[论文解读] RASS-SDSS Galaxy Cluster Survey. VI. The dependence of the cluster SFR on the cluster global properties

P. Popesso, A. Biviano+2 more|ArXiv.org|Sep 4, 2006

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 117被引用 26

一句话总结

本研究调查了全局星系团属性（如丰度、质量、速度 dispersion、X射线光度）如何影响来自RASS-SDSS巡天的79个邻近星系团中星系的恒星形成率（SFR）。通过使用光谱测得的SFR和恒星质量进行回归与偏相关性分析，发现星系团的SFR每单位质量或每星系的SFR与全局星系团属性无关，仅对速度 dispersion 表现出微弱依赖性，表明激波压力剥离可能影响星系颜色，但不影响SFR效率。

ABSTRACT

Using a subsample of 79 nearby clusters from the RASS-SDSS galaxy cluster catalogue of Popesso et al. (2005a), we perform a regression analysis between the cluster integrated star formation rate (Sigma_SFR) the cluster total stellar mass (M_star), the fractions of star forming (f_SF) and blue (f_b) galaxies and other cluster global properties, namely its richness (N_gal, i.e. the total number of cluster members within the cluster virial radius), velocity dispersion (sigma_v), virial mass (M_200), and X-ray luminosity (L_X). All cluster global quantities are corrected for projection effects before the analysis. Galaxy SFRs and stellar masses are taken from the catalog of Brinchmann et al. (2004), which is based on SDSS spectra. We only consider galaxies with M_r <= -20.25 in our analysis, and exclude AGNs. We find that both Sigma_SFR and M_star are correlated with all the cluster global quantities. A partial correlation analysis show that all the correlations are induced by the fundamental one between Sigma_SFR and N_gal, hence there is no evidence that the cluster properties affect the mean SFR or M_star per galaxy. The relations between Sigma_SFR and M_star, on one side, and both N_gal and M_200, on the other side, are linear, i.e. we see no evidence that different clusters have different SFR or different M_star per galaxy and per unit mass. The fraction f_SF does not depend on any cluster property considered, while f_b does depend on L_X. We note that a significant fraction of star-forming cluster galaxies are red (~25% of the whole cluster galaxy population). We conclude that the global cluster properties are unable to affect the SF properties of cluster galaxies, but the presence of the X-ray luminous intra-cluster medium can affect their colors, perhaps through the ram-pressure stripping mechanism.

研究动机与目标

• 确定全局星系团属性（如质量、速度 dispersion、X射线光度和丰度）是否影响成员星系的恒星形成率（SFR）。
• 评估星系团中观测到的SFR是否由局部环境效应驱动，或由大尺度星系团属性决定。
• 研究星系团内介质（ICM），特别是通过激波压力剥离，对星系恒星形成和颜色特性的影响。
• 通过测试与星系团整体物理参数的相关性，解决先前关于星系团SFR的矛盾结果。
• 检查红色恒星形成星系的比例，并评估其是否指示了如尘埃遮蔽或激波压力剥离等环境过程。

提出的方法

• 利用RASS-SDSS星系团目录中的79个邻近星系团样本，基于X射线和光学数据进行选择。
• 从Brinchmann等人（2004）基于SDSS的星系表中提取SFR和恒星质量，通过SDSS光谱的谱能分布拟合获得。
• 将分析限制在Mr ≤ -20.25的星系，并排除活动星系核（AGNs）和复合光谱星系，以确保SFR测量的准确性。
• 通过去投影技术校正所有星系团全局属性（丰度Ngal、速度 dispersion σv、virial质量M200、X射线光度LX）的不完全性和投影效应。
• 执行多重回归与偏相关性分析，以分离星系团SFR的主要驱动因素，测试其对M200、σv、LX和Ngal的依赖性。
• 分析星系颜色分数（fb）和恒星形成星系分数（fSF）对星系团属性的依赖性，以探测环境对星系演化的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 星系团整体恒星形成率（ΣSFR）是否依赖于质量、速度 dispersion 或X射线光度等全局星系团属性？
• RQ2 星系团中每星系或每单位质量的SFR是否受星系团质量、速度 dispersion 或X射线光度的影响？
• RQ3 星系团内介质（ICM），特别是通过激波压力剥离，对星系SFR和颜色特性的影响是什么？
• RQ4 为何星系团中存在显著比例的红色恒星形成星系？何种环境过程可解释此现象？
• RQ5 星系团属性是否与蓝色星系或恒星形成星系的比例相关？若是，哪个性质是主导驱动因素？

主要发现

• 星系团整体SFR（ΣSFR）与星系团丰度（Ngal）显著相关，但这是相关性的主要驱动因素，M200、σv或LX无独立贡献。
• 每星系SFR和每单位质量SFR（ΣSFR/M200）与所有星系团全局属性无关，表明不同质量或X射线光度星系团中SFR效率无差异。
• 蓝色星系分数（fb）与X射线光度（LX）显著负相关，表明热ICM的存在可能影响星系颜色，可能通过激波压力剥离实现。
• 恒星形成星系分数（fSF）对任何星系团属性均无显著依赖，表明整体环境不调节恒星形成星系的总体比例。
• 约25%的恒星形成星系团星系呈红色，表明尘埃遮蔽或环境过程可能是其红色颜色的原因，尽管恒星形成仍在进行。
• 观察到ΣSFR/M200对速度 dispersion（σv）存在微弱依赖性，可能表明激波压力剥离对星系SFR有轻微影响，但该效应与主导的Ngal相关性相比微不足道。