[논문 리뷰] The Fornax Deep Survey (FDS) with the VST: IV. A size and magnitude limited catalog of dwarf galaxies in the area of the Fornax cluster

A. Venhola, R. F. Peletier외 21명|arXiv (Cornell University)|2018. 10. 01.

Video Surveillance and Tracking Methods참고 문헌 1인용 수 42

한 줄 요약

본 논문은 VST로 수행된 FDS의 Fornax 클러스터 왜소은하의 크기 및 밝기 한계가 있는 카탈로그를 제시하고, 데이터 감소, 멤버십 선택, 초기 모양 분류를 상세히 다루며 14,095개의 은하 중 590개가 클러스터 멤버로 가능성이 높다고 보고한다.

ABSTRACT

The Fornax Deep Survey (FDS), an imaging survey in the u', g', r', and i'-bands, has a supreme resolution and image depth compared to the previous spatially complete Fornax Cluster Catalog (FCC). Our new data allows us to study the galaxies down to r'-band magnitude m$_{r'}\approx$21 mag (M$_{r'}\approx$-10.5 mag). These data provide an important legacy dataset to study the Fornax cluster. We aim to present the Fornax Deep Survey (FDS) dwarf galaxy catalog, focusing on explaining the data reduction and calibrations, assessing the quality of the data, and describing the methods used for defining the cluster memberships for the catalog objects. As a first step we used the SExtractor fine-tuned for dwarf galaxy detection, to find galaxies from the FDS data, covering a 26 deg$^2$ area of the main cluster, and the area around the Fornax A substructure. We made 2D-decompositions of the identified galaxies using GALFIT. We used color-magnitude, luminosity-radius and luminosity-concentration relations to separate the cluster galaxies from the background galaxies. We then divided the cluster galaxies into early- and late-type galaxies according to their morphology and gave first order morphological classifications. Our final catalog includes 14,095 galaxies. We classify 590 galaxies as being likely Fornax cluster galaxies, of which 564 are dwarfs (M$_{r'}$ > -18.5 mag) consisting our Fornax dwarf catalog. Of the cluster dwarfs we classify 470 as early-types, and 94 as late-type galaxies. Our final catalog reaches its 50% completeness limit at magnitude M$_{r'}$ = -10.5 mag and surface brightness $\barμ_{e,r'}$ = 26 mag arcsec-2, which is approximately three magnitudes deeper than the FCC. Based on previous works and comparison with a spectroscopically confirmed subsample, we estimate that our final Fornax dwarf galaxy catalog has < 10% contamination from the background objects.

연구 동기 및 목표

• Fornax Deep Survey (FDS) dwarf galaxy catalog를 Fornax 클러스터 영역에 걸쳐 제공한다.
• FDS 데이터의 데이터 감소, 보정 및 품질 평가를 설명한다.
• 클러스터 멤버십 정의 방법과 1차 모양 분류를 설명한다.
• 향후 연구를 위해 카탈로그가 가능하게 하는 주요 과학적 질문들을 개요한다.
• Fornax 클러스터 드워프 은하 연구를 위한 후속 연구 자원을 제공한다.

제안 방법

• 드워프에 맞게 조정된 SExtractor 구성을 사용하여 은하를 탐지한다.
• GALFIT로 2D 분해를 수행하여 구조 매개변수를 얻는다.
• 원 aperture 색상과 기본적인 모양(집중도 및 잔류 플럭스 분율)을 측정한다.
• 색-광도, 광도-반지름, 및 광도-집중도 관계를 사용하여 클러스터 멤버를 배경 은하와 구분한다.
• 시각적 및 매개변수적 분류를 사용하여 클러스터 드워프를 초기사용형(early-type)과 후기형(late-type) 범주로 분류한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 약하고 표면 밝기가 낮은 은하들에 대해 광학적 특성을 사용하여 Fornax 클러스터 멤버십을 어떻게 견고하게 추론할 수 있는가?
• RQ2 FDS 드워프 은하 카탈로그의 완전성(completeness)과 오염도는 어느 정도인가?
• RQ3 Forx 클러스터 드워프의 형태학적 분포(초기형 대 후기형)와 이들의 광학적 특성은 어떤가?
• RQ4 이전 설문조사와 비교했을 때 Fornax 드워프에 대해 달성된 깊이와 한계 표면 밝기는 어느 수준인가?

주요 결과

• 최종 카탈로그에는 14,095개의 은하가 포함된다.
• 590개의 은하가 Fornax 클러스터 멤버로 가능성이 높다고 분류되었으며, 그 중 564개는 드워프 은하(M_r' < -10.5 mag)이다.
• 클러스터 드워프 중 470개는 초기사형이고 94개는 후기형이다.
• 카탈로그는 M_r' = -10.5 mag에서 50% 완전성을 달성하고 μ̄_e,r' = 26 mag arcsec^-2에서 50% 완전성 표면 밝기에 도달한다.
• 이전 연구 및 분광 서브샘플과의 비교를 바탕으로 배경 객체로 인한 오염은 ≲10% 정도로 추정된다.
• FCC보다 현저히 더 깊다(대략 ≈3 mag).