ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2019, том 45, № 2, с. 77-90

ОПТИЧЕСКОЕ ОТОЖДЕСТВЛЕНИЕ СКОПЛЕНИЙ ГАЛАКТИК СРЕДИ

ОБЪЕКТОВ ВТОРОГО КАТАЛОГА ИСТОЧНИКОВ

СЮНЯЕВА-ЗЕЛЬДОВИЧА ОБСЕРВАТОРИИ ИМ. ПЛАНКА

Г. А. Хорунжев¹, В. В. Коноплев¹, М. В. Еселевич⁵, В. Л. Афанасьев⁶,

С. Н. Додонов⁶, Х.-А. Рубино-Мартин⁷, Н. Агханим⁸, Р. А. Сюняев^1,9

¹Институт космических исследований РАН, Москва, Россия

²Казанский федеральный университет, Казань, Россия

³Академия наук Татарстана, Казань, Россия

⁴Государственная обсерватория ТУБИТАК, Анталья, Турция

⁵Институт солнечно-земной физики СО РАН, Иркутск, Россия

⁶Специальная астрофизическая обсерватория РАН, Нижний Архыз, Россия

⁷Канарский институт астрофизики, Тенерифе, Испания

⁸Институт космической астрофизики, Орсэ, Франция

⁹Институт астрофизики общества им. Макса Планка, Гархинг, Германия

Поступила в редакцию 30.10.2018 г.; после доработки 30.10.2018 г.; принята к публикации 30.10.2018 г.

Представлены результаты работ по оптическому отождествлению и спектроскопическим измерениям

красных смещений скоплений галактик из второго каталога источников сигнала Сюняева-Зельдовича

обзора всего неба обсерватории им. Планка. Использованы данные наблюдений 1.5-м российско-

турецкого телескопа (РТТ-150), 1.6-м телескопа Саянской обсерватории АЗТ-33ИК, 3.5-м теле-

скопа обсерватории Калар-Альто, а также данные 6-м телескопа САО РАН (Большой телескоп

азимутальный, БТА). Для наблюдений были отобраны источники сигнала Сюняева-Зельдовича,

не отождествленные со скоплениями галактик с известными красными смещениями. Наблюдения

проводились в течение трех лет, в результате которых для набора скоплений галактик были получены

прямые изображения в различных фильтрах, а также спектры наиболее ярких галактик красной

последовательности этих скоплений. Для 38 скоплений галактик были получены спектроскопические

измерения красных смещений.

Ключевые слова: скопления галактик, обзоры неба, оптические наблюдения.

DOI: 10.1134/S0320010819020074

ВВЕДЕНИЕ

2014б, 2016в). Эта выборка активно используется

для измерения функции масс скоплений галактик

Обзор всего неба космической обсерватории

и ограничения на параметры космологической мо-

им. Планка источников Сюняева-Зельдовича вы-

дели по этим данным (Сообщество Планка, 2014а,

пуска 2015 г. (PSZ2, Сообщество Планка, 2016в)

2016б). В будущем все эти скопления галактик,

включает в себя 1653 объекта, которые были най-

скорее всего, войдут в космологическую выбор-

дены в результате измерения эффекта Сюняева-

ку обзора всего неба космической обсерватории

Зельдовича (Сюняев, Зельдович, 1972). Среди всех

Спектр-Рентген-Гамма (СРГ).

этих объектов 1203 источника являются подтвер-

Среди неотождествленных источников сигна-

жденными массивными скоплениями галактик. Это

ла Сюняева-Зельдовича обзора обсерватории

наиболее массивные скопления галактик, кото-

им. Планка имеется некоторое количество лож-

рые наблюдаются равномерно на всем небе в на-

ных обнаружений, но также имеется большое

блюдаемой части Вселенной (Сообщество Планка,

количество неотождествленных скоплений галак-

тик. Оптические отождествления для некоторых

^*Электронный адрес: zaznobin@iki.rssi.ru

скоплений галактик можно получить при помощи

ЗАЗНОБИН и др.

более полного использования данных обзоров

находятся на полях Слоановского обзора, были по-

неба, в первую очередь Слоановского обзора

лучены прямые изображения на 1.5-м Российско-

(Буренин, 2017; Стреблянска и др., 2018). Однако в

Турецком телескопе (РТТ-150) в фильтрах gri

большинстве случаев для того, чтобы отождествить

Слоановского обзора. Так же, после появления в

эти скопления в оптическом диапазоне, требуются

общем доступе данных обзора Pan-STARRS1, ис-

дополнительные наблюдения в оптическом диапа-

пользовались прямые изображения из этого обзора

зоне. Эта работа активно проводится в настоящее

(Чэмберс и др., 2016).

время (например, Сообщество Планка,

2014б,

Из изображений обзора WISE в полосе 3.4 мкм

2015б, 2016в,г; Амодео и др., 2017; Буренин и др.,

вычитались изображения всех звезд в поле, поло-

2018; Буше и др., 2018; Боада и др., 2018).

жения которых были определены по данным Сло-

ановского обзора или обзора Pan-STARRS1. Очи-

Наша научная группа располагает значитель-

щенные от звезд ИК-изображения сглаживались

ным количеством наблюдательного времени на

при помощи бета-модели. На таких изображениях

различных телескопах, где имеется возможность

скопления галактик хорошо видны вплоть до высо-

получить как глубокие прямые изображения хоро-

ких красных смещений, z ≈ 1-2, и их светимость

шего качества, так и спектры наиболее ярких га-

в ИК-диапазоне хорошо коррелирует с массой

лактик скоплений на красных смещениях вплоть до

скопления (например, Буренин, 2015, 2017). По

z ≈ 0.7-0.9. Это позволило организовать большую

этим данным производится отбор галактик для

программу фотометрических и спектроскопических

последующих спектроскопических наблюдений.

наблюдений скоплений галактик из обзора Планка

Если сравнивать прямые изображения в филь-

на всем диапазоне красных смещений. С момента

трах gri Слоановского обзора со сглаженным

выпуска обзора обсерватории им. Планка наша

изображением WISE в полосе 3.4 мкм при помощи

группа принимает активное участие в работах

бета-модели, можно определить области на изоб-

по оптическому отождествлению и измерению

ражении, на которых мы можем найти галактики,

красных смещений скоплений галактик из этого

являющиеся членами скопления. Чтобы опреде-

обзора (Сообщество Планка,

2014б,

2015а,б,

лить, для каких объектов этих областей требуется

2016в; Воробьев и др., 2016; Буренин и др., 2018).

измерить спектроскопическое красное смещение,

В настоящее время нашей группой проводятся

необходимо найти красную последовательность

работы по оптическому отождествлению скопле-

галактик на диаграмме цвет-величина. Для этого

ний галактик из второго каталога Планка (Со-

использовались фотометрические данные прямых

общество Планка, 2016в). Недавно были опуб-

изображений в фильтрах gri, полученных на РТТ-

ликованы результаты работ по отождествлению

150, и данные обзора Pan-STARRS1. Красную

скоплений, расположенных на высоких красных

последовательность галактик на диаграмме цвет-

смещениях z ≈ 0.8 (Буренин и др., 2018). Ниже

величина составляют эллиптические галактики.

представлены результаты оптических наблюдений

Для спектроскопических наблюдений были ото-

скоплений галактик из второго каталога Планка,

браны наиболее яркие галактики красной после-

расположенных как на низких, так и на умеренно

довательности, которые находятся вблизи центров

яркости на инфракрасных изображениях WISE.

высоких красных смещениях, до z ≈ 0.6. Получены

оптические отождествления и спектроскопические

Если галактики красной последовательности об-

измерения красных смещений для 38 скоплений

разовывали скопление неправильной формы, в

которых не наблюдалось центральной ярчайшей

галактик. Дополнительные результаты по отож-

галактики, для спектроскопических наблюдений

дествлению скоплений из второго каталога Планка

отбирались несколько наиболее ярких галактик

будут также опубликованы в последующих статьях.

скопления, и красное смещение скопления опре-

делялось как среднее значение между красными

смещениями этих галактик. Такой подход к отбору

ОТБОР ОБЪЕКТОВ

объектов для последующих спектроскопических

наблюдений является надежным и позволяет эко-

Работы по фотометрическим и спектроскопиче-

номить значительное количество наблюдательного

ским наблюдениям скоплений из второго каталога

времени.

Планка были начаты нашей группой в 2015 г.

Отбор объектов для наблюдений проводился среди

источников преимущественно на северном внега-

НАБЛЮДЕНИЯ

лактическом небе на склонении δ > -20^◦, при этом

Спектроскопические наблюдения выполнялись

использовались данные Слоановского обзора (Со-

на 1.5-м Российско-Турецком телескопе (РТТ-

общество СДСС, 2017), а также данным обзора

150) с помощью спектрографа TFOSC¹, на 1.6-м

всего неба обсерватории WISE (Райт и др., 2010).

Для источников Сюняева-Зельдовича, которые не

¹http://hea.iki.rssi.ru/rtt150/ru/index.php?page=tfosc

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45

№2

2019

ОПТИЧЕСКОЕ ОТОЖДЕСТВЛЕНИЕ СКОПЛЕНИЙ ГАЛАКТИК

телескопе АЗТ-33ИК Саянской Солнечной Об-

на телескопах РТТ-150 и АЗТ-33ИК. Для скопле-

серватории ИСЗФ СО РАН с помощью спек-

ний галактик, оценка красных смещений которых

трографа низкого и среднего разрешения АДАМ

превышает z ≈ 0.4, была подготовлена программа

(Афанасьев и др., 2016; Буренин и др., 2016), на

наблюдений на телескопе БТА и на 3.5-м телескопе

6-м телескопе БТА САО РАН (Большой телескоп

обсерватории Калар-Альто. Для спектрографов,

азимутальный) при помощи спектрографов СКОР-

которые установлены на эти телескопы, можно

изменить положение длинной щели, поэтому про-

ПИО (Афанасьев и Моисеев, 2005) и СКОРПИО-

граммы готовились таким образом, чтобы при за-

2 (Афанасьев и Моисеев, 2011), на 3.5-м телескопе

данном значении позиционного угла щели спек-

обсерватории Калар-Альто с помощью прибора

трографа свет как можно большего числа галак-

MOSCA².

тик красной последовательности попал на входную

В качестве диспергирующих элементов в спек-

щель спектрографа. При наблюдениях на БТА с

трографах АДАМ, СКОРПИО и СКОРПИО-2

использованием спектрографа СКОРПИО объек-

использовались объемные фазовые голографиче-

ты после каждой экспозиции смещались вдоль ще-

ские решетки (VPHG) различных спектральных

ли. Это требуется для того, чтобы учесть влияние

диапазонов. На телескопе АЗТ-33ИК для получе-

интерференции на тонкой подложке ПЗС-матрицы

ния большинства спектров использовалась гриз-

спектрографа СКОРПИО, которая возникает при

ма 600G с разрешением около 600-900 в диа-

наблюдениях в ближнем ИК-диапазоне.

пазоне 3600-7250

A, а так же 600R с немного

Для обработки спектральных изображений

более высоким разрешением в диапазоне от 6430-

использовалась стандартная процедура обработки

изображений длиннощелевых спектрографов. Для

10000

. Обе решетки содержат 600 штрихов на

каждого изображения применялась процедура

миллиметр, для гризмы 600R использовался до-

вычитания напряжения смещения усилителя, вы-

полнительный фильтр, который позволяет убрать

читания темнового тока не производилось из-за

второй порядок спектра. На телескопе БТА при

его малой величины у всех используемых ПЗС-

использовании спектрографа СКОРПИО исполь-

матриц. При получении каждой серии спектраль-

зовались гризмы 550R и 550G со схожими харак-

ных изображений выполнялась съемка калибро-

теристиками, для спектрографа СКОРПИО-2 ис-

вочных изображений ламп непрерывного и линей-

пользовалась преимущественно решетка 940@600

чатого спектра. При помощи этих калибровочных

для диапазона 3500-8500

A. На спектрографе

спектров для каждой серии спектральных изобра-

TFOSC Российско-Турецкого телескопа ипользо-

жений выполнялась поправка на плоское поле и

валась гризма 15 с широким спектральным диапа-

вычислялось двумерное дисперсионное решение.

Обработка данных была выполнена с помощью

зоном 3230-9120˚A.

программного пакета IRAF³, а также собственного

Для спектров эллиптических галактик харак-

математического обеспечения. Для калибровки

терно резкое понижение плотности потока в уль-

плотности потока спектральных изображений

трафиолетовой части спектра около фраунгофе-

были получены спектры спектрофотометрических

ровых линий H,K CaII — так называемый провал

стандартов, взятых из списка стандартов Европей-

4000

A (например, Брузуал, Шарло, 2003). Кроме

ской южной обсерватории⁴.

того, на спектрах cD-галактик можно отчетливо

Глубокие прямые изображения были получены

различить G линию и натриевый дублет, а также

на РТТ-150 в фильтрах фотометрической систе-

небольшое падение потока около триплета линий

мы Слоановского обзора gri. Прямые изображе-

MgI. Для наблюдений галактик гризмы подбира-

ния получены при качестве изображений точеч-

лись таким образом, чтобы с учетом их предполага-

ных источников лучше 1.5^′′. Экспозиции в каж-

емого красного смещения провал в области 4000˚A,

дом фильтре составляли 300-600 с. Количество

а также часть спектра до дублета линий MgI попа-

экспозиций рассчитывалось так, чтобы предельная

дала в спектральной диапазон гризмы. Экспозиции

звездная величина достигала 22^m-24^m в полосе r.

выбирались равными 1200 c, в отдельных случаях

Для различных скоплений общая экспозиция в

использовались экспозиции 600 и 900 c. Коли-

каждом фильтре менялась в пределах от 10 до

чество экспозиций также определялось заранее,

60 мин. Между экспозициями в одном фильтре

исходя из того условия, чтобы отношения сигнала

ось наведения телескопа сдвигалась на 10-20^′′

к шуму превышало значение, равное примерно 5.

в случайном направлении. Во время обработки

Среди отобранных объектов большинство на-

фотометрических данных к каждому изображению

ходится на красных смещениях до z = 0.4-0.6,

применялись поправки на смещение усилителя и на

поэтому спектры этих объектов можно получить

³http://iraf.noao.edu/

²http://w3.caha.es/CAHA/Instruments/MOSCA/

⁴https://www.eso.org/sci/observing/tools/standards

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45

№2

2019

ЗАЗНОБИН и др.

PSZ2G131.15-14.72, z = 0.223

PSZ2G118.56-13.14, z = 0.278

Рис. 1. Слева: псевдоцветное изображение поля в фильтрах irg (RGB). Справа: изображение обзора WISE в полосе

3.4 мкм, очищенное от звезд и свернутое с β-моделью радиусом 24^′′. Центр изображений совпадает с оптическим центром

скоплений.

плоское поле. После чего у каждого изображения

либо при помощи вторичных стандартов, взятых

вычитался уровень фона, который аппроксими-

из данных Слоановского обзора или обзора Pan-

ровался двумерным полиномом второго порядка,

STARRS1.

исключая поток источников. Изображения совме-

щались и складывались, при этом использовались

РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЙ

алгоритмы, которые позволяют уменьшить систе-

матические ошибки калибровок плоского поля.

Примеры оптического отождествления скопле-

Фотометрические измерения выполнялись методом

ний галактик показаны на рис. 1. Для каждого

апертурной фотометрии, при этом фотометриче-

скопления на рисунке слева приведено псевдоцвет-

ские калибровки были получены по наблюдениям

ное RGB изображение в фильтрах irg, которое

фотометрических стандартов (Смит и др., 2002),

было либо получено нами при выполнении нашей

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45

№2

2019

ОПТИЧЕСКОЕ ОТОЖДЕСТВЛЕНИЕ СКОПЛЕНИЙ ГАЛАКТИК

PSZ2G179.45-43.92, z = 0.401

PSZ2G100.22 + 33.81, z = 0.599

Рис. 1. Окончание.

программы на телескопе РТТ-150, либо взято из

ностной яркости на сглаженном инфракрасном

данных обзора Pan-STARRS1. В центре изображе-

изображении обзора WISE. Масса сD-галактик

ния имеется яркая галактика, ее цвет совпадает с

значительно больше массы других галактик, вхо-

цветом окружающих ее галактик. Все эти галакти-

дящих в скопление, к тому же они находятся прак-

ки находятся в области повышенной инфракрасной

тически в центре скоплений. Поэтому собственные

яркости на сглаженном β-моделью радиусом 24^′′

движения этих галактик должны быть малы и их

красные смещения сD-галактик должны с более

изображении WISE в полосе 3.4 мкм, что показано

для каждого скопления на рисунке справа.

высокой точностью совпадать с красными смеще-

ниями скоплений, в которых они находятся.

Для спектроскопических наблюдений отбира-

лись наиболее яркие галактики, цвет которых со-

На рис. 2 приведены примеры спектроскопи-

гласуется с цветом красной последовательности и

ческих измерений красных смещений скоплений

положение которых совпадает с центром поверх-

для спектрографа СКОРПИО-2 телескопа БТА.

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45

№2

2019

ЗАЗНОБИН и др.

PSZ2G206.75-33.21

H, K

G, H

MgI

800

z = 0.4572

1.5

700

1.0

600

0.5

500

5000

6000

7000

8000

0.3

0.4

0.5

0.6

λ, Å

PSZ2G179.45-43.92

2.0

3400

4000 Å G

MgI

z = 0.4008

3300

1.5

3200

1.0

3100

3000

0.5

2900

5000

6000

7000

8000

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

λ, Å

PSZ2G202.61-26.26

3.0

3400

H, K

z = 0.5327

2.5

3200

2.0

3000

1.5

2800

1.0

0.5

2600

5000

6000

7000

8000

0.4

0.5

0.6

0.7

λ, Å

Рис. 2. Примеры спектроскопических измерений красных смещений скоплений. Слева: спектр ярчайшей галактики

скопления с указанием некоторых спектральных особенностей, полученный на 6-м телескопе БТА при помощи

спектрографаСКОРПИО-2. Справа: значение χ², полученноев результатесравненияэтого спектрас шаблономспектра

эллиптической галактики.

Примеры спектроскопических измерений красных

тате сравнения данного спектра с шаблоном синте-

смещений скоплений для спектрографа АДАМ те-

тического спектра звездного населения возрастом

лескопа АЗТ-33ИК показаны на рис. 3. На этих

11 млрд. лет, металличностью Z = 0.02, взятого

рисунках для каждого скопления слева показан

из работы Брузуал и Шарло (2003). Значение

измеренный спектр ярчайшей галактики скопления

красного смещения принимается равным значению

с указанием положения отождествленных линий

локального минимума распределения χ². Ошибка

фраунгоферовской серии и линий водорода и гелия,

измерения красного смещения составляет величи-

справа — значение χ², которое получено в резуль-

ну примерно δz = 0.001-0.003. Для всех скопле-

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45

№2

2019

ОПТИЧЕСКОЕ ОТОЖДЕСТВЛЕНИЕ СКОПЛЕНИЙ ГАЛАКТИК

PSZ2G082.37 + 22.35

H, K

MgI

z = 0.3320

500

450

400

4500

5000

5500

6000

6500

7000

0.2

0.3

0.4

0.5

λ, Å

PSZ2G093.41 - 16.26

4000 Å

H_β

MgI

1200

z = 0.2718

1000

800

5000

6000

7000

0.1

0.2

0.3

0.4

λ, Å

PSZ2G142.41 + 30.68

H, K G

H_β

MgI

z = 0.2401

1400

1200

1000

5000

6000

7000

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

λ, Å

Рис. 3. Примеры спектроскопических измерений красных смещений скоплений. Слева: спектр ярчайшей галактики

скопления с указанием некоторых спектральных особенностей, полученный на 1.6-м телескопе АЗТ-33ИК при помощи

спектрографа низкого и среднего разрешения АДАМ. Справа: значение χ², полученное в результате сравнения этого

спектра с шаблоном спектра эллиптической галактики.

ний, представленных в нашей работе, результаты

которые были отождествлены по результатам на-

измерения спектроскопических красных смещений

шей работы, и для которых были получены до-

галактик скопления согласуются с оценкой фото-

стоверные результаты спектроскопических изме-

метрического красного смещения скопления, полу-

рений красных смещений. В таблице приводятся

ченного по положению красной последовательно-

названия скоплений галактик из второго катало-

сти галактик на диаграмме цвет-величина.

га источников Сюняева-Зельдовича обсерватории

В табл. 1 приведен список скоплений галактик, им. Планка, координаты (α δ) оптического центра

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45

№2

2019

ЗАЗНОБИН и др.

Таблица 1. Скопления галактик из второго каталога обсерватории им. Планка

Координаты (J2000)

Название

N_gal

Ссылки

Замечания

PSZ2G009.04+31.09

18 25.4

-04 11

0.242

1^∗

PSZ2G033.83-46.57

45 12.3

-18 42

0.441

PSZ2G045.20+15.63

16 04.6

+17 46

0.133

PSZ2G045.47+17.80

08 14.7

+18 51

0.376

PSZ2G056.38+23.36

01 16.5

+30 23

0.298

PSZ2G066.85+22.48

20 13.0

+39 17

0.249

PSZ2G067.21-20.49

13 22.7

+17 59

0.366

1, 3

PSZ2G069.35-15.58

02 38.0

+22 42

0.096

∗

PSZ2G069.47-29.06

46 02.1

+14 01

0.392

1^∗, 3^∗

PSZ2G079.36+38.06

59 18.6

+52 04

0.301

PSZ2G082.37+22.35

44 26.6

+53 00

0.332

PSZ2G086.35-13.94

49 42.5

+35 43

0.279

PSZ2G090.12-13.87

03 36.2

+38 04

0.073

PSZ2G093.41-16.26

24 00.1

+38 00

0.268

1^∗

PSZ2G094.31-11.31

12 59.2

+42 35

0.204

1^∗

PSZ2G098.44+56.59

27 25.0

+55 45

0.131

3, 4^∗

PSZ2G100.22+33.81

13 42.0

+69 21

0.599

1^∗

PSZ2G105.00+39.68

52 52.9

+70 31

0.199

PSZ2G106.11+24.11

21 31.8

+74 33

0.101

PSZ2G106.21+26.32

48 31.2

+75 03

0.114

PSZ2G118.49+48.17

23 55.0

+68 39

0.355

PSZ2G118.56-13.14

25 13.4

+49 30

0.278

PSZ2G120.30+44.47

16 38.1

+72 32

0.261

PSZ2G125.84-18.72

06 56.0

+44 03

0.188

1^∗

PSZ2G126.36-19.11

09 26.7

+43 37

0.200

1^∗

PSZ2G126.72-21.03

10 24.9

+41 41

0.198

1^∗, 3

fg,^∗

PSZ2G131.15-14.72

38 44.4

+47 22

0.223

PSZ2G142.41+30.68

56 35.8

+72 35

0.240

PSZ2G147.17+42.67

50 00.6

+64 55

0.440

SDSS

PSZ2G159.40-40.67

42 23.0

+14 15

0.254

PSZ2G171.22-26.03

52 47.1

+19 21

0.358

PSZ2G179.45-43.92

19 18.4

+02 05

0.401

1^∗, 3^∗

PSZ2G188.33-34.98

04 18.0

+02 23

0.273

CO, ZwCl 401.8+0219

PSZ2G202.61-26.26

59 51.9

-03 24

0.533

PSZ2G206.75-33.21

41 39.2

-09 46

0.457

PSZ2G210.57-44.61

03 33.5

-17 06

0.142

Abell 472

PSZ2G323.96+43.81

54 04.6

-16 30

0.363

PSZ2G325.19+49.12

49 57.7

-11 13

0.205

Примечание. Ссылки: 1 — Стреблянска

др. (2018); 2 — Амодео и др.

(2017); 3 —Буренин (2017); 4 —Сообщество

Планка (2016в); 5 — Боада и др. (2018); * — опубликованное в указанной работе красное смещение скопления является

фотометрической оценкой; Замечания:^∗ — имеется обсуждение в тексте; CO — поле источника попадает в маску моноксида

углерода из работы Хатри (2016); fg — остаток группы; SDSS — красное смещение подтверждается спектроскопическими

данными Слоановского обзора.

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45

№2

2019

ОПТИЧЕСКОЕ ОТОЖДЕСТВЛЕНИЕ СКОПЛЕНИЙ ГАЛАКТИК

z = 0.190

z = 0.393

Рис. 4. Изображения поля источника излучения Сюняева-Зельдовича PSZ2 G069.47-29.06 из обзора WISE в полосе

3.4 мкм, очищенное от звезд и свернутое с β-моделью радиусом 24^′′. Центр изображений совпадает с центром источника,

диаметр большой окружности справа 5^′. На изображении справа видно, что скопление на красном смещении z = 0.392

находится значительно ближе к центру источника.

скоплений, результат спектроскопических измере-

обзора Планка для этих скоплений может быть в

ний красных смещений скоплений, число галактик

значительной степени завышенной.

скопления, для которых получены измерения крас-

В таблице отмечены скопления, которые по сво-

ных смещений, а также ссылки и замечания.

им характеристикам оказываются похожи на так

называемые остатки групп — группы галактик, в

Как видно из этой таблицы, некоторые были

которых доминирует яркая центральная галактика,

ранее отождествлены в других работах (Амодео и

тогда как все остальные галактики имеют значи-

др., 2017; Буренин, 2017; Стреблянска и др., 2018;

тельно меньшие яркости (Понман и др., 1994; Вих-

Боада и др., 2018). Однако во многих случаях для

линин и др., 1999; Воеводкин и др., 2010). Пример

этих скоплений ранее были опубликованы фото-

такого скопления приведен ниже.

метрические оценки красных смещений, что указа-

но в таблице. Так например, ранее для скопления

PSZ2 G098.44+56.59 во втором каталоге источ-

Замечания по отдельным объектам

ников Сюняева-Зельдовича обзора Планка была

приведена фотометрическая оценка z, полученная в

PSZ2 G069.47-29.06. В поле данного источ-

ника излучения Сюняева-Зельдовича были найде-

результате работы алгоритма redMaPPer (Рыкофф

ны две красные последовательности на диаграм-

и др., 2014). Кроме того, значительная часть опуб-

ме цвет-величина по данным Pan-STARRS1. Они

ликованных ранее красных смещений для скопле-

соответствуют двум превышениям яркости ИК-

ний отождествленных по данным Слоановского об-

излучения, как это показано на рис. 4. Для двух

зора также являются фотометрическими оценками

самых ярких галактик красной последовательно-

(Буренин, 2017; Стреблянска и др., 2018).

сти с меньшим значением фотометрической оцен-

В колонке с замечаниями отмечены источни-

ки красного смещения проводились спектроско-

ки, поля которых попадают в маску моноксида

пические наблюдения на телескопе АЗТ-33ИК,

углерода из работы Хатри (2016). Кроме того,

они указаны стрелочками под номером 2 и 3 на

на оптических изображениях этих источников по-

рис. 5. Результаты спектроскопических измерений

чти во всех случаях хорошо видны молекулярные

красных смещений этих галактик согласуются, их

облака. Излучение моноксида углерода, который

красное смещение равно z = 0.190. Галактика под

содержится в этих молекулярных облаках, мо-

номером 1 является ярчайшей галактикой красной

жет быть причиной обнаружения ложного сигнала

последовательности, расположенной на большем

Сюняева-Зельдовича в обзоре Планка (Хатри,

красном смещении. Значение красного смещения

2016), поэтому оценка массы скопления по данным

этой галактики z = 0.392, что фактически означает,

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45

№2

2019

ЗАЗНОБИН и др.

Рис. 5. Изображение поля источника излучения Сюняева-Зельдовича PSZ2 G069.47-29.06 в фильтре i. Пронуме-

рованными стрелочками отмечены объекты, для которых проводились спектроскопические наблюдения на телескопе

АЗТ-33ИК Саянской обсерватории.

что эта галактика является cD-галактикой вдвое

Для спектроскопических наблюдений было ото-

более далекого скопления.

брано несколько наиболее ярких галактик крас-

На основе имеющихся данных о яркости в

ной последовательности, которые находятся в цен-

инфракрасном диапазоне трудно определить, какое

тральных областях повышенной ИК-яркости. На

скопление является более массивным. Однако

рис. 7 пронумерованными стрелочками обозначены

более далекое скопление галактик расположено

отобранные для наблюдений на телескопе АЗТ-

ближе к центру источника излучения Сюняева-

33ИК галактики. Для галактик под номером 1,

Зельдовича PSZ2 G069.47-29.06. Поэтому в

2, 3, 5, 6, 7 были получены спектроскопические

табл. 1 этот источник отождествлен со скоплением

изображения. Данные спектроскопических изме-

на красном смещении z = 0.392. Таким же образом

рений красных смещений этих галактик не яв-

поступили наши коллеги в работе Стреблянска и

ляются достоверными для галактики под номе-

ром 3, для остальных галактик данные измерений

др. (2018), однако в работе Буренина (2017) этот

источник был отождествлен с более близким скоп-

достоверные и согласуются между собой. Среднее

лением, расположенным на z = 0.190, поскольку

значение красного смещения скопления галактик

оно все же имеет более высокую светимость в

PSZ2 G125.84-18.72 по данным измерений крас-

ИК-диапазоне. Отметим, что и в том и другом

ных смещений пяти ярчайших галактик красной

случае отождествление не является однозначным,

последовательности равно z = 0.1883.

поскольку по имеющимся данным невозможно

PSZ2

G126.72-21.03. Объект PSZ2

определить, какое из скоплений дает больший

G126.72-21.03, изображения которого приведены

вклад в сигнал Сюняева-Зельдовича.

на рис. 8, является примером так называемого

PSZ2 G125.84-18.72. Этот объект представ-

остатка группы (Понман и др., 1994; Вихлинин и

ляет собой пример рассеянного скопления, которое

др., 1999; Воеводкин и др., 2010). В такой группе

имеет очень большой угловой размер. На рис. 6

яркость cD-галактики значительно превышает

справа показано инфракрасное изображение WISE

яркость других галактик красной последователь-

поля источника излучения Сюняева-Зельдовича.

ности. Тем не менее такой объект также можно

На инфракрасном изображении имеется множе-

отождествить по наличию красной последова-

ство ярких источников, образованных галактиками

тельности на диаграмме цвет-величина. Красная

на красном смещении около z = 0.1883, которые

последовательность галактик для этого остатка

группы приведена на рис. 9.

составляют одну красную последовательность. Эти

галактики образуют структуру, которая имеет уг-

ловой размер более 10^′, что соответствует линей-

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ному размеру около 2 Мпк. Вполне возможно, что

часть этих галактик не входит в вириализованную

В нашей работе представлены результаты

область, а находится в структуре вокруг скопления.

оптического отождествления и измерений красных

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45

№2

2019

ОПТИЧЕСКОЕ ОТОЖДЕСТВЛЕНИЕ СКОПЛЕНИЙ ГАЛАКТИК

Рис. 6. Изображение поля источника излучения Сюняева-Зельдовича PSZ2 G125.84-18.72. Слева: псевдоцветное

изображение поля обзора Pan-STARRS1 в фильтрах irg (RGB). Справа: изображение обзора WISE в полосе 3.4 мкм,

очищенное от звезд и свернутое с β-моделью радиусом 24^′′. Центр изображений совпадает с центром источника, диаметр

большой окружности справа 5^′. На изображениях видно, что скопление галактик является рассеянным.

Рис. 7. Изображение поля источника излучения Сюняева-Зельдовича PSZ2 G125.84-18.72 в фильтре i. Пронуме-

рованными стрелочками отмечены объекты, которые были включены в программу спектроскопических наблюдений на

телескопе АЗТ-33ИК.

смещений скоплений галактик из второго каталога

измерения спектроскопических измерений красных

источников Сюняева-Зельдовича обсерватории

смещений, при этом для 33 из них такие измерения

им. Планка, расположенных, большей частью, на

опубликованы впервые.

северном внегалактическом небе на склонении

За последние три года нашей научной груп-

δ > -20^◦. В нашей работе среди источников

пой на указанных ранее телескопах проводились

Сюняева-Зельдовича обсерватории им. Планка

наблюдения значительно большего числа скопле-

обнаружено

неизвестных ранее скопления

ний второго каталога с неизмеренными красны-

галактик. Для 38 скоплений галактик получены

ми смещениями, чем указано выше. В их число

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45

№2

2019

ЗАЗНОБИН и др.

Рис. 8. Изображение поля источника излучения Сюняева-Зельдовича PSZ2 G126.72-21.03. Слева: псевдоцветное

изображение поля обзора Pan-STARRS1 в фильтрах irg (RGB). Справа: изображение обзора WISE в полосе 3.4 мкм,

большой окружности справа 5^′.

входит 7 наиболее далеких скоплений на красных

зультатов измерений спектроскопических красных

смещениях z ≈ 0.7-0.9, ранее опубликованных в

смещений, будут заново включены в нашу наблю-

работе Буренин и др. (2018). Скопления галактик,

дательную программу. Наша научная группа про-

для которых не удалось получить достоверных ре-

должит наблюдения этих скоплений галактик для

получения достоверных результатов их красных

смещений, эти данные будут опубликованы в наших

1.5

последующих работах.

1.0

Кроме того, нашей научной группой ведутся ак-

тивные наблюдения скоплений галактик из расши-

ренного каталога обзора Планка (Буренин, 2017,

Б17) по программе поиска наиболее массивных

0.5

скоплений галактик в наблюдаемой части Все-

ленной. В этом каталоге содержится более 400

отождествленных массивных скоплений галактик,

имеющих массу M₅₀₀ > 3 × 10¹⁴ M_⊙, для которых

отсутствуют спектроскопические измерения крас-

ных смещений. К настоящему времени были изме-

-0.5

рены красные смещения более 50 скоплений га-

лактик из этого каталога. Эти данные будут также

опубликованы в наших последующих статьях. Все

Рис.

9. Диаграмма цвет-величина галактик в

эти данные будут использованы в дальнейшем для

поле

источника излучения Сюняева-Зельдовича

отождествления массивных скоплений галактик,

PSZ2

G126.72-21.03 по данным Pan-STARRS1.

которые будут обнаружены в рентгеновском обзоре

Прерывистой линией на диаграмме обозначено

положение красной последовательности галактик.

всего неба обсерватории Спектр-Рентген-Гамма

Красным кругом обозначена cD-галактика скопления.

(СРГ).

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45

№2

2019

ОПТИЧЕСКОЕ ОТОЖДЕСТВЛЕНИЕ СКОПЛЕНИЙ ГАЛАКТИК

Работа выполнена при поддержке гранта РНФ

11.

Буше и др. (V. Boucher, S. de Visscher, and

18-12-00520. Авторы благодарят ТЮБИТАК,

C. Ringeval), Publ. Astron. Soc. Pacific 130, 992

(2018).

ИКИ РАН, КФУ и АН РТ за поддержку наблю-

12.

Брузуал, Шарло (G. Bruzual and S. Charlot),

дений скоплений галактик на Российско-Турецком

MNRAS 344, 1000 (2003).

1.5-м телескопе (РТТ-150), а также ИКИ РАН,

13.

Боада и др. (S. Boada, J.P. Hughes, F. Menanteau,

ИСЗФ СО РАН и ЦКП “Ангара” за поддержку на-

P. Doze, L.F. Barrientos, and L. Infante), Astrophys.

блюдений скоплений на 1.6-м телескопе Саянской

J., in press (2018); arXiv:1809.06378.

обсерватории. В значительной степени результаты

14.

Вихлинин и др. (A. Vikhlinin, B.R. McNamara,

работы основаны также на данных, полученных

A. Hornstrup, H. Quintana, W. Forman, C. Jones, and

M. Way), Astrophys. J. 520, L1 (1999).

на 6-м телескопе САО РАН (БТА) при помощи

15.

Вихлинин и др. (A. Vikhlinin, R.A. Burenin,

спектрографов СКОРПИО и СКОРПИО-2, а

H. Ebeling, W.R. Forman, A. Hornstrup, C. Jones,

также на данных, полученных на 2.2-м и 3.5-м

A.V. Kravtsov, S.S. Murray, et al.), Astrophys. J. 692,

телескопах обсерватории Калар Альто Испано-

1033 (2009a).

Германского астрономического центра.

16.

Вихлинин и др. (A. Vikhlinin, A.V. Kravtsov,

R.A. Burenin, H. Ebeling, W.R. Forman,

A. Hornstrup, C. Jones, S.S. Murray, et al.),

Astrophys. J. 692, 1060 (2009a).

17.

Воеводкин и др. (A. Voevodkin, K. Borozdin,

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

K. Heitmann, S. Habib, A. Vikhlinin,

A. Mescheryakov, A. Hornstrup, et al.), Astrophys. J.

Амодео и др. (S. Amodeo, S. Mei, S.A. Stanford,

708, 1376 (2010).

C.R. Lawrence, J.G. Bartlett, D. Sterm, et al.),

18.

Воробьев В.С., Буренин Р.А., Бикмаев И.Ф., Хами-

arXiv:1711.00021.

тов И.М., Додонов С.Н., Жучков Р.Я. и др., Письма

в Астрон. журн. 42, 81 (2016) [V.S. Vorobyev et al.,

Афанасьев В.Л., Моисеев А.В., Письма в Аст-

Astron. Lett. 42, 63 (2016)].

рон. журн. 31, 194 (2005).

[V.L. Afanasiev and

19.

Понман и др. (T.J. Ponman, D. J. Allan, L.R. Jones,

A.V. Moiseev, Astron. Lett. 31, 214 (2005)].

et al.), Nature 369, 462 (1994).

Афанасьев, Моисеев (V.L. Afanasiev and

20.

Райт и др. (E.L. Wright, P.R.M. Eisenhardt,

A.V. Moiseev), Balt. Astron. 20, 363-370 (2011).

A.K. Mainzer, M.E. Ressler, R.M. Cutri, T. Jarrett,

J.D. Kirkpatrick, D. Padgett, et al.), Astron. J. 140,

Афанасьев В.Л., Додонов С.Н., Амирханян В.Р.,

1868 (2010).

МоисеевА.В., Астрофиз. бюллетень 71, 514 (2016).

21.

Рыкофф и др. (E.S. Rykoff, E. Rozo, M.T. Busha,

[V.L. Afanasiev, et al., Astrophys. Bull. 71,

479

C.E. Cunha, A. Finoguenov, A. Evrard, et al.),

(2016)].

Astrophys. J. 785, 104 (2014).

22.

Смит и др. (A. Smith, D.L. Tucker, S. Kent,

Буренин и др. (R.A. Burenin, A. Vikhlinin,

M.W. Richmond, M. Fukugita, and T. Ichikawa),

A. Hornstrup, H. Ebeling, H. Quintana, and

Astron. J. 123, 2121 (2002).

A. Mescheryakov), Astrophys. J. Suppl. Ser. 172,

23.

Сообщество Планка (Planck

2013

Results XX:

561 (2007).

P.A.R. Ade, N. Aghanim, C. Armitage-Caplan, et al.),

Astron. Astrophys. 571, A20 (2014a).

Буренин Р.А., Вихлинин А.А., Письма в Аст-

24.

Сообщество Планка (Planck 2013 Results XXIX:

рон. журн. 38, 395 (2012).

[R.A. Burenin and

P.A.R. Ade, N. Aghanim, C. Armitage-Caplan,

A.A. Vikhlinin, Astron. Lett. 38, 395 (2012)].

et al.), Astron. Astrophys.

571, A29

(2014a);

arXiv:1303.5089.

Буренин Р.А., Письма в Астрон. журн. 41, 189

25.

Сообщество Планка (Planck Intemediate Results

(2015) [R.A. Burenin, Astron. Lett. 41, 167 (2015)].

XXVI: P.A.R. Ade, N. Aghanim, M. Arnaud,

Буренин Р.А., Амаросов А.Л., Еселевич М.В., Гри-

et al.), Astron. Astrophys.

582, A29

(2015a);

горьев В.М., Арефьев В.А., Воробьев В.С. и др. 42,

arXiv:1407.6663.

26.

Сообщество Планка (Planck 2013 Results XXXII:

333 (2016) [R. A. Burenin et al., Astron. Lett. 41, 295

P.A.R. Ade, N. Aghanim, C. Armitage-Caplan,

(2016)].

et al.), Astron. Astrophys.

581, A14

(2015a);

Буренин Р.А., Письма в Астрон. журн. 43, 559

arXiv:1502.00543.

(2017) [R.A. Burenin, Astron. Lett. 43, 507 (2017)].

27.

Сообщество Планка (Planck 2015 Results XXIV:

P.A.R. Ade, N. Aghanim, M. Arnaud, et al.), Astron.

10.

Буренин Р.А., Бикмаев И.Ф., Хамитов И.М., За-

Astrophys. 594, A24 (2016a); arXiv:1502.01597.

знобин И.А., Хорунжев Г.А., Еселевич М.В. и

28.

Сообщество Планка (Planck 2015 Results XXVII:

др., Письма в Астрон. журн.

44,

297

(2018)

P.A.R. Ade, N. Aghanim, M. Arnaud, et al.), Astron.

[R.A. Burenin et al., Astron. Lett. 44, 297 (2018)].

Astrophys. 594, A27 (2016a); arXiv:1502.01598.

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 45

№2

2019