[论文解读] The 3XMM/SDSS Stripe 82 Galaxy Cluster Survey: Cluster catalogue and discovery of two merging cluster candidates

A. Takey, F. Durret+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 17, 2016

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 84被引用 7

一句话总结

本研究利用XMM-Newton的X射线数据（来自3XMM-DR5星表）和SDSS条带82的光学数据，开展星系团巡天，识别出54个红移在0.05至1.19之间的确认星系团。研究发现了两个新的并合星系团候选体，分别位于z = 0.11和z = 0.26，并为17个新通过X射线发现的星系团及40个未确认的候选体提供了完整的X射线和光学性质星表，其中包括25个红移z > 0.6的星系团。

ABSTRACT

We present a galaxy cluster survey based on XMM-Newton observations that are located in Stripe 82 of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS). The survey covers an area of 11.25 deg$^2$. The X-ray cluster candidates were selected as serendipitously extended detected sources from the third XMM-Newton serendipitous source catalogue (3XMM-DR5). A cross-correlation of the candidate list that comprises 94 objects with recently published X-ray and optically selected cluster catalogues provided optical confirmations and redshift estimates for about half of the candidate sample. We present a catalogue of X-ray cluster candidates previously known in X-ray and/or optical bands from the matched catalogues or NED. The catalogue consists of 54 systems with redshift measurements in the range of 0.05-1.19 with a median of 0.36. Of these, 45 clusters have spectroscopic confirmations as stated in the matched catalogues. We spectroscopically confirmed another 6 clusters from the available spectroscopic redshifts in the SDSS-DR12. The cluster catalogue includes 17 newly X-ray discovered clusters, while the remainder were detected in previous XMM-Newton and/or ROSAT cluster surveys. Based on the available redshifts and fluxes given in the 3XMM-DR5 catalogue, we estimated the X-ray luminosities and masses for the cluster sample. We also present the list of the remaining X-ray cluster candidates (40 objects) that have no redshift information yet in the literature. Of these candidates, 25 sources are considered as distant cluster candidates beyond a redshift of 0.6. We also searched for galaxy cluster mergers in our cluster sample and found two strong candidates for newly discovered cluster mergers at redshifts of 0.11 and 0.26. The X-ray and optical properties of these systems are presented.

研究动机与目标

• 利用XMM-Newton X射线数据和SDSS的光学测光数据，在SDSS条带82区域构建一个多波段星系团星表。
• 识别并表征X射线选中的星系团，包括新发现的系统和并合星系团候选体。
• 估算星系团的X射线光度、质量及红移，以支持宇宙学和关系定标研究。
• 提供一个用于详细分析星系团性质（包括星系光度函数和形态特征）的资源。
• 识别遥远星系团候选体，特别是红移z > 0.6的星系团，以供未来光谱后续观测。

提出的方法

• 从3XMM-DR5偶然源星表中选取星系团候选体，重点关注SDSS条带82区域11.25 deg²范围内的扩展X射线发射。
• 将X射线候选体与现有的X射线和光学星系团星表以及NED进行交叉相关，以获取红移和光学确认信息。
• 利用SDSS-DR12的光谱红移数据，对6个此前未确认的星系团进行光谱确认。
• 基于3XMM-DR5的通量和标准关系定标，估算X射线光度（L_X）和质量（M_500）。
• 根据X射线检测质量及红移预期（z < 0.6 或 z > 0.6），对剩余40个X射线候选体进行分类。
• 通过X射线形态分析和光学过密度分析识别并合星系团候选体，辅以红移和通量测量结果。

实验结果

研究问题

• RQ1 在SDSS条带82区域内，3XMM-DR5星表中X射线星系团检测的完整性和纯净度如何？
• RQ2 X射线星系团候选体中有多少是新发现的？其中有多少比例拥有光谱红移？
• RQ3 哪些X射线星系团候选体表现出正在进行的并合过程的形态学和动力学特征？
• RQ4 确认星系团的X射线光度和质量是多少？它们与红移之间有何相关性？
• RQ5 未确认的X射线候选体中，有多少比例很可能是高红移星系团（z > 0.6）？

主要发现

• 本巡天最终生成了54个确认星系团的星表，其红移范围为0.05至1.19，中位数为0.36。
• 45个星系团通过匹配星表获得光谱确认，另有6个星系团通过SDSS-DR12光谱数据获得确认。
• 17个星系团是利用XMM-Newton数据新发现的X射线星系团，此前在ROSAT或早期XMM-Newton巡天中未被探测到。
• 在z = 0.11和z = 0.26处识别出两个强并合星系团候选体，其X射线和光学形态均显示明显的并合特征，表明并合过程正在进行。
• 在40个未确认的X射线候选体中，25个被归类为高红移候选体（z > 0.6），表明其具有未来深度后续观测的潜力。
• 所有54个星系团的X射线光度（L_X）和质量（M_500）均基于3XMM-DR5的通量和标准关系定标进行估算，为统计和宇宙学研究提供了支持。