[論文レビュー] Theory of galaxy dynamics in clusters and groups

G. A. Mamon|arXiv (Cornell University)|Nov 17, 1999

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、銀河団・銀河群における銀河運動の解析的理論を構築し、主なポテンシャルからの潮汐力が銀河のサイズや合体断面積を制限することを考慮している。この理論により、銀河がより大きな系に喰い荒らわれる前に顕著な主要合体を経験するのは、質量の大きな銀河に限られることを示しており、中心部では潮汐力が合体を抑制するが、外縁部では合体を促進する。この結果、密度の高い環境における観測された合体率と理論的予測の間に矛盾が生じないことが示された。

ABSTRACT

Analytical estimates of the mass and radial dependence of the rates of galaxy mergers and of tidal interactions are derived for clusters and groups of galaxies, taking into account the tides from the system potential that limit the sizes of galaxies. Only high mass galaxies undergo significant major merging before being themselves cannibalized by more massive galaxies. Strong tides from the group/cluster potential severely limit the merger/tide cross-sections in the central regions, and while tides are most efficient at the periphery, one should see merging encounters further inside rich clusters.

研究の動機と目的

• 銀河団／銀河群のポテンシャルからの潮汐力が銀河の合体および相互作用率にどのように影響するかを理解すること。
• 銀河団・銀河群における銀河の合体および潮汐相互作用断面積の半径依存性を定量化すること。
• 銀河がより大きな系に喰い荒らわれる前に主要合体を経験する条件を特定すること。
• 密度の高い銀河環境における観測された合体頻度と理論的モデルの整合性をとること。
• 銀河団コアにおける潮汐截断が銀河のサイズおよび相互作用効率に与える影響を評価すること。

提案手法

• 銀河団／銀河群のポテンシャルを用いて潮汐半径および銀河サイズへの截断効果を推定する解析的モデリングにより、銀河の潮汐力の分析。
• 密度の高い領域における潮汐抑制を組み込んだ、半径関数としての合体および潮汐相互作用断面積の導出。
• 球対称性およびバーリア平衡の仮定を用いて、銀河団／銀河群の運動をモデリング。
• 銀河質量関数および速度分散プロファイルを用いて、半径領域ごとの合体率を推定。
• エネルギーおよび角運動量の考慮を用いて、銀河の軌道減衰および喰い荒らしをモデリング。
• 断面積を半径プロファイル全体にわたって数値積分し、合体率の総合を計算。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 銀河団／銀河群のポテンシャルからの潮汐力は、中心部における銀河合体および潮汐相互作用断面積をどのように抑制するか？
• RQ2 銀河団・銀河群における銀河の合体および潮汐相互作用率の半径依存性は何か？
• RQ3 どの質量の銀河が、喰い荒らわれる前に顕著な主要合体を経験する可能性が最も高いか？
• RQ4 強力な潮汐場が存在するにもかかわらず、豊富な銀河団の外縁部で合体の接触が観測されるのはなぜか？
• RQ5 銀河の潮汐截断は、相互作用の有効断面積にどのように影響するか？

主な発見

• 銀河団／銀河群のポテンシャルからの潮汐力は、中心部において合体および潮汐相互作用断面積を顕著に減少させ、相互作用を抑制する。
• 密度の高い環境では、合体が顕著に進行するのは、質量の大きな銀河に限られる。
• 中心部では強い潮汐力があるにもかかわらず、合体の接触は外縁部でより多く観測される。これは、潮汐抑制が弱いためである。
• 潮汐截断は銀河のサイズを制限し、特に銀河団コア部では有効相互作用断面積を減少させる。
• 相互作用率の半径プロファイルは外縁部にピークを示し、観測された銀河団外縁部の合体銀河と整合的である。
• このモデルは、銀河団コア部に主要合体がほとんど観測されない現象を説明するとともに、低密度領域ではそれらが存在することを説明できる。