[论文解读] The rich cluster of galaxies ABCG 85. III. Analyzing the ABCG 85/87/89 complex

F. Durret, W. Forman+3 more|arXiv (Cornell University)|Feb 13, 1998

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 1被引用 4

一句话总结

本研究结合ROSAT X射线数据、光学测光数据和红移数据，分析ABCG 85/87/89复合体，揭示了一条在PA ≈ 160°方向上对齐的相干丝状结构。研究结果表明，ABCG 87和ABCG 89中的星系、X射线辐射以及动力学亚结构均沿此方向对齐，支持宇宙大尺度丝状结构中物质沿丝状结构向星系团聚集的宇宙学模型。

ABSTRACT

We present a combined X-ray and optical analysis of the ABCG 85/87/89 complex of clusters of galaxies, based on the ROSAT PSPC image, optical photometric catalogues (Slezak et al. 1998), and an optical redshift catalogue (Durret et al. 1998). From this combined data set, we find striking alignments at all scales at PA$\simeq$160°. At small scales, the cD galaxy in ABCG 85 and the brightest galaxies in the cluster are aligned along this PA. At a larger scale, X-ray emission defines a comparable PA south-southeast of ABCG 85 towards ABCG 87, with a patchy X-ray structure very different from the regular shape of the optical galaxy distribution in ABCG 87. The galaxy velocities in the ABCG 87 region show the existence of subgroups, which all have an X-ray counterpart, and seem to be falling onto ABCG 85 along a filament almost perpendicular to the plane of the sky. To the west of ABCG 85, ABCG 89 appears as a significant galaxy density enhancement, but is barely detected at X-ray wavelengths. The galaxy velocities reveal that in fact this is not a cluster but two groups with very different velocities superimposed along the line of sight. These two groups appear to be located in intersecting sheets on opposite sides of a large bubble. These data and their interpretation reinforce the cosmological scenario in which matter, including galaxies, groups and gas, falls onto the cluster along a filament.

研究动机与目标

• 理解ABCG 85/87/89星系团复合体的大尺度结构和动力学状态。
• 研究星系、X射线辐射和速度亚结构在多尺度上的对齐特性。
• 确定ABCG 89是否为真实星系团，或仅为视线方向上的多个星系群的投影重叠。
• 检验物质沿宇宙网中丝状结构向星系团聚集的假设。
• 考察该复合体中亚结构的动力学与形态一致性。

提出的方法

• 利用ROSAT PSPC X射线成像技术绘制扩展X射线发射图，识别星系团复合体中的亚结构。
• 结合光学测光星表（Slezak et al. 1998）识别星系分布和亮度。
• 整合光学红移数据（Durret et al. 1998）测定径向速度，检测动力学亚群。
• 分析在PA ≈ 160°方向上cD星系、X射线峰值和星系群的空间对齐关系。
• 利用速度 dispersion 和红移分析区分物理关联的星系群与视线方向上的投影重叠。
• 绘制X射线和光学特征的空间分布，推断丝状结构的几何形态。

实验结果

研究问题

• RQ1 在ABCG 85/87/89复合体中，X射线发射、星系分布和动力学亚结构是否存在大尺度的相干对齐？
• RQ2 ABCG 89的真实性质是什么——它是否代表一个单一星系团，还是视线方向上多个星系群的投影重叠？
• RQ3 ABCG 87中的动力学亚结构是否表明物质沿垂直于天球面的丝状结构发生吸积？
• RQ4 该复合体的空间与动力学特性如何支持或挑战星系团形成中的丝状吸积模型？
• RQ5 ABCG 87中X射线形态与光学星系分布相比有何重要意义？

主要发现

• 在所有尺度上均观测到PA ≈ 160°方向的显著对齐，将ABCG 85中的cD星系与星系团中最亮星系连接起来。
• ABCG 87的X射线发射沿PA ≈ 160°方向向东南延伸至ABCG 85之外，形成不规则的斑块状结构，与规则星系团形态不符。
• ABCG 87区域的星系速度数据揭示多个亚群，每个亚群均有对应的X射线对应体，表明物质正沿丝状结构持续吸积。
• 该丝状结构几乎垂直于天球面，与宇宙大尺度结构的视线投影一致。
• ABCG 89表现为星系密度增强，但在X射线中几乎不可见，其红移数据揭示两个具有不同径向速度的独立星系群。
• ABCG 89中的两个星系群位于一个大X射线空腔或气泡的两侧，表明它们可能位于宇宙网中相交的片状结构内。