[论文解读] Galaxy evolution in Abell 85: I. Cluster substructure and environmental effects on the blue galaxy population

H. Bravo–Alfaro, C. A. Caretta+3 more|ArXiv.org|Nov 17, 2008

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 45被引用 24

一句话总结

本研究通过分析红移、空间分布及H i数据，探究阿贝尔85星系群中蓝星系的星系演化，重点关注次结构与环境效应。研究揭示了多个次结构，特别是约2 Mpc处东南方向的显著团块，该区域激波压力剥离作用超过星系恢复力，导致径向速度超过1,000 km s⁻¹的螺旋星系普遍出现气体缺乏，解释了大半径区域蓝星系广泛气体缺乏的现象。

ABSTRACT

This series of papers explores the evolution of late-type galaxies in the rich cluster Abell 85. Here, we revisit the complex dynamical state of A 85 by using independent methods. We analyze the redshift distribution towards the cluster out to 40,000 km/s, and determine the mean redshifts of the background clusters A 87 and A 89. We then search for substructures in A 85 by considering the 2-D galaxy distribution for its members and by applying the kinematical 3-D Delta-test to both projected positions and radial velocities. This clearly reveals several substructures that we describe. We also analyse the distribution of the brightest blue galaxies across a major fraction of the cluster volume, considering if they are gas-rich or poor. We report a very asymmetric distribution of the blue member galaxies, and connect it with substructures revealed in the optical and X-rays. By matching our sample of bright blue member galaxies with HI detections reported in the literature, we identify gas-rich and gas-poor ones. HI-rich blue galaxies also turn out to be asymmetrically distributed, with most of them projected on the eastern side of the cluster. No blue objects have been detected in HI up to a projected radius of 2 Mpc in this zone. We estimate the ram pressure stripping exerted by the intra-cluster medium as a function of the projected distance from A 85, and quantify how important this mechanism may be in sweeping the gas out of the infalling spirals.

研究动机与目标

• 通过独立的红移与空间分布分析，重新评估阿贝尔85的动力学状态。
• 利用三维运动学Δ检验与二维等密度图，识别星系群中的次结构。
• 研究环境效应对蓝星系群体的影响，特别是气体缺乏与激波压力剥离。
• 量化星系际介质在大星系群半径处剥离下落螺旋星系气体的作用。
• 为第二篇论文奠定基础，后者将研究引力预处理对星系形态的影响。

提出的方法

• 分析0–40,000 km s⁻¹范围内的星系红移分布，以分离背景星系群A87与A89。
• 仅使用A85成员星系（13,000–20,000 km s⁻¹）绘制二维星系密度图，以识别次结构。
• 对径向速度、赤经与赤纬应用三维运动学Δ检验，以探测三维空间中的团块。
• 构建一个包含42个明亮蓝星系的样本（径向速度范围14,600–18,400 km s⁻¹），以研究其空间分布与气体含量分布。
• 将蓝星系样本与H i巡天数据交叉匹配，以分类为富气与贫气系统。
• 利用β模型X射线参数与相对速度估算激波压力剥离效应，并与星系恢复力进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 阿贝尔85中存在哪些次结构？它们与南部斑块和丝状结构等X射线特征有何关联？
• RQ2 蓝星系的空间分布如何与环境密度及气体含量相关联？
• RQ3 在距离星系群中心大于1 Mpc的投影距离上，激波压力剥离在多大程度上有效？
• RQ4 为何气体贫乏的蓝星系主要集中在东南区域，特别是在约2 Mpc处？
• RQ5 下落速度在多大程度上影响晚型星系环境气体剥离的效率？

主要发现

• 在A85中识别出三个主要密度峰：两个位于核心区域，一个位于东南方向约2 Mpc处，与A87的投影位置一致。
• 三维Δ检验检测到多个次结构：一个位于核心，一个位于南向约0.7 Mpc处（与X射线南部斑块重合），一个位于星系群丝状结构东南方向超过1 Mpc处。
• 东南团块的投影速度约为15,800 km s⁻¹，距离星系群中心约2 Mpc，表明其为高速下落的次结构。
• 在42个明亮蓝星系中，30个为气体缺乏星系；其空间分布呈非对称性，约50%投影位于东南象限。
• H i富集星系的平均距离为2.1 Mpc，而H i缺乏星系的平均距离为1.4 Mpc，表明存在径向剥离趋势。
• 当相对速度超过1,000 km s⁻¹时，激波压力超过典型螺旋星系的恢复力，解释了大半径区域（≥2 Mpc）的气体缺乏现象。