[论文解读] The REFLEX galaxy cluster survey. VIII. Spectroscopic observations and optical atlas

L. Guzzo, P. Schuecker+9 more|arXiv (Cornell University)|Jul 31, 2009

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 53被引用 35

一句话总结

本文报告了REFLEX X射线星系团星表的最终光谱红移巡天，利用欧洲南方天文台（ESO）望远镜在192个星系团中获得了1,406个新星系红移，实现中值红移为0.08，红移测量精度约为100 km s⁻¹。主要贡献在于获得了一个统计上完整、通量有限的447个星系团样本，这些星系团在光学与X射线波段有重叠，同时建立了全面的红移数据库，使得可通过星系团光度函数和大尺度结构分析实现精确的宇宙学检验。

ABSTRACT

We present the final data from the spectroscopic survey of the ROSAT-ESO Flux-Limited X-ray (REFLEX) catalog of galaxy clusters. The REFLEX survey covers 4.24 steradians (34% of the entire sky) below a declination of 2.5 deg and at high Galactic latitude (|b| > 20 deg). The REFLEX catalog includes 447 entries with a median redshift of 0.08 and is better than 90% complete to a limiting flux fx = 3x10^{-12} erg s^{-1} cm^{-2} (0.1 to 2.4 keV), representing the largest statistically homogeneous sample of clusters drawn from the ROSAT All-Sky Survey (RASS) to date. Here we describe the details of the spectroscopic observations carried out at the ESO 1.5 m, 2.2 m, and 3.6 m telescopes, as well as the data reduction and redshift measurement techniques. The spectra typically cover the wavelength range 3600-7500 A at a FWHM resolution of ~14 A, and the measured redshifts have a total rms error of ~100 km s^{-1}. In total we present 1406 new galaxy redshifts in 192 clusters, most of which previously did not have any redshift measured. Finally, the luminosity/redshift distributions of the cluster sample and a comparison to the no-evolution expectations from the cluster X-ray luminosity function are presented.

研究动机与目标

• 获取REFLEX巡天中X射线选源星系团内星系的光谱红移，以改善星系团成员识别与动力学建模。
• 构建一个统计上完整、通量有限的星系团样本，覆盖34%的天球，具有高银纬和红移完整性。
• 通过测量X射线光度函数（XLF）并对比观测到的星系团分布与无演化模型，实现精确的宇宙学检验。
• 为全部447个星系团提供公开的光学图集，包含红移、寻星图及X射线/光学重叠图。

提出的方法

• 使用位于拉西拉的ESO 1.5 m、2.2 m和3.6 m望远镜上的FOC、B&C等仪器进行光谱观测。
• 波长覆盖范围为3600–8000 Å，两像素分辨率约为14 Å，可实现稳健的红移测量。
• 红移主要通过与模板光谱互相关确定，内部和外部误差检验确认了测量精度。
• 所有望远镜和仪器均一致应用数据处理与红移测量流程，确保数据同质性。
• 为所有星系团生成光学/X射线重叠图与寻星图，整合X射线位置与光学星系分布。
• 完整的红移表与数据产品可通过CDS及REFLEX网站（http://www.brera.inaf.it/REFLEX）公开获取。

实验结果

研究问题

• RQ1 REFLEX巡天中447个X射线选源星系团的红移分布如何？其红移覆盖的完整性如何？
• RQ2 在ESO望远镜上使用多目标与单缝光谱仪测量这些星系团中星系红移的精度如何？
• RQ3 观测到的REFLEX星系团X射线光度函数在多大程度上符合无演化模型的预测？
• RQ4 REFLEX星系团的大尺度空间分布如何？它们在约100 h⁻¹ Mpc尺度上如何追踪宇宙大尺度结构？
• RQ5 在每个红移上可观测到的最大X射线光度是多少？它与XLF的指数尾部有何关联？

主要发现

• REFLEX巡天包含447个星系团，中值红移为0.08，在0.1–2.4 keV波段达到3×10⁻¹² erg s⁻¹ cm⁻²通量极限时，完整性超过90%。
• 共测量了192个星系团中1,406个新星系红移，其中多数此前缺乏红移信息。
• 红移测量精度通常为~100 km s⁻¹，高信噪比光谱的内部误差可低至50 km s⁻¹。
• 观测到的X射线光度函数在高红移处呈现明显的上包络，与从XLF积分导出的理论最大光度LMAX(z)一致。
• 在z < 0.2的红移范围内，星系团的大尺度分布显示出显著结构，包括约100 h⁻¹ Mpc尺度上的星系团聚集。
• L_X–z关系的上包络与从XLF导出的理论LMAX(z)曲线一致，其波动源于大尺度密度涨落。