[论文解读] UV Imaging of the Galaxy Cluster CL0939+4713 (Abell 851) at z=0.41

L. M. Buson, F. Bertola+4 more|ArXiv.org|Oct 5, 1999

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 34被引用 9

一句话总结

本研究首次对红移 z=0.41 的遥远星系团 CL0939+4713 进行了哈勃空间望远镜 WFPC2 的紫外 (F300W 和 F218W) 观测，结合紫外/光学颜色-星等图与形态分类，研究星系群体的演化。结果表明，星系团星系的本征中紫外至光学颜色与被动演化模型一致，暗示大质量星系中紫外突起现象可能始于 z ≈ 1–2。

ABSTRACT

The first UV F300W and F218W WFPC2 observations of the rich galaxy cluster CL0939+4713 at z=0.41 are presented and discussed. UV/optical two-color and c-m diagrams of the sources detected in the F300W waveband are constructed. Thanks to pre-existing HST optical images of the same field a morphological classification for the majority of these objects is also provided. Moreover, taking advantage of recent redshift surveys along CL0939+4713 line of sight, separate diagrams comparing the properties of galaxies belonging to the cluster and to its close projected field are presented. Possible evolutionary effects in the UV from z~0.4 to present time are investigated by comparing the restframe [mid-UV-Optical] colors of galaxies in CL0939+4713 with balloon-borne data of the Coma cluster, as well as by resorting to suitable galaxy evolution models. Finally, current attempts to constrain the epoch of the UV-upturn onset in evolved populations by means of HST UV observations are discussed.

研究动机与目标

• 利用哈勃空间望远镜观测，研究红移 z=0.41 的遥远富星系团中星系的本征紫外特性。
• 通过与本地类似星系团（如室女座星系团）比较，探究星系团星系的演化状态。
• 通过与理论模型比较，约束演化星系群体中紫外突起现象的开始 epoch。
• 利用视线方向的红移巡天，将星系团成员与前景/背景星系分离。
• 评估形态与环境因素对早期型星系紫外光度与颜色的影响。

提出的方法

• 获取哈勃空间望远镜 WFPC2 在 F300W（中紫外）和 F218W（近紫外）波段的 CL0939+4713 星系团场深空图像。
• 利用 F300W 检测到的源与现有 HST 数据提供的光学测光，构建紫外/光学双色图与颜色-星等图。
• 基于 HST 光学图像中的结构特征，对检测到的星系进行形态分类。
• 利用视线方向的红移巡天，将星系团成员与投影场星系在图中分离。
• 将 CL0939+4713 星系的本征 [中紫外–光学] 颜色与红移 ≈0.02 的室女座星系团的高空气球观测数据进行比较。
• 应用合成星系演化模型，解释观测到的紫外颜色，并估算紫外突起现象开始的红移。

实验结果

研究问题

• RQ1 在红移 z=0.41 时，星系团 CL0939+4713 中早期型星系的本征中紫外至光学颜色分布如何？
• RQ2 CL0939+4713 星系的紫外特性与邻近室女座星系团相比如何？这对演化意味着什么？
• RQ3 基于观测颜色与模型，演化星系群体中紫外突起现象可能在多大红移下开始？
• RQ4 形态与环境因素在多大程度上影响星系团中星系的紫外光度与颜色？
• RQ5 HST 紫外观测能否帮助区分 z≈0.4 时星系团中星系的被动演化与持续恒星形成？

主要发现

• CL0939+4713 中早期型星系的本征 [中紫外–光学] 颜色与本地早期型星系一致，表明几乎没有持续的恒星形成。
• CL0939+4713 星系的紫外颜色与被动演化模型高度匹配，表明自 z≈0.4 以来紫外性质几乎没有演化。
• 与室女座星系团数据的比较表明，大质量星系中的紫外突起现象可能始于红移 z ≈ 1–2，依据颜色演化推断。
• 星系团中紫外突起现象最合理的解释是存在年龄较大、金属丰度较高的恒星种群，且包含显著的热成分。
• 基于 HST 图像的星系形态分析证实，紫外最明亮的天体主要是具有致密球状结构的早期型星系。
• 观测到的紫外颜色分布支持紫外突起是演化成熟、被动演化系统的特性，而非持续恒星形成的结果。