness-magnitude relation as the Local Group dwarfs. They also follow the color (metallicity) - relation seen in other galaxy clusters. A formerly suspected excess of dwarf galaxies surrounding the central cD galaxy NGC 1399 can finally be ruled out. An enhanced density of objects around NGC 1399 can indeed be seen, but it appears displaced with respect to the central galaxy and is identified as a background cluster at z = 0.11 in Paper II of these series, which will discuss spectroscopic results for our sample.

연구 동기 및 목표

• Fornax 은하단 중심부의 은하에 대해 $V$ 및 $I$-대역 CCD 영상 촬영을 통해 깊이 있고 고공간 해상도의 광학 카탈로그를 구축하는 것.
• 총 등급, 표면 밝기 프로파일, 색깔 등의 광학적 성질을 측정하여 $V \simeq 22$ mag 및 표면 밝기 $\sim 24$ mag arcsec⁻²까지 분석하는 것.
• 중앙 cD 은하인 NGC 1399 주변의 소형 은하의 공간 분포 및 등급 함수를 조사하여, 특히 과잉 인구가 존재하는지 테스트하는 것.
• Fornax 소형 은하의 광학적 및 구조적 성질을 국소군의 것들과 비교하여 스케일링 관계의 유사성을 평가하는 것.
• 이동한 과잉 밀도의 기원을 규명하고, 그 구조적 성질을 분석하여 배경 구조물(예: $z=0.11$ 은하단)인지 확인하는 것.

제안 방법

• Fornax 은하단의 11개 필드(총 0.17 deg²)에서 $V$ 및 $I$-대역 CCD 영상 촬영을 수행하였으며, NGC 1399 및 기타 밝은 은하 중심의 필드 포함.
• SExtractor를 사용하여 소스 추출 및 광학 측정을 수행하여 총 등급, 피크 표면 밝기, $V-I$ 색깔, 이심률, 위치각, 등고선 크기를 유도함.
• 은하의 구조를 특성화하기 위해 Sersic, de Vaucouleurs, 지수 법칙을 사용하여 표면 밝기 프로파일을 피팅하였으며, 코어 반경 및 중심 표면 밝기의 경우 Kormendy의 보정을 적용함.
• 가이드 스타 카탈로그와의 교차 식별을 통해 3-플레이트 일관성 변환을 사용하여 위치 정확도를 0.3″ 이내로 확보함.
• 배경 추정을 위해 제어 필드(B1 및 B2)를 사용하였지만, B2는 Fornax 구성원에 의해 오염되어 진정한 배경 기준으로서의 활용이 제한됨.
• 기존 카탈로그(FCC, C87, D88&I90)와의 교차 식별을 수행하여 신규 탐지 결과를 이전 연구와 연결함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Fornax 은하단의 소형 은하는 국소군의 소형 은하들과 동일한 표면 밝기-등급 관계를 따르는가?
• RQ2 이전에 의심되었듯이 중심 cD 은하인 NGC 1399 주변에 진정한 소형 은하 과잉이 존재하는가?
• RQ3 NGC 1399 근처에서 관측된 이동한 과잉 밀도의 구조적 및 광학적 성질은 무엇이며, 이는 배경 구조물인가?
• RQ4 Fornax 은하의 $V$ 및 $I$ 광학 성질은 다른 은하단의 것들과 어떻게 비교되는가?
• RQ5 이 광학 카탈로그가 희미하고 낮은 표면 밝기의 은하를 탐지하는 데 있어 완전성과 신뢰성은 어느 정도인가?

주요 결과

• 광학 카탈로그에는 $V < 22$ mag를 만족하는 1,144개의 은하가 포함되어 있으며, 총 0.17 deg²의 천구영역을 커버하며, 표면 밝기 한계는 24 mag arcsec⁻²이다.
• Ferguson(1989)의 Fornax 은하단 카탈로그에 추가된 새로운 소형 은하는 단 4개에 불과하여, 이 등급 범위에서 이전의 조사가 매우 높은 완전성을 가졌음을 시사한다.
• Fornax 소형 은하는 국소군의 소형 은하들과 동일한 표면 밝기-등급 관계를 따르며, 이는 공통된 형성 또는 진화 경로를 가짐을 뒷받침한다.
• 기타 은하단에서 관측된 색깔-등급 관계(금속성-등급 관계)도 Fornax 은하단에 존재하여, 유사한 빛의 강도를 가진 은하들이 유사한 금속성을 가짐을 나타낸다.
• 이전에 의심되었던 NGC 1399 주변의 소형 은하 과잉은 배제되었으며, 관측된 과잉 밀도는 제2보기에서 $z=0.11$에 위치한 배경 은하단으로 규명됨.
• Sersic, de Vaucouleurs, 지수 법칙을 사용한 표면 밝기 프로파일 피팅을 통해 효율 반경, 중심 표면 밝기, Sersic 지수 $n$ 등의 구조적 매개변수를 제공하여 세밀한 형태 분류가 가능해짐.