[论文解读] ENACSVII, Galaxy density profiles of rich clusters of galaxies

C. Adami, A. Mazure+2 more|arXiv (Cornell University)|Apr 17, 1998

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 1被引用 3

一句话总结

本研究利用ENACS/COSMOS数据分析富星系团中的星系密度分布，通过最大似然拟合比较核心型（King、Hubble）与尖峰型（NFW、de Vaucouleurs）模型。结果表明，暗淡星系更倾向于采用核心型模型（King），而最亮星系则两种模型拟合效果相近，外层分布则暗示Ω₀值较低。

ABSTRACT

We have analyzed the projected galaxy distributions in a subset of the ENACS/ COSMOS cluster sample. We made Maximum-Likelihood fits to the distribution of COSMOS galaxies for 4 theoretical profiles, with `cores' (generalized King- and Hubble-profiles) and with `cusps' (generalized Navarro et al., or NFW, and de Vaucouleurs profiles). We use the Likelihood ratio to investigate whether the observations are better described by profiles with cusps or with cores. Taking the King and NFW profiles as model of either class, we find that about 75% of the clusters are better fitted by the King profile than by the NFW profile. However, for the individual clusters the preference for the King profile is rarely significant. When we limit ourselves to the central regions it appears that the significance increases drastically, with 65% of the clusters showing a strong preference for a King over an NFW profile. We constructed composite clusters from the COSMOS and ENACS data, taking special care to avoid the creation or the destruction of cusps. We scale by different ways (projected distances, core radii, r_{200}).In all three cases we find that the King profile is clearly preferred over the NFW profile. However, this preference is not shared by the brightest galaxies. We conclude that these galaxies are represented almost equally well by King and NFWprofiles, but that the distribution of the fainter galaxies clearly shows a core rather than a cusp. Finally, we compared the outer slope of the galaxy distributions in ourclusters with results for model calculations with different cosmological parameters. We conclude that the observed profile slope indicates a low value for Omega_0. This is consistent with the direct estimate of Omega_0 based on the M/L ratios of the individual clusters.

研究动机与目标

• 确定富星系团中的星系密度分布是否更符合核心型或尖峰型模型。
• 评估在单个星系团及其中心区域中，核心型与尖峰型模型之间的显著性差异。
• 构建复合星系团以降低噪声并避免人为引入尖峰或核心结构。
• 将观测到的外层斜率与宇宙学模型预测进行比较，以约束Ω₀值。
• 考察最亮星系与较暗星系成员在拟合表现上的差异。

提出的方法

• 对四种理论模型（广义King、Hubble、NFW、de Vaucouleurs）的投影星系分布进行最大似然拟合。
• 使用似然比检验对核心型（King、Hubble）与尖峰型（NFW、de Vaucouleurs）模型的拟合效果进行统计比较。
• 利用ENACS与COSMOS数据，通过多种缩放方法（投影距离、核心半径、r_200）构建复合星系团。
• 实施严格的选择标准，以避免在复合构建过程中人为引入或消除尖峰或核心结构。
• 将观测到的星系分布外层斜率与不同Ω₀值下宇宙学模拟的预测结果进行比较。
• 分别分析最亮星系与星系团中较暗星系成员的拟合表现。

实验结果

研究问题

• RQ1 在富星系团中，核心型模型（King）与尖峰型模型（NFW）哪一个对星系密度分布的拟合效果更优？
• RQ2 在单个星系团中，尤其是中心区域，对核心型模型的偏好是否具有统计显著性？
• RQ3 复合星系团的分布是否一致偏好核心型或尖峰型模型？这种偏好是否依赖于缩放方法？
• RQ4 最亮星系与一般较暗星系成员在拟合结果上存在哪些差异？
• RQ5 从星系密度分布的外层斜率中，可以对Ω₀值得出哪些约束？

主要发现

• 约75%的单个星系团比NFW模型更优地拟合King模型，尽管这种偏好很少具有统计显著性。
• 在中心区域，65%的星系团对King模型表现出强烈偏好，表明密集星系团中心存在核心结构。
• 利用ENACS与COSMOS数据构建的复合星系团分布，在所有三种缩放方法（投影距离、核心半径、r_200）下均一致偏好King模型而非NFW模型。
• 较暗星系的分布明显呈现核心特征，而最亮星系则几乎同样良好地被King与NFW模型拟合。
• 观测到的星系密度分布外层斜率与Ω₀值较低的假设一致，支持了基于单个星系团M/L比值的直接估计结果。
• 复合星系团中对核心型模型的偏好具有鲁棒性，不是缩放或数据组合带来的伪影。