научная статья по теме ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СКОПЛЕНИЙ ГАЛАКТИК В ОБЛАСТИ СВЕРХСКОПЛЕНИЯ LEO Астрономия

Текст научной статьи на тему «ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СКОПЛЕНИЙ ГАЛАКТИК В ОБЛАСТИ СВЕРХСКОПЛЕНИЯ LEO»

УДК 524.7

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СКОПЛЕНИЙ ГАЛАКТИК В ОБЛАСТИ СВЕРХСКОПЛЕНИЯ LEO

© 2011 г. Ф. Г. Копылова*, А. И. Копылов

Специальная астрофизическая обсерватория РАН, пос. Нижний Архыз Поступила в редакцию 28.07.2010 г.

Представлены результаты исследования свойств скоплений галактик в области сверхскопления галактик Лев (Leo) с использованием наблюдательных данных из каталогов SDSS и 2MASS. В области сверхскопления размером 130 на 60 Мпк в картинной плоскости (z ~ 0.037) отобраны 14 скоплений галактик с суммарной динамической массой 1.77 х 1015Mq. Составная функция светимости сверхскопления описывается функцией Шехтера с параметрами, в пределах ошибок соответствующими галактикам поля, и для одинакового интервала светимостей (яркий конец) не отличается от функции светимости более богатого сверхскопления Большая Медведица (UMa). Функция светимости галактик ранних типов в Leo на слабом конце характеризуется резким уменьшением числа галактик (а = —0.60 ± 0.08), а функция светимости галактик поздних типов крутым ростом (а = —1.44 ± 0.10). В вириализованных областях скоплений доля галактик ранних типов, отобранных по цвету u—r, по вкладу балджа и по индексу концентрации среди галактик ярче MK + 1 составляет в среднем 62%. Эта доля на уровне 2—3а меньше, чем в сверхскоплении UMa. Светимости скоплений галактик в ближней ИК области до фиксированной звездной величины коррелируют с массой скоплений практически таким же образом, как у других выборок скоплений галактик (Ь200,к « М2°С103±0'11 ).

Ключевые слова : массы и светимости галактик, скопления галактик: сверхскопление Leo.

ВВЕДЕНИЕ

Подобно тому, как галактики расположены в разном окружении (в группах, в скоплениях и в волокнах), так и сами эти системы часто входят в состав сверхскоплений галактик, которые являются их более глобальным окружением. Такое окружение оказывает определяющее влияние на образование, эволюцию и динамический статус групп и скоплений галактик (Эйнасто и др., 2003; Плионис, 2004). Наиболее выдающимися областями являются ядра сверхскоплений, где группы и скопления богаче и галактик ранних типов больше (Эйнасто и др., 2008). В космологической близости от нас сверхскопления галактик имеют вид вытянутых сплющенных волокнистых структур. Например, изученное нами сверхскопление Большая Медведица по данным Слоановского обзора представляет собой слоистую систему, состоящую из трех больших волокнистых структур (Копылова, Копылов, 2007). Целью данной работы является изучение свойств скоплений галактик, расположенных в сверхскоплении Лев, и сравнение полученных характеристик с аналогичными для сверхскопления UMa. Работа выполнена нами

Электронный адрес: flera@sao.ru

с привлечением данных каталогов 2MASS (Two-Micron All-Sky Survey) и SDSS (Sloan Digital Sky Survey). Основное отличие данного исследования от аналогичных работ заключено в том, что мы дополнили данные каталога протяженных объектов 2MASX (он не является глубоким обзором) более слабыми галактиками каталога SDSS (звездная величина в фильтре Ks вычислена по цвету u—r). Такая процедура позволила нам увеличить количество членов скоплений с измеренными лучевыми скоростями в среднем на 40%.

Статья организована следующим образом. Сначала определены параметры скоплений галактик: дисперсия лучевых скоростей галактик, радиус ви-риальной области, масса. Далее вычислены и приведены полные светимости скоплений в фильтре Ks (далее просто K), составная функция светимости скоплений системы Leo, функции светимости галактик ранних и поздних типов и различные корреляции между полученными характеристиками скоплений галактик. В Заключении перечислены полученные результаты. В работе мы использовали следующие космологические параметры: Qm = 0.3, Пл = 0.7, H0 = 70 км с"1 Мпк"1.

Рис. 1. Карта распределения галактик и скоплений галактик в области сверхскопления Leo в диапазоне лучевых скоростей cz = 9300-12 299 км c"1.

ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СКОПЛЕНИЙ ГАЛАКТИК

Исследуемая нами выборка составлена из 14 скоплений галактик, располагающихся в области сверхскопления Leo (рис. 1). Система скоплений расположена практически в картинной плоскости и вытянута на 50o по склонению (это примерно 130 Мпк), если учесть изолированное скопление A1314, которое в каталоге сверхскоплений Эй-насто и др. (1997) не включено в эту систему. Кроме эйбелловских (Эйбелл и др., 1989) скоплений мы добавили два рентгеновских скопления RXCJ1057 (Эбелинг и др., 1998) и RXCJ1205 (Борингер и др., 2000), находящихся в области сверхскопления на этих же красных смещениях, скопление U418 (Рамелла и др., 2002) и скопление RBS0858 (Шво-пе, 2000). Красные смещения скоплений в Leo

заключены в диапазоне 0.032 < z < 0.043, включая компоненту B скопления A1228. Для галактик мы использовали спектральные данные, представленные в каталоге SDSS (Data Release 7) и дополнили их данными из NASA Extragalactic Database (NED).

Динамическая масса скоплений определялась по дисперсии лучевых скоростей галактик в предположении, что скопления находятся в вириальном равновесии. Согласно Карлбергу и др. (1997), радиус скопления, в пределах которого плотность превышает критическую в 200 раз, близок к вириальному и его можно оценить по формуле i?2oo = л/Зо-/ (10 H(z)) Мпк. В предположении Mvir ~ M200 масса в пределах R200 равна M200 =

= 3G-1 R2oo^200. Таким образом, сначала мы оценивали среднюю лучевую скорость скопления cz и

Таблица 1. Динамические свойства скоплений

Скопление a (J2000) <5 czh, км с-1 Nz <7 с, км с-1 R200, Мпк м200, 1014 Mq ¿0.1-2.4 кэВ, 1043 эрг с-1 Каталог

А0999 10h23 23m8 + 12°50'06 9553 23 248 ± 52 0.61 0.26 + 0.16 0.3 JF99

А1016 10 27 07.8+ 11 00 30 9647 26 267 ± 52 0.65 0.32 + 0.19 - -

Al 139 10 58 11.0 + 01 36 16 11790 80 459 + 51 1.12 1.64 + 0.55 1.5 eBCS

Al 142 11 0051.4 + 1031 46 10610 58 526 ± 69 1.28 2.48 + 0.98 1.4 NORAS

Al 177 11 09 44.4 + 21 45 32 9641 26 337 + 61 0.82 0.65 + 0.35 1.1 BCS

Al 185 11 10 41.4 + 28 42 20 9858 177 694 ± 52 1.69 5.70+1.28 1.5 BCS

А1228А 11 22 08.8 + 34 21 06 10480 25 233 ± 48 0.57 0.22 + 0.13 - -

А1228В 11 22 56.5 + 34 06 41 12859 28 347 ± 66 0.84 0.71 + 0.40 0.6 NORAS

А1257 11 26 17.3 + 35 20 25 10369 12 242 ± 70 0.58 0.24 + 0.21 - -

А1314 11 34 49.3 + 49 04 39 9726 85 494 ± 54 1.18 2.06 + 0.68 1.3 BCS

RBS0858 10 21 41.2 + 23 55 23 11868 50 445 ± 63 1.08 1.51 + 0.64 1.3 RBS

RXC1057 10 57 42.4 + 37 39 16 10555 20 297 ± 66 0.72 0.45 + 0.30 0.3 NORAS

RXC1205 12 05 12.0 + 39 20 30 11212 21 325 ± 71 0.78 0.58 + 0.38 2.0 BCS

U418 11 45 24.5 + 33 21 59 9756 60 363 ± 47 0.88 0.82 + 0.32 - -

ее дисперсию а, потом по дисперсии — радиус R200. Галактики со скоростями больше 2.5а считались фоновыми. Итеративным способом мы нашли все параметры скопления в пределах данного радиуса.

Мы просуммировали массы 14 скоплений галактик в Leo и получили нижнюю оценку массы сверхскопления, равную 1.77 х 1015Mq. Масса 10 скоплений в центральной области UMa равна 2.25 х 1015Mq (Копылова, Копылов, 2009). Сверхскопление Leo является бедной системой: из 14 скоплений только 5 имеют массу больше 1014Mq . В табл. 1 представлены найденные параметры вириализованных областей скоплений с ошибками, соответствующими ошибке определения а: гелиоцентрическая лучевая скорость, количество галактик с измеренными лучевыми скоростями (rpet < 17m77), дисперсия лучевых скоростей с космологической поправкой (1 + z)-1, радиус R200 и масса M200. Центры скоплений галактик совпадают с ярчайшими галактиками скоплений и близки к центрам рентгеновского излучения (ес-

ли это излучение присутствует), кроме скоплений A1185, A1142, A1228A, где за центры взяты средние координаты двух или нескольких наиболее ярких галактик. У этих скоплений нет выделенной ярчайшей галактики. В скоплении U418 в качестве центра мы взяли координаты яркой галактики, расположенной между двумя сгущениями галактик.

В табл. 1 также представлены рентгеновские светимости в полосе 0.1—2.4 кэВ из рентгеновских каталогов скоплений, составленных по наблюдениям на ROSAT (BCS — Эбелинг и др., 1998, его расширение eBCS — Эбелинг и др., 2000, NORAS - Борингер и др., 2000, RBS - Швопе и др., 2000) и обсерватории "Эйнштейн"-Джонс, Форман, 1999). Светимости пересчитаны для найденных нами лучевых скоростей скоплений и используемой нами космологической модели.

На рисунках 2-5 в качестве примера представлены характеристики некоторых скоплений: отклонение лучевых скоростей галактик от средней лучевой скорости скопления в пределах ±3000 км c_1;

г2, кв. мин. дуги cz, км/с

Рис. 2. Распределение галактик в скоплении RBS0858. (а) — Отклонение лучевых скоростей галактик от средней лучевой скорости скопления, определенной по галактикам в пределах радиуса Я200. Горизонтальные штриховые линии соответствуют отклонениям ±2.5а, вертикальной штриховой линией отмечен радиус Я200, пунктирной — радиус Эйбелла (2.14 Мпк). Кружками большего размера отмечены галактики ярче МК + 1 = —237?29, кружками с точкой внутри — галактики ранних типов, плюсами — галактики заднего фона, крестиками — галактики переднего фона. (б) — Интегральное распределение полного числа галактик в зависимости от квадрата углового расстояния от центра скопления. Кружки соответствуют галактикам, обозначенным кружками на левом верхнем рисунке, звездочки — галактикам фона. (в) — Распределение на небе в экваториальной системе координат галактик, которые представлены на рис. (а) (обозначения те же). Кругами выделены области с радиусом Я200 (штрихи) и радиусом Эйбелла (пунктир). Область исследования ограничена кругом с радиусом, равным 60' (сплошная линия). Сплошной линией также выделена область с радиусом 30'. Большим крестом отмечен центр скопления. (г) — Распределение по лучевым скоростям галактик в области скопления в пределах радиуса Я200 (сплошной линией для этого распределения для членов скопления показана гауссиана). Сплошная вертикальная линия соответствует средней лучевой скорости скопления, штриховые линии ограничивают скопление. Структура и обозначения на рис. 2—5 одинаковые.

интегральное распределение числа галактик в зависимос

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком