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THE FUNDAMENTAL PLANE OF CLUSTER ELLIPTICALS AT Z = 1.251,2

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English Summary

Using deep HST ACS imaging and VLT FORS2 spectra, we determined the velocity dispersions, effective radii, and surface brightnesses for four early-type galaxies in cluster RDCS 1252.9-2927. All four galaxies are massive, > 10^(11)M⊙. These findings establish the Fundamental Plane of massive early-type cluster galaxies at z = 1.25. The luminosity evolution in rest-frame B is (−0.98±0.06)z for galaxies with M > 10^(11)M⊙, and we determine the characteristic age of stars to be 3.0+0.3−0.3 Gyrs by reproducing observed mass-to-light ratio values (M/L). Including selection effects caused by morphological bias (“progenitor bias”), we estimate an age of 2.1+0.2−0.2 Gyrs or z∗= 2.3+0.2−0.2 for the early-type galaxy population, and there are large scatter values in derived M/L ratios. Massive cluster galaxies appear to have a large fraction of stars formed at early epochs. Subject headings: galaxies: clusters: general – galaxies: elliptical and lenticular, cD, – galaxies: Fundamental Plane – galaxies: photometry – galaxies: clusters: RDCS 1252.9-2927

Key Technical Terms

Below are key technical terms and their explanations to help understand the core concepts of this paper. You can explore related external resources via the links next to each term.

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Draft version August 8, 2018 Preprint typeset using LATEX style emulateapj v. 6/22/04 THE FUNDAMENTAL PLANE OF CLUSTER ELLIPTICALS AT Z = 1.251,2 B. P. Holden3, A. van der Wel4, M. Franx4, G. D. Illingworth3, J. P. Blakeslee5, P. van Dokkum6, H. Ford5, D. Magee3, M. Postman5, H.-W. Rix7, and P. Rosati8 Draft version August 8, 2018 ABSTRACT Using deep HST ACS imaging and VLT FORS2 spectra, we determined the velocity dispersions, ef- fective radii and surface brightnesses for four early-type galaxies in the z = 1.237 cluster RDCS 1252.9- 2927. All four galaxies are massive, > 1011M⊙. These four galaxies, combined with three from RDCS 0848+4453 at z = 1.276, establish the Fundamental Plane of massive early-type cluster galax- ies at ¯z = 1.25. The offset of the Fundamental Plane shows that the luminosity evolution in rest-frame B is ∆ln M/LB = (−0.98±0.06)z for galaxies with M > 1011.5M⊙. To reproduce the observed mass- to-light ratio (M/L) evolution, we determine the characteristic age of the stars in these M > 1011.5M⊙2005 galaxies to be 3.0+0.3−0.3 Gyrs, i.e. z∗= 3.4+0.5−0.4. Including selection effects caused by morphological bias (the “progenitor bias”), we estimate an age of 2.1+0.2−0.2 Gyrs, or z∗= 2.3+0.2−0.2 for the elliptical galaxy population. Massive cluster early-type galaxies appear to have a large fraction of stars that formedJan early in the history of the universe. However, there is a large scatter in the derived M/L values, which 3 is confirmed by the spread in the galaxies’ colors. Two lower mass galaxies in our ¯z = 1.25 sample have much lower M/L values, implying significant star-formation close to the epoch of observation. Thus, even in the centers of massive clusters, there appears to have been significant star formation in some massive, M ≃1011M⊙, galaxies at z ≃1.5. Subject headings: galaxies:…

🇰🇷 한국어 보기 (View in Korean)

한글 요약 (Korean Summary)

딥 HST ACS 이미징 및 VLT FORS2 스펙트럼을 사용하여 클러스터 RDC 1252.9-2927에서 4 개의 초기 유형 은하에 대한 속도 분산, 유효 반경 및 표면 밝기를 결정했습니다. 4 개의 은하는 모두 거대합니다 (> 10^) (11) m⊙. 이러한 결과는 Z = 1.25에서 거대한 초기 유형 클러스터 은하의 기본 평면을 확립합니다. REST- 프레임 B의 광도 진화는 m> 10^(11) m⊙ 인 은하의 경우 (-0.98 ± 0.06) z이며, 우리는 관찰 된 질량-경색 비율 값 (m/L)을 재현함으로써 별의 특징적인 연령을 3.0+0.3-0.3 gyrs로 결정합니다. 형태 학적 편향 ( “조상 바이어스”)으로 인한 선택 효과를 포함하여, 초기 유형 은하 인구에 대해 2.1+0.2-0.2 gyrs 또는 z * = 2.3+0.2-0.2의 연령을 추정하고, 유도 된 M/L 비율에는 큰 산란 값이 있습니다. 거대한 클러스터 은하는 초기 에포크에서 많은 부분의 별이 형성된 것으로 보입니다. 주제 제목 : 은하 : 클러스터 : 일반 – 은하 : 타원형 및 렌즈, CD, – 은하 : 기본 비행기 – 은하 : 광도 측정 – 은하 : 클러스터 : RDC 1252.9-2927

주요 기술 용어 (한글 설명)

  • Effective Radius (re)
    설명 (Korean): 은하의 빛이 방출되는 반경은 클러스터 RDC 1252.9-2927에서 초기 유형 은하의 속도 분산 및 표면 밝기를 결정하는 데 사용됩니다.
    (Original English: The radius within which a galaxy’s light is emitted, used to determine velocity dispersions and surface brightnesses for early-type galaxies in cluster RDCS 1252.9-2927.)
  • Velocity Dispersion (σ)
    설명 (Korean): 은하 내에서 본질적인 움직임을 나타내는 평균값 주위의 속도 확산 측정. FORS2 스펙트럼은 Z = 1.25에서 이러한 거대한 은하에 대한 정확한 속도 분산을 제공합니다.
    (Original English: A measure of the spread of velocities around the average value, representing intrinsic motion within galaxies. FORS2 spectra provide accurate velocity dispersions for these massive galaxies at z = 1.25.)
  • Fundamental Plane
    설명 (Korean): 초기 유형 은하에서 효과적인 반경, 표면 밝기 및 속도 분산 사이의 관계. 이 평면을 연구함으로써, 우리는 M/L 진화를 측정하고 클러스터 RDC 1252.9-2927에서 4 개의 은하의 질량 척도를 설정할 수 있습니다.
    (Original English: The relationship between effective radii, surface brightnesses, and velocity dispersions in early-type galaxies. By studying this plane, we can measure M/L evolution and set the mass scale for four galaxies in cluster RDCS 1252.9-2927.)
  • Rest Frame Magnitudes
    설명 (Korean): Johnson의 방법을 사용하여 Brest 프레임으로 변환 된 관찰 된 크기는 문헌에서 다른 FP 결과와 비교합니다. 이 측정을 통해 아래의 레스트 프레임 광학 색상을 검사 할 수 있습니다.
    (Original English: Observed magnitudes converted into Brest frame using Johnson’s method to compare with other FP results in literature. These measurements allow us to examine rest-frame optical colors below.)
  • Massive galaxies at z = 1.25
    설명 (Korean): 클러스터 RDCS 1252.9-2927에서 발견되는 초기 유형 은하는 유효 반경 (RE), IE 내의 평균 표면 밝기 및 FORS2 스펙트럼의 속도 분산을 결합한 세 가지 변수를 결합합니다. 대규모 은하 관측은 아래의 레스트 프레임 색상을 검사하는 데 사용됩니다.
    (Original English: Early-type galaxies found in cluster RDCS 1252.9-2927, which combine three variables – effective radii (re), average surface brightnesses within iE, and velocity dispersions from FORS2 spectra. Massive galaxy observations are used to examine rest-frame colors below.)

발췌문 한글 번역 (Korean Translation of Excerpt)

초안 버전 2018 년 8 월 8 일 라텍스 스타일 EmulateApj v. 6/22/04를 사용한 프리 인쇄 조판 세트 Z = 1.251,2 B. P. Holden3, A. van der Wel4, M. Franx4, G. D. Illingworth3, J. P. Blakeslee5, P. van Dokkum6, H. RIX7 및 P. ROSATI8 드래프트 버전 2018 년 8 월 8 일 딥 HST ACS 이미징 및 VLT FORS2 스펙트럼을 사용한 초록은 Z = 1.237 클러스터 RDC 1252.9- 2927의 4 개의 초기 유형 은하에 대한 속도 분산, ef-fective radii 및 표면 밝기를 결정했습니다. Z = 1.276에서 RDCS 0848+4453의 3 개와 결합 된이 4 개의 은하는 ¯z = 1.25에서 거대한 초기 유형 클러스터 은하의 기본 평면을 확립합니다. 기본 평면의 O ff 세트는 REST 프레임 B의 광도 진화가 m> 1011.5m ℃ 인 은하의 경우 ∆ln m/lb = (-0.98 ± 0.06) z임을 보여줍니다. 관찰 된 질량 토광 비율 (m/l) 진화를 재현하기 위해, 우리는이 m> 1011.5m⊙2005 은하에서 별의 특징적인 연령을 3.0+0.3-0.3 gyrs, 즉 z * = 3.4+0.5-0.4로 결정합니다. 형태 학적 편향 ( “조상 편향”)으로 인한 선택 효과를 포함하여, 우리는 타원 은하 집단에 대해 2.1+0.2-0.2 gyrs 또는 z * = 2.3+0.2-0.2의 연령을 추정합니다. 대규모 클러스터 초기 유형 은하는 우주의 역사 초기에 자란을 형성 한 별의 많은 부분을 갖는 것으로 보입니다. 그러나 파생 된 M/L 값에는 큰 산란이 있으며, 3은 은하의 색상의 스프레드로 구성됩니다. 우리의 ¯z = 1.25 샘플에서 2 개의 낮은 질량 은하는 M/L 값이 훨씬 낮아서 관찰의 시대에 가까운 상당한 별 형성을 의미합니다. 따라서, 거대한 클러스터의 중심에서도 Z ≃1.5의 거대한 M ℃의 M ℃ M ℃에서는 별 은성이있는 것으로 보인다. 주제 제목 : 은하 : …

Source: arXiv.org (or the original source of the paper)

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