[논문 리뷰] Fossil group origins: VIII RXJ075243.6+455653 a transitionary fossil group

J. A. L. Aguerri, A. Longobardi외 4명|Max Planck Digital Library|2017. 10. 25.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 78인용 수 5

한 줄 요약

이 연구는 RXJ075243.6+455653이 전통적인 관측 기준인 큰 등급 간격($Δ m_{12} = 2.1$)을 충족함에도 불구하고, 15개의 근접한 은하군으로 이루어진 밀도 높은 환경에서 아직도 질량을 수축 중인 전이 상태의 화석군임을 규명한다. 깊은 스펙트로스코피 분석은 평탄한 희미한 끝단 등급 함수($α = -1.08 \pm 0.33$)와 낮은 낮은 은하비율($DGR = 0.99 \pm 0.49$)을 보여주며, 희미한 은하의 부족함을 시사하지만, 이 시스템이 풍부하고 과밀한 영역에서 지배하고 있음으로써 동적으로 진화한 잔여물이 아니라는 점이 도전적으로 제기된다.

ABSTRACT

It is thought that fossil systems are relics of structure formation in the primitive Universe. They are galaxy aggregations that have assembled their mass at high redshift with few or no subsequent accretion. Observationally these systems are selected by large magnitude gaps between their 1st and 2nd ranked galaxies. Nevertheless, there is still debate over whether or not this observational criterium selects dynamically evolved ancient systems. We have studied the properties of the nearby fossil group RXJ075243.6+455653 in order to understand the mass assembly of this system. Deep spectroscopic observations allow us to construct the galaxy luminosity function (LF) of RXJ075243.6+455653 down to M*+ 6. The analysis of the faint-end of the LF in groups and clusters provides valuable information about the mass assembly of the system. In addition, we have analyzed the nearby large-scale structure around this group. We identified 26 group members within r200=0.9 Mpc. The LF of the group shows a flat faint-end slope ( -1.08 +/- 0.33). This low density of dwarf galaxies is confirmed by the low value of the dwarf-to-giant ratio (DGR = 0.99 +/- 0.49) for this system. Both the lack of dwarf galaxies and the low luminosity of the BGG suggests that RXJ075243.6+455653 still has to accrete mass from its nearby environment. This mass accretion will be achieved because it is the dominant structure of a rich environment formed by several groups of galaxies (15) within 7 Mpc from the group center and with +/- 1000$ km/s. RXJ075243.6+455653 is a group of galaxies that has not yet completed the process of its mass assembly. This new mass accretion will change the fossil state of the group. This group is an example of a galaxy aggregation selected by a large magnitude gap but still in the process of the accretion of its mass (Abridged).

연구 동기 및 목표

• RXJ075243.6+455653이 큰 등급 간격을 가지는 시스템이지만, 동적으로 진화한 화석 잔여물인지 아니면 여전히 질량 수축 중인지 조사하기.
• 화석 시스템의 진화 상태를 진단하는 데 있어 은하 등급 함수(LF)와 낮은 은하비율(DGR)의 역할 평가하기.
• 이 군의 대규모 환경을 조사하여 고립되어 있는지 아니면 더 큰 진화하는 구조의 일부인지 확인하기.
• 등급 간격 $Δ m_{12} > 2.0$이 고대의 안정된 화석 시스템을 신뢰할 수 있는 지표로 유효한지 검증하기.

제안 방법

• 반경 $r_{200} \sim 0.96$ Mpc 내에서 26개의 군 구성원을 확인하기 위해 깊은 스펙트로스코픽 관측을 수행하였다.
• 등급 함수(LF)는 $M_r = -16.0$까지 구성되었으며, Schechter 함수를 적합하여 희미한 끝단 기울기 $\alpha$를 유도하였다.
• $r_{200}$ 내에서 낮은 은하비율(DGR)을 계산하여 희미한 은하의 상대적인 수를 정량화하였다.
• X선 등급($L_X = 2.2 \times 10^{43}\ h_{70}^{-2}$ erg s$^{-1}$)과 천체역학적 질량($M = 4.2 \times 10^{13}\ h_{70}^{-1}$ M$_Σ$)은 X선 및 속도 분산 데이터로부터 유도되었다.
• 적색편이 조사 자료를 사용하여 군 주변의 대규모 구조를 맵핑하여, 약 7 Mpc 이내 및 $\pm 1000$ km s$^{-1}$ 내에서 인접한 군과 은하단을 식별하였다.
• 등급 분포 유사성 평가를 위해 Pearson 검정을 사용하여 다른 시스템의 LF와 통계적으로 비교하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 RXJ075243.6+455653은 동적으로 진화한 화석 잔여물인가, 아니면 여전히 질량 수축 과정에 있는가?
• RQ2 RXJ075243.6+455653의 등급 함수의 희미한 끝단 기울기($\alpha$)와 낮은 은하비율(DGR)은 다른 화석 및 비화석 시스템과 어떻게 비교되는가?
• RQ3 주변 대규모 환경이 RXJ075243.6+455653의 지속적인 진화에 어떤 역할을 하는가?
• RQ4 큰 등급 간격($\Delta m_{12} > 2.0$)이 고대의 안정된 화석 시스템을 신뢰할 수 있는 지표로 얼마나 잘 작용하는가?

주요 결과

• 반경 $r_{200} \sim 0.96$ Mpc 내에서 26개의 확인된 구성원이 있으며, 평균 도플러 속도는 $V_c = 15551 \pm 65$ km s$^{-1}$, 속도 분산은 $\sigma_c = 333 \pm 46$ km s$^{-1}$이다.
• 등급 함수는 $\alpha = -1.08 \pm 0.33$의 평탄한 희미한 끝단 기울기를 보이며, 희미한 은하의 밀도가 낮음을 시사한다.
• $r_{200}$ 내에서 낮은 은하비율(DGR)은 $0.99 \pm 0.49$로, 유사 질량의 군 및 은하단의 평균보다 유의미하게 낮다.
• 이 군은 약 7 Mpc 이내 및 $\pm 1000$ km s$^{-1}$ 내에서 추가로 15개의 은하군이 포함된 밀도 높은 대규모 구조에 둘러싸여 있어, 지속적인 환경적 질량 수축이 일어나고 있음을 시사한다.
• 중앙 BGG의 절대 등급은 $M_r = -22.67$로, 화석 시스템에서 관측된 바 중 가장 희미한 편에 속하여, 아직도 침식을 통한 성장이 완료되지 않았음을 시사한다.
• 전통적인 $\Delta m_{12} = 2.1$의 등급 간격 조건을 충족함에도 불구하고, RXJ075243.6+455653는 화석 잔여물이 아니며, 주변 군들과의 융합을 통해 질량을 수축 중인 전이 상태의 화석군이다.