43
1 Scaling Rela+ons of Early Type Galaxies in Virgo ChinWei Chen (NCU, Taiwan), (ASIAA, room1202, in the front of 12F elevator) Patrick Cote (HIA, Canada), Andrew A. West (BU, USA), Eric W. Peng (KIAA, China), Laura Ferrarese (HIA, Canada) 2010, ApJS, 191, 1

Scaling(Relaons(of(( Early(Type(Galaxies(in(Virgo(

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

1

Scaling  Rela+ons  of    Early  Type  Galaxies  in  Virgo  Chin-­‐Wei  Chen  (NCU,  Taiwan),      (ASIAA,  room1202, in the front of 12F elevator)    Patrick  Cote  (HIA,  Canada),    Andrew  A.  West  (BU,  USA),    Eric  W.  Peng  (KIAA,  China),    Laura  Ferrarese  (HIA,  Canada)  

2010, ApJS, 191, 1

2

Outline  

•  Introduc+on:  Dwarf-­‐Giant  dichotomy  •  Data  and  analysis  on  100  ACSVCS  galaxies  •  Result:    Comparison  with  the  literature  Scaling  rela+on  (Re  -­‐  mag,  and  <μe>  -­‐  mag)  Color-­‐mag  rela+on  

•  Conclusion  and  Summary  •  Ongoing  Project:  Op+cal  Proper+es  of  BCGs  

3

Introduction •  Understanding  the  physical  process  that  shaped  the  structure  of  nearby  galaxies  is  a  key  goal  of  modern  astrophysics.    This  goal,  has  proved  challenging  for  early  type  galaxies    which  are  historically  believed  to  exhibit  puzzling  structural  dichotomy.  

4

n  Dichotomy:  Any  spli\ng  of  a  whole  into  exactly  two  non-­‐overlapping  parts    (h]p://en.wikipedia.org/wiki/Dichotomy)  

5

Dwarf-­‐Giant  Dichotomy    (Kormendy,  1985)  

�  

Dwarfs

Ellipticals

6

   Early  type  galaxies  were  divided  into  two,  non-­‐overlapping  popula+ons  that  originated  through  fundamentally  dis+nct  forma+on  channels  (Kormendy,  1985).  

Dwarf-­‐giant  dichotomy:  

7

However  

•  Sample  selec+on  and  choice  of    model  describing  the  underlying  light  profile  may  bias    the  scaling  rela+on!  (e.g.,  Graham  et  al.  2003;  Graham  &  Guzman  2003;  Gavazzi  et  al.  2005;  Ferrarese  et  al.  2006;  Misgeld  et  al.  2008,  2009;  Janz  &  Lisker  2009;  Glass  et  al.  2011  )  

8

Main  purpose  of  this  study  Whether  or  not  the  giant-­‐ellip2cals  and  dwarfs  distribute  smoothly  along  the  scaling  rela2on  ????    

9

Facts  of  Virgo  Cluster:    

n   16.5  Mpc,    n   Abell  richness  class=I    n   Virial  mass~4x1014M⊙  (Girardi  et  al.  1995)    n   2096  cataloged  galaxies  (Binggeli  et  al.  1985)    n   Subcluster  A:  M87  n   Subcluster  B:  M49  

10

• Subcluster  A    

M87

§  Deep  V  band  image  for  2.25  deg2  §  1  sigma  Depth  of  28.5  mag  §  +dal  features  reflect  the  

hierarchical  nature  for  cluster  assembly    

11

M49

M87

12

ACS  Virgo  Cluster  Survey  n  θ:  0.1”  è  8  pc  at  a  distance  of  Virgo  

n  FOV  ~  200”x  200”  

n  F475W  and  F850LP  band  (g  and  z)  photometry  were  obtained  for  100  early-­‐type  galaxies    

n  100%  complete  for  BT≦12  mag  and  ~60%  complete  for  early-­‐type  galaxies  brighter  than  BT=16  mag  

The  first  study  to  examine  simultaneously  the  core  and  global  structure  of  a  large  sample  of  nearby  galaxies  using  HST  image  (Ferrarese  et  al,  2006).    1.  Sersic  family  è  good  representa+on!  2.  Dwarfs  formed  a  low  luminosity  extension  to  the              giant  ellip+cals  è  Successful  models  for  small-­‐scales  structure  froma+on  should  yield  galaxies  having  their  structural  and  photometric  proper+es  vary  smoothly  along  the  luminosity  func+on.  

13

14

n  Choice  of  galaxy  model  +  limited  ACS  FOV???    

Verify  that  the  recent  progress  on  the  scaling  rela+on  of  early  type  galaxies  are  robust  to  the  choice  of  galaxy  model.    è  non-­‐parametric  approach    Whether  FOV  limita+on  of  ACSVCS  has  any  significant  effect  on  the  derived  parameters  for  ACSVCS  galaxies.  è  Sersic  fit  on  SDSS  photometry  

15

Data  and  Analysis  (1/2)  

n  Construc+on  of  SDSS  mosaics  (West  et  al.  2010)  the  sky  is  fi]ed  with  a  +lted  plane  è  final  mosaics  with  zero  sky  and  non-­‐masked  sources.    1dx1d  for  the  five  brightest  galaxies,    30’x30’  for  the  6th  to  20th  ranked  galaxies  and  10’x10’  for  the  remaining.      

n  Source  Masking  

16 VCC 1025 r

17

18

2Rp

R50

19

20

21

22

Measurement  of  Photometric  and  Structural  Parameters:    

n  Parametric-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐  Sersic  model  (Sersic  1968)        

Ie:  effec+ve  surface  brightness  

ns:  Sersic  Index      (bn=  1.9992ns-­‐0.3271)  (ns=1  for  exponen+al,  ns=4  for  de  Voucouleur)  

Re:  effec+ve  radius  

 

23

u g r i z gacs

u-g g-r g-I g-z

n=5.43

n=4.69

n=2.35

n=1.83

n=1.51

24

Non-­‐parametric:  Curve-­‐of-­‐growth  photometry  

Petrosian  radius,  Rp:                            Qp(Rp)=0.2    Petrosian  Flux,  Fp:  

Petrosian  ra+o,  Qp:  

Total  luminosity,  Re,  <μe>  

25

26

Comparison  to  Previous  Results      

: E

: S0

: dwarf

: E

: S0

: dwarf

The  SDSS  Sersic  fi\ng  is  in  good  agreement  with  ACS  result.  

27

: E

: S0

: dwarf

The  SDSS  COG  parameters  is  in  good  agreement  with  Janz  &  Lisker  (2008).  

28

: E

: S0

: dwarf

The  SDSS  COG  analysis  is  in  good  agreement  with  VCC  (Binggeli  et  al.  1985)  and  ACS  result.    

•  It  is  possible  to  measure  the  basic  parameters  of  nearby  early-­‐type  galaxies  with  quite  reasonable  accuracy:  ground  based  vs  HST  and  non-­‐parametric  vs  parametric    

29

30

Photometric  and  Structural  Scaling  Rela+ons:    The  Role  of  Environment  

: E

: S0

: dwarf

n The  rela+onship  between  Mg,  re,  and  <  μ  >e  shows  that  the  parameters  vary  smoothly  as  a  func+on  of  luminosity  è  dose  not  favor  the  dwarf-­‐giant  dichotomy.  

n Tidal  stripping  has  been  playing  an  important  role  during  the  forma+on/evolu+on  of  the  cEs.    

31

32

The  Color-­‐Magnitude  Rela+ons  

: E

: S0

: dwarf

n The CMR is non-linear but has smooth distribution.

n Faint systems have larger scatters.

Chen et al. 2010

33

: E

: S0

: dwarf

n Comared with single-burst stellar population synthesis models from Bruzual & Charlot (2003), Chabrier (2003) IMF, are show for metallicities and ages.

n For the low mass systems, we see larger dispersions in both age (2Gyr -12 Gyr) and metallicity ([Fe/H]=-0.7 to 0 dex)

34

Conclusion  and  Summary  n  Our  non-­‐parametric  measurements  and  those  from  the  

literature  are  in  good  agreement.  n  The  rela+onship  between  g-­‐band  mag,  Re  and  <μe>  shows  

that  the  parameters  vary  smoothly  and  systema+cally  as  a  func+on  of  luminosity.  

n  Galaxy  colors  show  a  non-­‐linear  but  smooth  varia+on  with  luminosity.    The  color-­‐magnitude  extends  smoothly  across  the  region  normally  taken  to  separate  “giant”  galaxies  from  “dwarfs”.    There  is  clear  evidence  for  enhanced  sca]er  in  color  for  the  faintest  systems-­‐-­‐-­‐presumably  the  signature  of  more  diverse  star-­‐forma+on  histories  among  the  lowest-­‐mass  galaxies.    

n  Next  Genera+on  Virgo  Cluster  Survey  (Dec  2008-­‐Jun  2012)  

Op+cal  Proper+es  of  Brightest  Cluster  Galaxies  with  PanSTARRs  

Medium  Deep  Survey  

35

Chin-­‐Wei  Chen  (ASIAA,  Taiwan),    Lihwai  Lin  (ASIAA,  Taiwan),    Hung-­‐Yu  Jian  (NTU,  Taiwan),    Sebas+en  Foucaud  (NTNU,  Taiwan)  

Introduc+on  •  Brightest  Cluster  Galaxies:    The  most  luminous  galaxies  locate  in  the  center  of  clusters  or  groups  of  galaxies.  

•  Simula+on  performed  in  a  hierarchical  context  predic+ng  that  BCGs  are  the  result  of  mul+ple  mergers  and  should  con+nue  to  grow  un+l  z~0.5  (De  Lucia  and  Blaizot,  2007)  

•  Observa+onally,  BCGs  are  found  to  evolve  passively  since  z~1  (Sto]  et  al.  2008,  2010;  Whiley  et  al.  2008;  Collins  et  al.  2009)  

36

PanSTARRs  §  1x1.8m  @  Mt.  Haleakala,  Maui  

§  bands:  g,  r,  i,  z,  y    

§  May,  2010  to  end  of  2013      

§  FOV:  7  deg2  field  of  view,  making   it  one  of  the  widest  digital  sky  survey  facility  to  date.    

37

PS1  Medium  Deep  Survey §  Over   80%   of   the   PS1   survey   +me   was   a]ributed   to   two  

strategies  -­‐-­‐-­‐  the  3-­‐Pi  and  the  medium  deep  (MD)  survey.    The  main  goal  for  3-­‐Pi  survey  is  to  have  large  sky  coverage  and  will  eventually  cover  ¾  of   the  sky.    The  MD  survey   is   for  deeper  photometry  on  smaller  frac+on  of  the  sky.    

§  We  study  galaxy  proper+es   in  clusters  based  on  the  stacking  of   MD   survey   images,   which   consists   of   10+1   fields   with  extensive   photometric/spectroscopic   study   from   space   or  ground-­‐based  observa+on.  

38

PS1  Medium  Deep  Survey  

39

Field Alt Name RA (J2000) Dec (J2000)

MD00 M31 00 42 42 +41 16 00

MD01 XMM-LSS-DXS/VVDS-02h 02 23 30 -04 15 00

MD02 CDFS/GOODS/GEMS 03 32 24 -27 48 00

MD03 IFA/Lynx 08 42 22 +44 19 00

MD04 COSMOS 10 00 00 +02 12 00

MD05 Lockman-DXS 10 47 40 +58 05 00

MD06 NGC 4258 12 20 00 +47 07 00

MD07 DEEP2-Field 1/ Extended Groth Strip

14 14 49 +53 05 00

MD08 ELAIS-N1-DXS 16 11 09 +54 57 00

MD09 SA22-DXS/VVDS-22h 22 16 45 +00 17 00

MD10 DEEP2-Field3 23 29 15 -00 26 00

Image  Quality  Assessment  of  PS1  MD  fields  

•  1.5  year  observa+on    (g,  r,  i,  z,  y)  depth  =  (25.069,  24.944,  24.684,  24.346,  22.759)    

•  Mock  catalog  based  on  Millennium  N-­‐Body  Simula+on  Detec+on  of  147,000  galaxies  per  MD  field  (some  1000  clusters/groups  with  mass  >  1013  Ms  per  MD  field  )  

•  Deep  Stacks  images  è  Photometric  z  +  Probability  Friend-­‐of-­‐Friend  è  BCG  study      

40

PS1  images  for  MD04  X-­‐ray  selected  cluster  of  galaxies  

•  XMM-­‐COSMOS  cluster  galaxy  catalog  (George  et  al.  2011)  running  via  PFOF  

•  26/26  X-­‐ray  selected  galaxy  clusters  were  recovered.      18/26  matches  of  the  BCGs.  

41 Z=0.425   Z=0.359   Z=0.735  

Prospects  

•  In  addi+on  of  the  PS1  grizy  photometry,  we  are  also  producing  on  the  stacks  of  CFHT  u-­‐band  data  for  MD  fields.    An  approximate  es+ma+on  for  its  depth  is  ~  26  mag.    

•  MD07  done,  MD04,  MD10  in  process  •  The  u  band  photometry  provides  be]er  constraints  on  the  photometric  redshi~s  for  galaxies  with  z  <  0.4.              

•  Probe  the  recent  star  forma+on  ac+vi+es  in  galaxies  with  z  ~  0.7  by  studying  u-­‐op,cal  colors.      

42

43

Stay Tuned~~