[论文解读] The 2XMMi/SDSS Galaxy Cluster Survey. II. The optically confirmed cluster sample and the L_X-T relation

A. Takey, A. Schwope+1 more|Aug 30, 2013

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 87被引用 18

一句话总结

本论文基于2XMMi/SDSS巡天，构建了一个大规模的X射线选银河系星系团星表，结合XMM-Newton的X射线数据与SDSS的光学测光和光谱数据，在0.03 < z < 0.70红移范围内确认了530个星系团（其中75%为新发现）。通过光谱拟合与标度关系，对345个星系团测得X射线亮度、温度与质量，对另外185个星系团则基于通量估算其性质；当排除低亮度星系群后，发现L_X-T关系的斜率与色散在红移上无演化迹象。

ABSTRACT

We compile a sample of X-ray-selected galaxy groups and clusters from the XMM-Newton serendipitous source catalogue (2XMMi-DR3) with optical confirmation and redshift measurement from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS). The X-ray cluster candidates were selected from the 2XMMi-DR3 catalogue in the footprint of the SDSS-DR7. We developed a finding algorithm to search for overdensities of galaxies at the positions of the X-ray cluster candidates in the photometric redshift space and to measure the redshifts of the clusters from the SDSS data. The detection algorithm provides the photometric redshift of 530 galaxy clusters. Of these, 310 clusters have a spectroscopic redshift for at least one member galaxy. About 75 percent of the optically confirmed cluster sample are newly discovered X-ray clusters. Moreover, 301 systems are known as optically selected clusters in the literature while the remainder are new discoveries in X-ray and optical bands. The optically confirmed cluster sample spans a wide redshift range 0.03-0.70 (median z=0.32). In this paper, we present the catalogue of X-ray-selected galaxy groups and clusters from the 2XMMi/SDSS galaxy cluster survey. The catalogue has two subsamples: (i) a cluster sample comprising 345 objects with their X-ray spectroscopic temperature and flux from the spectral fitting, and (ii) a cluster sample consisting of 185 systems with their X-ray flux from the 2XMMi-DR3 catalogue, because their X-ray data are insufficient for spectral fitting. The updated L_X-T relation of the current sample with X-ray spectroscopic parameters is presented. We see no evidence for evolution in the slope and intrinsic scatter of the L_X-T relation with redshift when excluding the low-luminosity groups.

研究动机与目标

• 利用XMM-Newton与SDSS数据，编制一个大规模、经光学确认的X射线选星系团样本。
• 通过光谱拟合与标度关系，测量星系团的X射线亮度、温度与质量。
• 研究X射线亮度-温度（L_X-T）关系在宇宙时空中如何演化。
• 识别并表征新发现的X射线星系团，特别是高红移星系团。
• 通过多波段交叉识别，提升X射线星系团星表的完整性和可靠性。

提出的方法

• 从SDSS-DR7覆盖区内的2XMMi-DR3 XMM-Newton意外源星表中，选取1180个X射线星系团候选体。
• 开发了一种查找算法，在X射线源位置检测星系团的星系过密现象，并利用SDSS测光数据估算光谱红移。
• 对310个星系团使用SDSS的光谱红移数据，其中175个来自前期工作（论文I），135个为新确认。
• 对高质量X射线数据执行光谱拟合，推导出345个星系团的X射线通量、亮度与温度。
• 对185个数据不足、无法进行光谱拟合的星系团，使用2XMMi-DR3的通量数据。
• 基于X射线温度与亮度，通过迭代标度关系估算物理参数（R_500, L_500, M_500, T_500）。

实验结果

研究问题

• RQ1 在2XMMi/SDSS巡天中，X射线选星系团的红移分布与光学确认率如何？
• RQ2 星系团的X射线亮度与温度如何随红移演化，特别是对低亮度星系群而言？
• RQ3 L_X-T关系的斜率与本征色散在不同红移区间是否一致？
• RQ4 在光学上被确认的星系团中，有多少比例是在X射线与光学波段均为新发现？
• RQ5 星系团的物理性质（如质量、半径）如何与其中X射线和光学可观测量相关联？

主要发现

• 该巡天共确认530个星系团，其中310个具有SDSS提供的光谱红移，其余为测光红移。
• 约75%的光学确认星系团样本为X射线波段的新发现。
• 样本覆盖了从0.03到0.70的宽红移范围，中值红移为0.32。
• 当排除低亮度星系群后，L_X-T关系的斜率与先前研究一致，且在红移上无显著演化，斜率与色散均保持稳定。
• 当将低亮度星系群纳入低红移子样本时，其斜率与高红移子样本不一致。
• 星表包含345个具有X射线光谱参数的星系团，以及185个基于2XMMi-DR3通量参数的星系团，是迄今基于XMM-Newton的最大的X射线选星系团星表。