[논문 리뷰] The central region of the Fornax cluster -- II. Spectroscopy and radial velocities of member and background galaxies

M. Hilker, L. Infante외 3명|ArXiv.org|1998. 07. 14.

Scientific Research and Discoveries참고 문헌 1인용 수 141

한 줄 요약

이 연구는 저해상도 스펙트로스코피를 사용하여 Fornax 은하단 중심부의 94개 은하의 도약 속도를 측정하였으며, 여덟 개의 Fornax 은하단 소속 은하를 특정하고, 적색이동 z=0.11인 배경 은하단을 밝혀냈다. 주요 발견은 NGC 1399 근처의 고표면 밝기 은하 과잉 현상이 본래 Fornax 소속 은하가 아니라 이 배경 은하단 때문임을 보여주며, 밀집된 천체들은 구형별집단과 소형 타원은하 핵의 특성을 혼합한 성질을 보인다.

ABSTRACT

Radial velocities of 94 galaxies brighter than about V_tot = 20 mag in the direction of the central Fornax cluster have been measured. Except for 8 Fornax members, all galaxies lie in the background. Among the 8 members, there are 5 nucleated dwarf ellipticals that are already listed in the FCC (Ferguson 1989, AJ 98, 367). Two of the 3 ``new'' members are very compact and have surface brightnesses comparable to globular clusters, however their luminosities are in the range of dwarf elliptical nuclei. The measured line indices (especially Mg2, H beta, and iron) of the brighter of the compact objects suggest a solar metallicity, whereas the fainter compact object as well as the dE,Ns have line indices that are similar to those of old metal-poor globular clusters (GCs). However, with these data it is not possible to clearly classify the compact objects either as very bright globular clusters, isolated nuclei of dE,Ns, or even compact ellipticals. A background galaxy cluster at z = 0.11 has been found just behind the center of the Fornax cluster. This explains the excess population of galaxies reported in Paper I. The brightest galaxy of the background cluster lies only 1.1 arcmin south of NGC 1399 and is comparable in absolute luminosity with the central Fornax galaxy itself.

연구 동기 및 목표

• 이전에 광학적 관측 자료에서 관측된 Fornax 은하단의 NGC 1399 근처 고표면 밝기 은하 과잉 현상의 본질을 밝히기 위해.
• 중앙 Fornax 영역 내 94개의 밝은 은하(V ≤ 20 mag)의 도약 속도를 측정하여 은하단 소속 은하와 배경 은하를 구분하기 위해.
• 밀집된 고표면 밝기 천체의 스펙트럼적 성질을 조사하여, 특히 금속성과 구형별집단, 핵이 있는 소형 타원은하로의 분류를 위해.
• 배경 천체 오염이 Fornax 은하단의 등급함수 및 색함수에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• 일부 밀집된 천체가 갇힌 핵이 있는 소형 타원은하(dE,Ns)의 tidal 파괴 잔여물일 가능성 탐색을 위해.

제안 방법

• 저해상도 스펙트로스코피를 사용하여 중심 Fornax 은하단 영역 내 V ≈ 20 mag 이하의 94개 은하의 도약 속도를 측정하였다.
• 늦은 유형 은하의 발광선과 조기 유형 은하의 흡수선에서 도약 속도를 유도하였으며, 속도 정확도는 약 ~100 km s⁻¹였다.
• Fornax 소속 천체의 선 인덱스(Mg2, Hβ, 철)를 측정하여 금속성과 별집단 성질을 추정하였다.
• 공간적 및 속도 클러스터링 분석을 통해 도약 속도 v_helio ≈ 33,700 km s⁻¹, 속도 분산 σ_v = 316 km s⁻¹인 배경 은하 집합을 식별하였다.
• 배경 은하단을 둘러싼 사다리꼴 모양 영역 내에서 등급함수 및 색분포를 분석하였으며, 비교를 위해 필드 은하 분포를 제거하였다.
• 광학적 및 스펙트로스코픽 자료를 Fornax 은하단 목록(FCC)과 교차 매칭하여 형태학적 소속과 운동학적 소속을 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Paper I에서 보고된 Fornax 은하단의 NGC 1399 근처 고표면 밝기 은하 과잉 현상의 원인은 무엇인가요?
• RQ2 Fornax 중심부의 밀집된 고표면 밝기 천체들은 은하단 소속인지, 아니면 배경 은하인지요?
• RQ3 밀집된 천체의 금속성과 별집단 구성은 무엇이며, 구형별집단과 dE,Ns와 비교해보면 어떻게 되나요?
• RQ4 Fornax 은하단 중심부에 겹쳐진 배경 은하단이 존재하는지에 대한 증거가 있나요?
• RQ5 중앙 영역의 은하 등급함수 및 색분포는 고립된 필드 은하와 어떻게 비교되나요?

주요 결과

• 도약 속도 측정을 통해 여덟 개의 은하가 Fornax 은하단 소속으로 확인되었으며, 이 중 다섯 개는 이미 FCC에 등재된 핵이 있는 소형 타원은하(dE,Ns)였다.
• 세 개의 '신규' Fornax 소속 은하가 식별되었으며, 이 중 두 개는 표면 밝기가 구형별집단과 유사하지만 등급은 dE,Ns 수준인 밀집된 천체였다.
• 두 번째로 밝은 신규 밀집 소속 천체는 태양 금속성과 일치하는 선 인덱스를 보였고, 어두운 천체와 dE,Ns는 오래된 금속 빈도가 낮은 구형별집단과 유사한 인덱스를 보였다.
• 적색이동 z = 0.11인 배경 은하단이 발견되었으며, 이는 NGC 1399 근처에 19개의 은하가 집중되어 있고 속도 분산이 316 km s⁻¹임을 의미한다.
• 배경 은하단에서 가장 밝은 은하는 NGC 1399에서 남쪽으로 1.1' 떨어져 있으며, 절대 등급은 NGC 1399와 유사하다.
• 이전까지 설명되지 않았던 중심 Fornax 영역의 은하 과잉 현상은 본질적으로 이 배경 은하단 때문이며, Fornax 자체의 소속 천체가 아니라는 것이 밝혀졌다.