[论文解读] Extragalactic large-scale structures in the northern Zone of Avoidance

M. Ramatsoku, R. C. Kraan‐Korteweg+2 more|arXiv (Cornell University)|Dec 17, 2014

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 2被引用 4

一句话总结

本研究利用纳夏射电望远镜的H I 21 cm线观测，对北天银道区（ZoA）中252个此前未测量红移的星系进行了红移探测，揭示了与英仙-室女超星系团相关的两个主要大尺度结构：一个位于ℓ ≈ 90°的丝状结构，以及一个位于ℓ ≈ 160°的显著墙状结构，后者包含一个星系团，其中包含两个强射电星系和一个X射线星系团（CIZA J0450.0+4501）。这些发现扩展了英仙-室女超星系团的已知范围，表明其实际规模和动力学重要性超过以往认知。

ABSTRACT

We used the Nançay Radio Telescope (NRT) to measure the 21 cm line emission of near-infrared bright galaxies in the northern Zone of Avoidance (ZoA) without previous redshift determinations. We selected galaxies with extinction-corrected magnitudes $K_s^o \leq 11\hbox{$.\!\!^{ m m}$}25$ from the 2MASS Extended Source Catalog. These data will complement the existing 2MASS Redshift Survey (2MRS; first data release) as well as the ongoing 2MASS Tully-Fisher survey, both of which exclude the inner ZoA ($|b|< 5^{\circ}$), where the identification of galaxy candidates is the hardest. Of the $\sim$1000 identified 2MASX galaxy candidates we have so far detected 252 to our 3.0 mJy rms sensitivity limit and the velocity limit of 10500 km/s. The resulting redshift distribution reveals various new structures that were hitherto uncharted. They seem to form part of the larger Perseus-Pisces Supercluster (PPS). The most conspicuous is a ridge at about $\ell\approx 160^{\circ}$,$v \approx 6500$ km/s. Within this wall-like structure, two strong radio galaxies (3C 129 and 3C 129.1) are embedded which lie at the same distance as the ridge. They seem to form part of an X-ray cluster. Another prominent filament has been identified crossing the ZoA at $\ell \approx 90^\circ$, hence suggesting the second Perseus-Pisces arm is more extended than previously thought.

研究动机与目标

• 填补北天银道区（ZoA）中因尘埃消光和恒星密集导致光学巡天受阻而产生的红移空白。
• 探测银道区近红外明亮星系的H I 21 cm发射线，以获取光学光谱测量失败时的红移数据。
• 绘制北天银河平面内此前未被测绘的大尺度结构，特别是英仙-室女超星系团（PPS）区域。
• 在宇宙流场与大 attractor（大吸引子）的背景下，研究新发现的结构与星系团的动力学重要性。
• 提供数据以改进邻近宇宙中大尺度结构与局部速度流场的模型。

提出的方法

• 针对北天银道区（|b| ≤ 10°，δ > -39°）内1000个近红外亮度星系候选体（Ks⁰ ≤ 11.25 mag）进行观测。
• 使用100米纳夏射电望远镜进行定向H I 21 cm线观测，系统噪声为3.0 mJy，速度范围为-500至10,500 km s⁻¹。
• 采用位置切换模式，OFF源位置偏移20′，以最小化系统误差并提高信噪比。
• 应用2.6 km s⁻¹的谱分辨率，随后平滑至18 km s⁻¹用于源检测与红移测量。
• 将检测结果与NED及现有巡天（如2MRS、HIZOA）交叉比对，排除已观测过的源。
• 绘制红移分布以识别大尺度结构与星系团，特别是ℓ ≈ 90°与ℓ ≈ 160°区域。

实验结果

研究问题

• RQ1 由于尘埃消光影响，光学巡天中尚未探测到的北天银道区中存在哪些大尺度结构？
• RQ2 英仙-室女超星系团在银河平面方向的延伸范围是否比以往推断的更广？
• RQ3 位于ℓ ≈ 160°的显著射电星系是否表明银道区存在一个大质量X射线星系团？
• RQ4 银道区H I探测结果如何影响我们对宇宙流场及大吸引子影响的理解？
• RQ5 H I观测能否解决英仙-室女丝状结构在银河平面的连续性问题？

主要发现

• 从约1000个目标星系候选体中获得252个H I检测，检测率约为25%。
• 在ℓ ≈ 160°处发现一个显著的墙状结构，速度范围为v ≈ 6000–7000 km s⁻¹，其中两个强射电星系（3C 129与3C 129.1）处于相同红移，证实其与星系团的关联。
• 该ℓ ≈ 160°处的星系团被确认为X射线星系团CIZA J0450.0+4501，其X射线光度为1.89 × 10⁴⁴ h₅₀⁻² erg s⁻¹，表明其为一个大质量系统，尽管可能被低估。
• 在ℓ ≈ 90°处探测到一条穿越银道区的丝状结构，表明英仙-室女超星系团的第二条臂比以往认为的更广延。
• 红移分布证实了英仙-室女复合体在银河平面的连续性，将英仙星系团（A426）与阿贝尔569通过银道区连接起来。
• 研究结果表明，英仙-室女超星系团的延伸范围显著超过以往调查的推断，可能更为庞大，对局部宇宙流场具有重要影响。