[논문 리뷰] Tip of the red giant branch distance to the nearby dwarf galaxy [TT2009] 25 in the NGC 891 group

Oliver Müller, Rodrigo Ibata외 2명|HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe)|2019. 08. 08.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 71인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 깊은 수준의 Subaru Suprime-Cam $V$ 및 $i$-대역 광도 측정을 통해 NGC 891 군대의 난쟁이은하 [TT2009] 25의 적색거성 끝점(트리거드 레드 기준점, TRGB) 거리를 측정하였으며, 이로 인해 거리는 $10.28^{+1.17}_{-1.73}$ Mpc로 도출되었다. 이 결과는 [TT2009] 25가 NGC 891 군대의 구성원임을 확인하며, 그 거리와 구조적 성질이 국부군 난쟁이은하들과 일치함을 뒷받iesen다.

ABSTRACT

Dwarf galaxies are key objects for small-scale cosmological tests like the abundance problems or the planes-of-satellites problem. It is therefore a crucial task to get accurate information for as many nearby dwarf galaxies as possible. Using extremely deep, ground-based $V$ and $i$-band Subaru Suprime Cam photometry with a completeness of $i=27$ mag, we measure the tip of the red giant branch distance for the dwarf galaxy [TT2009] 25. This dwarf resides in the field around the Milky Way-analog NGC 891. By using a Bayesian approach, we measure a distance of $10.28^{+1.17}_{-1.73}$ Mpc, which is consistent with the distance of NGC 891, thus we confirm it as a member of NGC 891. The dwarf galaxy follows the scaling relations defined by the Local Group dwarfs. We do not find an extended stellar halo around [TT2009] 25. In the small field of view of 100 kpc covered by the survey, only one bright dwarf galaxy and the giant stream are apparent. This is comparable to the Milky Way, where one bright dwarfs reside in the same volume, as well as the Sagittarius stream - excluding satellites which are farther away but would be projected in the line-of-sight. It is thus imperative to survey for additional dwarf galaxies in a larger area around NGC 891 to test the abundance of dwarf galaxies and compare it to the number of satellites around the Milky Way.

연구 동기 및 목표

• 깊은 광학적 광도 측정을 통해 NGC 891 군대의 희미한 난쟁이은하 [TT2009] 25의 정밀한 거리를 결정하기 위해.
• NGC 891의 거리와 비교하여 [TT2009] 25가 NGC 891 군대의 물리적 구성원인지 평가하기 위해.
• 국부군 난쟁이은하들과의 비교를 통해 이 난쟁이은하의 구조적 및 광도적 성질을 평가하기 위해.
• NGC 891 부근의 난쟁이은하 수를 조사하고, 이를 우리 은하의 위성계와 비교하기 위해.
• 관측된 난쟁이은하의 척도관계와의 일관성을 검토하고, 확장된 항성 허브나 tidal 특징 여부를 탐색하기 위해.

제안 방법

• Photometric completeness가 $i = 27$ mag에 도달하는 깊은 $V$ 및 $i$-대역 이미징을 Subaru Suprime-Cam를 사용하여 확보하였다.
• 깊은 이미징 데이터에 대해 DAOPHOT를 사용하여 PSF 피팅 광도 측정을 수행하였으며, Pan-STARRS DR2 카탈로그에 기반한 보정을 실시하였다.
• 비별성 물체 및 이격치를 거부하기 위해 날카기성 및 $χ^2$ 파rameter를 기반으로 품질 컷을 적용하였다.
• TRGB magnitude를 $i$-대역 광도함수에서 측정하기 위해 베이지안 마르코프 체인 몬테카를로(MCMC) 방법을 사용하였다.
• 이론적 및 경험적 보정을 통해 TRGB magnitude를 보정하였으며, 흡수($A_i = 0.09$ mag)를 고려하였다.
• 표준 값인 $M_I^{ ext{TRGB}} = -4.03$ mag를 가정하여 거리 모듈러스 및 거리를 유도하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 거리 측정 결과를 바탕으로 난쟁이은하 [TT2009] 25가 NGC 891 군대와 물리적으로 연관되어 있는가?
• RQ2 [TT2009] 25의 구조적 및 광도적 성질이 국부군 난쟁이은하들과 어떻게 비교되는가?
• RQ3 NGC 891 부근 100 kpc 이내에 해상도가 확보된 난쟁이은하의 총 수는 얼마이며, 이는 우리 은하의 위성계와 어떻게 비교되는가?
• RQ4 [TT2009] 25는 과거 상호작용의 흔적을 보이는 항성 허브나 tidal 잔해를 보이고 있는가?
• RQ5 관측된 난쟁이은하의 빈도는 '위성 평면 문제'와 $Λ$CDM 모델에 어떤 함의를 갖는가?

주요 결과

• TRGB 거리 측정 결과 [TT2009] 25의 거리는 $10.28^{+1.17}_{-1.73}$ Mpc로 도출되었으며, 이는 NGC 891와 일치하여 그가 NGC 891 군대의 구성원임을 확인한다.
• TT2009] 25의 거리 모듈러스는 $(m-M)_0 = 30.06^{+0.23}_{-0.40}$ mag이며, $V$-대역 절대 등급은 $M_r = -13.18^{+0.24}_{-0.40}$ mag이다.
• 효과적 반경은 $649^{+76}_{-111}$ pc이며, 세르시크 지수는 $n = 1.01 \pm 0.01$로, 디스크 유사 또는 지수 분포를 나타낸다.
• 확장된 항성 허브의 증거는 보이지 않으며, 100 kpc 이내에서 유일한 밝은 난쟁이은하와 거대한 스트림만 관측된다.
• NGC 891 부근의 영역에는 해상도가 확보된 난쟁이은하가 유일하게 존재하며, 이는 우리 은하의 위성계(50 kpc 이내에 두 개의 밝은 고전적 난쟁이은하가 존재)와 유사하다.
• 관측된 난쟁이은하 집단은 우리 은하의 위성계 기대치와 일치하지만, 더 깊은 조사와 더 넓은 영역의 관측이 더 깊은 난쟁이은하 및 저표면 밝기 난쟁이은하의 전체 빈도를 테스트하기 위해 필요하다.