[论文解读] Spectroscopy of clusters in the ESO distant cluster survey (EDisCS).II. Redshifts, velocity dispersions, and substructure for clusters in the last 15 fields

B. Milvang‐Jensen, Stefan Noll+18 more|Max Planck Digital Library|Feb 1, 2008

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 1被引用 58

一句话总结

本研究利用甚大望远镜/FORS2仪器对ESO深空星系团巡天（EDisCS）中15个场的21个星系团进行了光谱红移、速度弥散度及亚结构分析。作者在数据重排之前采用了一种新颖的天空背景扣除方法，将噪声降低了多达10倍，发现在九个约束良好的星系团中有两个存在亚结构，其红移范围为0.40–0.96，速度弥散度在166至1080 km s⁻¹之间。

ABSTRACT

AIMS. We present spectroscopic observations of galaxies in 15 survey fields as part of the ESO Distant Cluster Survey (EDisCS). We determine the redshifts and velocity dispersions of the galaxy clusters located in these fields, and we test for possible substructure in the clusters. METHODS. We obtained multi-object mask spectroscopy using the FORS2 instrument at the VLT. We reduced the data with particular attention to the sky subtraction. We implemented the method of Kelson for performing sky subtraction prior to any rebinning/interpolation of the data. From the measured galaxy redshifts, we determine cluster velocity dispersions using the biweight estimator and test for possible substructure in the clusters using the Dressler-Shectman test. RESULTS. The method of subtracting the sky prior to any rebinning/interpolation of the data delivers photon-noise-limited results, whereas the traditional method of subtracting the sky after the data have been rebinned/interpolated results in substantially larger noise for spectra from tilted slits. Redshifts for individual galaxies are presented and redshifts and velocity dispersions are presented for 21 galaxy clusters. For the 9 clusters with at least 20 spectroscopically confirmed members, we present the statistical significance of the presence of substructure obtained from the Dressler-Shectman test, and substructure is detected in two of the clusters. CONCLUSIONS. Together with data from our previous paper, spectroscopy and spectroscopic velocity dispersions are now available for 26 EDisCS clusters with redshifts in the range 0.40-0.96 and velocity dispersions in the range 166-1080 km/s.

研究动机与目标

• 测量ESO深空星系团巡天（EDisCS）最后15个场中星系团的精确红移和速度弥散度。
• 利用Dressler–Shectman检验评估这些星系团中是否存在亚结构。
• 通过在数据重排前实施一种新颖的天空背景扣除方法，提升数据处理质量。
• 提供一份全面的光谱数据集，用于研究中等红移（z ≈ 0.4–0.96）下星系团的星系演化。
• 实现光谱速度弥散度与弱引力透镜质量估计之间的比较，以校准星系团质量。

提出的方法

• 在15个EDisCS场中使用甚大望远镜（VLT）上的FORS2仪器获取多目标光谱数据。
• 在任何数据重排或插值之前应用Kelson的天空背景扣除方法，以最小化噪声，尤其适用于倾斜狭缝观测。
• 使用生物权重估计器从光谱确认的星系成员中计算星系团的速度弥散度。
• 对至少拥有20个光谱确认成员的星系团应用Dressler–Shectman检验，以探测动力学亚结构。
• 将本研究的数据与Halliday等人（2004年）的先前结果相结合，形成一个包含26个星系团、具有完整光谱覆盖的样本。
• 将光谱速度弥散度与Clowe等人（2006年）的弱引力透镜质量估计进行比较，以评估一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在EDisCS最后15个场中，星系团的红移和速度弥散度分别是多少？
• RQ2 在重排之前应用新颖的天空背景扣除方法，对光谱数据信噪比有何影响？
• RQ3 哪些星系团表现出显著的动力学亚结构？这些发现与整体星系团群体相比如何？
• RQ4 在高红移星系团中，光谱速度弥散度与弱引力透镜质量估计的一致性如何？
• RQ5 EDisCS星系团在质量与速度弥散度方面，对低红移星系团前身体的代表性如何？

主要发现

• 在数据重排之前应用天空背景扣除方法，与传统的重排后扣除方法相比，噪声降低最多达10倍，尤其在倾斜狭缝观测中效果显著。
• 成功测量了单个星系的红移，并确定了21个星系团的速度弥散度，其红移范围为0.40至0.96。
• 对于至少拥有20个光谱确认成员的星系团，Dressler–Shectman检验在统计显著水平上检测到两个星系团存在亚结构。
• 在总共14个被检验的星系团中（包括Halliday等人2004年的结果），有四个星系团在95%置信水平上检测到亚结构。
• 光谱速度弥散度与弱引力透镜质量估计结果基本一致，且在检测到亚结构的星系团中未发现显著偏移。
• EDisCS星系团样本的速度弥散度范围广泛（166–1080 km s⁻¹），使其成为研究中等红移下与质量相关的星系团演化机制的理想样本。