[论文解读] A Deep Halpha Survey of Galaxies in the Two Nearby Clusters Abell1367 and Coma: The Halpha Luminosity Functions

J. Iglésias-Páramo, A. Boselli+3 more|CERN Bulletin|Jan 16, 2002

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 43被引用 45

一句话总结

本研究首次基于INT 2.5米望远镜的宽场H𝛼成像，获得了邻近星系团阿贝尔1367和室女星团的深空H𝛼光度函数（LF）。研究发现，阿贝尔1367、室女座和Coma星系团的Schechter参数一致——ϕ* ≈ 10⁰.⁰⁰±⁰.⁰⁷ Mpc⁻³，L* ≈ 10⁴¹.²⁵±⁰.⁰⁵ erg s⁻¹，α ≈ −0.70±0.10——表明其斜率更平缓且L*更低，与场星系相比可能暗示环境抑制了恒星形成，尽管场星系巡天的不完整性可能影响该比较。这两个星系团分别对局部恒星形成率密度的贡献约为0.25%和10.8%。

ABSTRACT

We present a deep wide field Halpha imaging survey of the central regions of the two nearby clusters of galaxies Coma and Abell1367, taken with the WFC at the INT2.5m telescope. We determine for the first time the Schechter parameters of the Halpha luminosity function (LF) of cluster galaxies. The Halpha LFs of Abell1367 and Coma are compared with each other and with that of Virgo, estimated using the B band LF by Sandage et al. (1985) and a L(Halpha) vs M_B relation. Typical parameters of phi^* ~ 10^0.00+-0.07 Mpc^-3, L^* ~ 10^41.25+- 0.05 erg sec^-1 and alpha ~ -0.70+-0.10 are found for the three clusters. The best fitting parameters of the cluster LFs differ from those found for field galaxies, showing flatter slopes and lower scaling luminosities L^*. Since, however, our Halpha survey is significantly deeper than those of field galaxies, this result must be confirmed on similarly deep measurements of field galaxies. By computing the total SFR per unit volume of cluster galaxies, and taking into account the cluster density in the local Universe, we estimate that the contribution of clusters like Coma and Abell1367 is approximately 0.25% of the SFR per unit volume of the local Universe.

研究动机与目标

• 首次测定邻近星系团阿贝尔1367和Coma中星系的H𝛼光度函数（LF）。
• 利用B波段LF和L(H𝛼)与MB的关系，将这两个星系团的H𝛼 LF与室女座星系团的LF进行比较。
• 评估这些星系团对局部宇宙中总恒星形成率（SFR）密度的贡献。
• 探究星系团环境是否导致星系恒星形成特性与场星系存在差异。
• 评估观测到的H𝛼 LF形状差异是否源于真实演化效应，或场巡天中的观测不完整性。

提出的方法

• 利用INT 2.5米望远镜上的WFC相机，对每个星系团进行深度宽场H𝛼成像，覆盖各约一平方度的区域。
• 数据处理包括偏置减除、平场校正、宇宙射线去除，以及利用标准星进行测光定标。
• 通过源提取和孔径测光法，在H𝛼和[Si II]滤光片中完成星系检测与流量测量。
• 通过将检测到的星系按光度分箱，并拟合Schechter函数，构建H𝛼光度函数：ϕ(L) dL = ϕ* (L/L*)^α exp(−L/L*) d(L/L*)。
• 利用关系式L(H𝛼) = 9.40×10⁴⁰ × SFR (M☉ yr⁻¹) erg s⁻¹，计算单位体积的恒星形成率（SFR）。
• 通过结合星系团的单位体积SFR与其局部空间密度（阿贝尔2型星系团为1.84×10⁻⁵ Mpc⁻³，阿贝尔1型星系团为8.46×10⁻⁴ Mpc⁻³），估算星系团对局部SFR密度的贡献。

实验结果

研究问题

• RQ1 阿贝尔1367和Coma星系团中星系的H𝛼光度函数的Schechter参数是什么？
• RQ2 考虑到不同的星系团类型和环境，阿贝尔1367和Coma的H𝛼 LF与室女座星系团的LF相比如何？
• RQ3 阿贝尔1367和Coma型星系团对局部宇宙中总恒星形成率密度的贡献是多少？
• RQ4 观测到的星系团与场星系之间H𝛼 LF形状的差异是真实的，还是场巡天不完整性所致？
• RQ5 星系团中低光度H𝛼发射体的匮乏是环境熄灭的迹象，还是观测偏差的结果？

主要发现

• 阿贝尔1367和Coma的H𝛼光度函数彼此一致，并与室女座星系团一致，Schechter参数为ϕ* ≈ 10⁰.⁰⁰±⁰.⁰⁷ Mpc⁻³，L* ≈ 10⁴¹.²⁵±⁰.⁰⁵ erg s⁻¹，α ≈ −0.70±0.10。
• 星系团LF表现出更平缓的斜率（α ≈ −0.70）和更低的特征光度（L*），低于场星系LF的外推值，暗示可能存在环境抑制恒星形成。
• 阿贝尔1367的单位体积总SFR为2.20 M☉ yr⁻¹ Mpc⁻³，Coma为1.36 M☉ yr⁻¹ Mpc⁻³，两者均显著高于Gallego等人（1995年）报告的局部值0.013 M☉ yr⁻¹ Mpc⁻³。
• 校正星系团密度后，阿贝尔2型星系团（如Coma和阿贝尔1367）对局部SFR密度的贡献估计为0.25%。
• 基于更高的空间密度和单位体积SFR，阿贝尔1型星系团（如室女座）对总局部SFR密度的贡献估计为10.8%。
• 星系团中低光度Hα发射体的表观匮乏，可能源于当前场巡天的不完整性，因为与场数据归一化后，在完整性限制内保持一致。