[论文解读] The central region of the Fornax cluster -- II. Spectroscopy and radial velocities of member and background galaxies

M. Hilker, L. Infante+3 more|ArXiv.org|Jul 14, 1998

Scientific Research and Discoveries参考文献 1被引用 141

一句话总结

本研究利用低分辨率光谱学对福尔诺斯星系团中心区域的94个星系进行了径向速度测量，确认了八个福尔诺斯星系团成员，并发现了一个红移z=0.11的背景星系团。主要发现是，NGC 1399附近高表面亮度星系的过剩主要由该背景星系团造成，而非福尔诺斯星系团的本征成员；致密天体表现出球状星团与矮椭圆星系核之间的混合光谱特征。

ABSTRACT

Radial velocities of 94 galaxies brighter than about V_tot = 20 mag in the direction of the central Fornax cluster have been measured. Except for 8 Fornax members, all galaxies lie in the background. Among the 8 members, there are 5 nucleated dwarf ellipticals that are already listed in the FCC (Ferguson 1989, AJ 98, 367). Two of the 3 ``new'' members are very compact and have surface brightnesses comparable to globular clusters, however their luminosities are in the range of dwarf elliptical nuclei. The measured line indices (especially Mg2, H beta, and iron) of the brighter of the compact objects suggest a solar metallicity, whereas the fainter compact object as well as the dE,Ns have line indices that are similar to those of old metal-poor globular clusters (GCs). However, with these data it is not possible to clearly classify the compact objects either as very bright globular clusters, isolated nuclei of dE,Ns, or even compact ellipticals. A background galaxy cluster at z = 0.11 has been found just behind the center of the Fornax cluster. This explains the excess population of galaxies reported in Paper I. The brightest galaxy of the background cluster lies only 1.1 arcmin south of NGC 1399 and is comparable in absolute luminosity with the central Fornax galaxy itself.

研究动机与目标

• 为了解决福尔诺斯星系团中NGC 1399附近高表面亮度星系过剩现象的本质，该现象此前已在测光数据中被观测到。
• 测量中心福尔诺斯场区94个明亮星系（V ≤ 20 mag）的径向速度，以区分星系团成员与背景星系。
• 研究致密、高表面亮度天体的光谱特性，特别是其金属丰度，并分类为球状星团、矮椭圆星系核或紧凑椭圆星系。
• 评估背景污染对福尔诺斯星系团光度函数与颜色函数的影响。
• 探讨部分致密天体可能是潮汐撕裂的核化矮椭圆星系（dE,Ns）残余物的可能性。

提出的方法

• 采用低分辨率光谱学测量中心福尔诺斯星系团场区中视星等V ≈ 20 mag以上的94个星系的径向速度。
• 通过晚型星系的发射线和早型星系的吸收特征测定径向速度，速度精度约为~100 km s⁻¹。
• 对福尔诺斯成员星系测量线性指数（Mg2、Hβ、铁），以推断其金属丰度和恒星族特性。
• 通过空间与速度聚类分析，识别出一个位于太阳系速度v_helio ≈ 33,700 km s⁻¹、速度 dispersion σ_v = 316 km s⁻¹的背景星系集中区。
• 在包围背景星系团的梯形区域内分析光度与颜色分布，并减去场星系分布以进行对比。
• 将测光与光谱数据与福尔诺斯星系团星表（FCC）交叉匹配，以评估形态分类与动力学成员身份的一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 福尔诺斯星系团中NGC 1399附近高表面亮度星系过剩现象（如论文I所报告）的原因是什么？
• RQ2 福尔诺斯核心区域中致密、高表面亮度天体是星系团成员还是背景星系？
• RQ3 这些致密天体的金属丰度与恒星族成分为何？与球状星团和dE,Ns相比有何异同？
• RQ4 是否存在一个叠加在福尔诺斯星系团中心的背景星系团的证据？
• RQ5 中心区域星系的光度与颜色分布与孤立场星系相比有何差异？

主要发现

• 基于径向速度测量，确认了八个星系为福尔诺斯星系团成员，其中包括五个已在FCC中列出的核化矮椭圆星系（dE,Ns）。
• 识别出三个“新”的福尔诺斯成员，其中两个为致密天体，其表面亮度与球状星团相当，但绝对星等与dE,Ns相当。
• 两个新致密成员中较亮者表现出与太阳金属丰度一致的线性指数，而较暗者与dE,Ns的指数则与古老、金属贫乏的球状星团相似。
• 发现一个红移z = 0.11的背景星系团，包含19个星系集中于NGC 1399附近，速度 dispersion 为316 km s⁻¹。
• 该背景星系团中最亮星系位于NGC 1399以南1.1'处，其绝对星等与NGC 1399本身相当。
• 此前无法解释的中心福尔诺斯场区星系过剩现象，主要源于该背景星系团，而非福尔诺斯星系团的本征成员。