[論文レビュー] Search for clusters at high redshift - I. Candidate Lya emitters near 1138-262 at z=2.2

J. Kurk, H. J. A. Röttgering+8 more|arXiv (Cornell University)|May 3, 2000

Nuclear physics research studies被引用数 11

ひとこと要約

本研究では、赤方偏移 z = 2.156 の高赤方偏移電波銀河 PKS 1138–262 の周囲で、VLT を用いた狭帯域および広帯域画像撮影により、Lyα発光銀河の探索が行われた。リスチム等価幅 >20 Å の候補 Lyα 発光銀河を50個検出した。これらは形成中の団の星形成銀河と解釈されるが、顕著な過密度や空間的集中は検出されず、選択効果やダスト減光のため、全団銀河の一部にしか対応していない可能性がある。

ABSTRACT

Radio, optical and X-ray observations of the powerful radio galaxy PKS 1138-262 at z=2.156 have suggested that this galaxy is a massive galaxy in the center of a forming cluster. We have imaged 1138-262 and the surrounding 38 square arcminute field with the Very Large Telescope in a broad band and a narrow band encompassing the redshifted Lya emission. We detect 50 objects with rest equivalent width larger than 20 A and a luminous, highly extended Lya halo around 1138-262. If the radio galaxy is at the center of a forming cluster, these objects are candidate Lya emitting cluster galaxies.

研究の動機と目的

• 高赤方偏移電波銀河 PKS 1138–262 が巨大団の中心であるかどうかを、周囲の Lyα 発光銀河の検出によって検証すること。
• 色ベースの調査に起因する制限を克服するため、赤方偏移された Lyα 波長で狭帯域画像撮影を用いて、z ≈ 2.2 での発光線銀河を検出すること。
• 空白領域の調査や同程度の赤方偏移での既知の過密度と比較することで、団の過密度の有無を評価すること。
• 高赤方偏移団環境における Lyα 調査の完全性と選択効果（速度分散およびダスト減光を含む）を評価すること。

提案手法

• VLT の FORS 機器を用いて、UT1 で 3814 Å（FWHM 65 Å）を中心とした狭帯域画像撮影と、中央波長 4290 Å、FWHM 880 Å の広帯域 B バンド画像撮影が実施された。
• 8 枚の 30 分間の狭帯域露光と 6 枚の 5 分間の広帯域露光を合成し、1′′ FWHM のガウス型フィルタを用いて平滑化することで、信号対雑音比を向上させ、微弱で広がった源を検出した。
• スペクトル的フォトレトメトリック標準星 GD108 を用いてフラックスキャリブレーションを実施し、狭帯域フラックスを広帯域フラックスに対して 0.2 マグニチュード以内に補正した。
• リスチムフレーム等価幅は、個々の対象のフラックスから中央値の狭帯域フラックス密度（0.5 × 10⁻¹⁹ erg s⁻¹ cm⁻² Å⁻¹）を差し引くことで算出し、バックグラウンドの系統的ずれを補正した。
• リスチム等価幅 >20 Å の対象を Lyα 発光銀河候補として選別し、38 アーキセコンドのフィールドにおける空間的分布を用いて空間的クラスタリングを評価した。
• 全波長放射度関数と星形成率密度は、Madau 他 (1998) の Lν(1500 Å) と SFR 関係を用いて算出された。すべての発光銀河に z = 2.14 を仮定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 PKS 1138–262 の周囲に、形成中の団の中心であると整合する顕著な Lyα 発光銀河の過密度は存在するか？
• RQ2 空白領域や他の高赤方偏移過密度と比較して、Lyα 発光銀河の数と空間的分布はどのように異なるか？
• RQ3 ダスト減光、速度分散、フィルタ幅などの選択効果が、Lyα 調査における団銀河の検出をどの程度制限しているか？
• RQ4 高赤方偏移銀河の既知の性質を考慮すると、Lyα 調査で見逃される全団銀河の割合はどの程度か？

主な発見

• 赤方偏移 z ≈ 2.2 の PKS 1138–262 の周囲 38 アーキセコンドのフィールドで、リスチム等価幅 >20 Å の Lyα 発光銀河候補が 50 個検出された。
• これらの発光銀河の空間的分布には、同程度の赤方偏移での空白領域調査と比較して顕著な集中や過密度は認められなかった。
• Lyα 発光銀河密度は、z = 2.6 の近接クェーサー調査で得られた値と同等であるが、z = 3.1 のライマンブレイク銀河の過密度よりは低かった。
• 本調査は、星形成率が 1 h⁻² M⊙ yr⁻¹ に達するほどの低さまで検出可能であり、z ≈ 3.4 の既存の空白領域調査よりも感度が高かった。
• 速度分散およびフィルタ幅の影響により、電波銀河からの径方向速度が 860 km s⁻¹ 以上の銀河は最大で 15% が見逃される可能性がある。
• ダスト減光や弱いまたは存在しない Lyα 発光を示す銀河の割合を考慮すると、検出された発光銀河は全団銀河の約 10% にしか対応していない可能性がある。