[논문 리뷰] The Cluster Velocity Dispersion of the Abell 2199 cD Halo of NGC 6166

R. Bender, John Kormendy외 2명|arXiv (Cornell University)|2014. 11. 10.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 190인용 수 37

한 줄 요약

이 연구는 아벨 2199 은하단의 중심에 위치한 cD 은하인 NGC 6166의 속도 분산 프로파일을 허비-에버리 리 telescope 스펙트로스코피를 사용하여 측정한다. 결과적으로 핵심부에서 300 km s⁻¹에서 시작하여 cD 할로의 865 ± 58 km s⁻¹로 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 은하단의 속도 분산 819 ± 32 km s⁻¹와 일치한다. 이는 할로가 중심 은하가 아닌 은하단의 중력에 의해 동적으로 제어된다는 것을 확인한다. 할로는 광학적으로 구분되지 않지만, 인덱스 n ≈ 8.3인 단일 세르시 프로파일로 가장 잘 기술된다.

ABSTRACT

The Hobby-Eberly Telescope is used to measure the velocity dispersion profile of the nearest prototypical cD galaxy, NGC 6166 in cluster Abell 2199. We also present surface photometry from many telescopes. We confirm the defining feature of a cD -- a halo of stars that fills the cluster center and that is controlled by cluster gravity, not by the central galaxy. The velocity dispersion of NGC 6166 rises from 300 km/s at the center to 865 +- 58 km/s at 100 arcsec radius in the halo. This shows for the first time that the dispersion rises all the way to the cluster value, 819 +- 32 km/s. We find that the main body of NGC 6166 moves at 206 +- 39 km/s with respect to the cluster velocity, whereas the velocity of the cD halo is 70 km/s closer to the cluster velocity. These results support our picture that cD halos consist of stars that are stripped from cluster galaxies. But we do not confirm the view that cD halos are an extra, low-surface-brightness component that is distinct from the main body of a normal giant elliptical. Instead, all of the brightness profile of NGC 6166 outside its core is described to +- 0.037 mag/arcsec**2 by a single Sersic function with index n ~ 8.3. The cD halo is not recognizable from photometry alone. This blurs the distinction between cDs and similar-n core-boxy-nonrotating ellipticals. Both may have halos made largely via minor mergers and the accumulation of debris. However, the cD halo of NGC 6166 is as enhanced in alpha elements as the main body. Quenching of star formation in

연구 동기 및 목표

• 가장 가까운 프로타otypical cD 은하인 NGC 6166의 cD 할로의 반경 방향 속도 분산 프로파일을 측정하기 위해.
• cD 할로가 중심 은하로부터 독립된 동역학적 구조인지, 아니면 은하단의 중력에 의해 지배되는지 테스트하기 위해.
• 다중 파장 표면 광도 측정을 통해 cD 할로가 은하의 주체부와 광학적으로 구분되는지 여부를 판단하기 위해.
• 속도 분산 및 광도 프로파일을 비교하여 cD 할로의 형성 메커니즘을 평가하기 위해.
• 작은 형성물 간의 충돌과 tidal stripping이 거대 타원은하 및 cD에서 고세르시 지수를 가진 할로를 형성하는 데 기여하는지 평가하기 위해.

제안 방법

• 허비-에버리 리 전용 막대리오우 저해상도 스펙트로그래프(LRS)를 사용하여 고해상도 스펙트로스코피를 확보하여 항성 선로-오브-시트 방향 속도를 측정하였다.
• SDSS, CFHT, HST, 2MASS 및 지상 기반 천체망원경의 암시적 이미징 데이터를 통합하여 복합 표면 밝기 프로파일을 구성하였다.
• 주체부와 할로 간의 광학적 구분 여부를 테스트하기 위해 총 밝기 프로파일을 단일 세르시 함수로 피팅하였다.
• 관측된 σ(r)를 일치시키기 위해 세르시 지수를 조정하는 두 성분 분해(주체부 + cD 할로)를 사용하여 속도 분산 프로파일을 모델링하였다.
• 은하단의 동역학 및 X선 관측 결과와 비교하여 속도 분포의 비대칭성에 대한 추론을 내리기 위해 관측된 분산 프로파일을 분석하였다.
• 별성분 분석을 통해 cD 할로와 주체부의 α 원소 농도를 비교하여 별 형성 억제 역사를 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 NGC 6166의 cD 할로에서 속도 분산이 은하단의 속도 분산에 도달하는가? 이는 은하단의 지배적 영향을 시사하는가?
• RQ2 cD 할로는 NGC 6166의 주체부와 광학적으로 구분되는가, 아니면 단일 연장된 세르시 프로파일의 일부인가?
• RQ3 cD 할로와 중심 은하 간의 동역학적 관계는 무엇이며, 할로는 은하단의 운동을 따르는가, 아니면 은하의 운동을 따르는가?
• RQ4 고세르시 지수를 가진 코어-박스-비회전 타원은하와 비교할 때 cD 할로의 운동학적 및 광학적 성질은 어떻게 다른가?
• RQ5 cD 할로의 기원은 은하단의 은하에서 발생하는 tidal stripping인지, 아니면 작은 형성물 간의 충돌에 의한 현지에서의 형성인가?

주요 결과

• NGC 6166의 cD 할로에서 속도 분산은 r ≈ 10″에서 약 300 km s⁻¹에서 시작하여 r ≈ 100″에서 865 ± 58 km s⁻¹로 증가하며, 이는 은하단의 속도 분산 819 ± 32 km s⁻¹와 일치한다.
• NGC 6166의 주체부는 은하단 평균 속도보다 +206 ± 39 km s⁻¹ 빠르게 움직이며, 내부 cD 할로는 약 70 km s⁻¹ 더 은하단 속도에 가까워져 동역학적 분리가 일어나고 있음을 시사한다.
• 핵심부 외부의 전체 밝기 프로파일은 n ≈ 8.3인 단일 세르시 함수로 잘 기술되며, 별도의 저표면 밝기 할로 성분에 대한 증거는 없다.
• cD 할로는 광학적으로 구분되지 않지만, 고세르시 지수를 가진 단일 연장된 시스템의 동역학적 및 운동학적 일부로 간주된다.
• cD 할로의 등급은 M_V ≈ -23.7이며, 비고르 은하단의 가장 밝은 은하보다 약 1/2 등급 더 밝다.
• cD 할로는 주체부와 유사한 α 원소 농도 증가를 보이며, 이는 약 1 Gyr 이내에 빠른 별 형성 억제가 일어났음을 시사하며, 장기적인 은하단 중심부 진화와 일치한다.