[論文レビュー] Non radial motions and the shapes and the abundance of clusters of galaxies

Antonino Del Popolo, M. Gambera|arXiv (Cornell University)|Sep 9, 1999

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、Del Popolo & Gambera (1998, 1999) が提唱したモデルを用いて、銀河団内の非径方向運動が質量関数、速度分散関数（VDF）、および固有形状に与える影響を調査する。非径方向運動を組み込むことで、コールドダークマター（CDM）モデルの予測と観測データとの一致が著しく向上し、特に団の数密度と速度分布について良好な一致を示す一方、観測と整合するより少ない縦長の団形状を生成することが示された。

ABSTRACT

We study the effect of non-radial motions on the mass function, the velocity dispersion function (hereafter VDF) and on the shape of clusters of galaxies using the model introduced in Del Popolo & Gambera (1998a,b; 1999). The mass function of clusters, obtained using the quoted model, is compared with the statistical data by Bahcall & Cen (1992a,b) and Girardi et al. (1998), while the VDF is compared with the Center for Astrophysics (hereafter CfA) data by Zabludoff et al. (1993) for local clusters and those of Mazure et al. (1996) and Fadda et al. (1996). In both cases the model predictions are in good agreement with the observational data showing once more how non-radial motions can reduce many of the discrepancies between Cold Dark Matter (hereafter CDM) model predictions and observational data. Finally we study the effect of non-radial motions on the intrinsic shape of clusters of galaxies showing that non-radial motions produce clusters less elongated with respect to CDM model in agreement with de Theije et al. (1995, 1997) results.

研究の動機と目的

• 非径方向運動が銀河団の質量関数に与える影響を評価すること。
• 非径方向運動が観測データと比較して速度分散関数（VDF）に与える影響を評価すること。
• 非径方向運動が銀河団の固有形状に与える影響を検討すること。
• コールドダークマター（CDM）モデルの予測と、団の数密度および形状に関する観測データとの乖離を解消すること。
• 非径方向運動が団の縦長さを減少させ、観測制約と整合する形状をもたらすかどうかを検証すること。

提案手法

• 非径方向運動を組み込むために、Del Popolo & Gambera (1998a,b; 1999) が開発した動力学的モデルを用いる。
• モデルを用いて、団の理論的質量関数および速度分散関数（VDF）を計算する。
• Bahcall & Cen (1992a,b)、Girardi et al. (1998)、Zabludoff et al. (1993)、Mazure et al. (1996)、Fadda et al. (1996) より得られた観測データと理論的予測を比較する。
• 非径方向運動の影響を受ける団の固有形状を分析し、その縦長さを評価する。
• 団のバーリング平衡において、非球形かつ非径方向の速度成分をモデルが考慮する。
• 予測された分布と観測された分布の統計的比較により、モデルの妥当性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非径方向運動は、観測データと比較して、銀河団の予測される質量関数にどのように影響を与えるか？
• RQ2 非径方向運動は、CDMモデルの予測と観測された速度分散関数（VDF）との一致をどの程度改善するか？
• RQ3 非径方向運動は、銀河団の固有形状、特に縦長さにどのように影響を与えるか？
• RQ4 非径方向運動は、CDMモデルの予測と観測された団の数密度および運動論的データとの乖離を是正できるか？
• RQ5 非径方向運動は、標準的な径方向のみのCDMモデルが予測するよりも、縦長さが小さい団形状をもたらすか？

主な発見

• 本モデルが予測する質量関数は、Bahcall & Cen (1992a,b) や Girardi et al. (1998) の観測データと良好に一致する。
• 本モデルが予測する速度分散関数（VDF）は、Zabludoff et al. (1993) のCfAデータおよびMazure et al. (1996) や Fadda et al. (1996) の他の調査とよく一致する。
• 非径方向運動は、予測される団の縦長さを低減させ、標準的なCDMモデルと比較してより球形に近い形状をもたらす。
• これらの結果は、非径方向運動がCDM予測と観測結果との間の主要な乖離を緩和することを支持する。
• de Jager et al. (1995, 1997) も非径方向力学による団の縦長さの低減を報告しており、本研究の結果と整合する。
• 本研究は、非径方向運動がCDMシミュレーションと観測された団の性質との一致を図る有効なメカニズムであることを示している。