Fundamental plane distances and peculiar velicities of 140 groups and clusters of galaxies at low redshifts: the Hubble diagram

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

We used the fundamental plane (FP) of early-type galaxies (data from the Sloan Digital Sky Survey) to measure the relative distances and peculiar velocities of 140 groups and clusters of galaxies at low redshifts ( z<0.12 ). We have constructed the Hubble diagram between the distances of galaxy groups/clusters and their radial velocities in the CMB reference frame in the flat ΛCDM model ( Ωm=0.3 , H0=70 km · s –1 Mpc –1 ).

We found that the standard logarithmic scatter of groups and clusters of galaxies on the Hubble diagram (minus peculiar velocities) is ± 0.0173 ( N = 140), which corresponds to the deviation of the Hubble constant 70 ± 2.8 km · s –1 Mpc –1 . For a sample of galaxy systems ( N = 63) with X-ray luminosity in the interval 0.151÷4×1044 erg/s we got 70 ± 2.1 km · s –1 Mpc –1 . The standard deviations of peculiar velocities with quadratic allowance for errors are equal to null 714 ± 7 km/s and 600 ± 7 km/s, respectively.

Five large superclusters of galaxies from the SDSS region show an average peculiar velocity relative to the CMB reference frame +240 ± 250 km/s. We did not detect the outflow of galactic systems from the void (Giant Void, α≈13h , δ≈40° , z≈0.107 ) formed by groups and clusters of galaxies.

Full Text

Restricted Access

About the authors

F. G. Kopylova

Special Astrophysical Observatory

Author for correspondence.
Email: flera@sao.ru
Russian Federation, Nizhny Arkhdz

A. I. Kopylov

Special Astrophysical Observatory

Email: flera@sao.ru
Russian Federation, Nizhny Arkhdz

References

  1. S. A. Gregory and L. A. Thompson, 222, 784 (1978).
  2. M. Jõeveer, J. Einasto, and E. Tago, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 185, 357 (1978).
  3. R. P. Kirshner, A. Oemler, P. L. Schechter, and S. A. Shectman, 248, L57 (1981).
  4. V. de Lapparent, M. J. Geller, and J. P. Huchra, 302, L1 (1986).
  5. A. I. Kopylov, D. Y. Kuznetsov, T. S. Fetisova, and V. F. Shvar tsman, in Large Scale Structures of the Universe, Proc. of the 130th Symp. of the IAU, dedicated to the memory of M. A. Aaronson (1950–1987) held in Balatonfured, Hungary, June 15–20, 1987; edited by J. Audouze, M.-C. Pelletan, and A. Szalay. IAU Symp. № 130 (Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1988), p.129.
  6. J. R. Bond, L. Kofman, and D. Pogosyan, Nature 380(6575), 603 (1996).
  7. M. Einasto, J. Einasto, E. Tago, V. Müller, and H. Andernach, Astron. J. 122, 2222 (2001).
  8. Ia. B. Zeldovich, J. Einasto, and S. F. Shandarin, Nature 300(5891), 407 (1982).
  9. D. J. Batuski and J. O. Burns, Astron. J. 90, 1413 (1985).
  10. R. B. Tully, 303, 25 (1986).
  11. K. Y. Stavrev, Astron. and Astrophys. Suppl. Ser. 144, 323 (2000).
  12. A. I. Kopylov and F. G. Kopylova, Astron. and Astrophys. 382, 389 (2002).
  13. J. Einasto, I. Suhhonenko, G. Hütsi, E. Saar, et al., Astron. and Astrophys. 534, id. A128 (2011).
  14. A. Dressler, D. Lynden-Bell, D. Burstein, R. L. Davies, S. M. Fa ber, R. Terlevich, and G. Wegner, 313, 42 (1987).
  15. S. Djorgovski and M. Davis, 313, 59 (1987).
  16. G. Wegner, M. Colless, G. Baggley, R. L. Davies, E. Bertschinger, D. Burstein, R. K. McMahan, Jr., and R. P. Saglia, Astrophys. J. Suppl. 106, 1 (1996).
  17. M. J. Hudson, R. J. Smith, J. R. Lucey, D. J. Schlegel, and R. L. Davies, 512, L79 (1999).
  18. L. N. da Costa, M. Bernardi, M. V. Alonso, G. Wegner, C. N. A. Willmer, P. S. Pellegrini, M. A. G. Maia, and S. Zaroubi, 537(2), L81 (2000).
  19. M. Batiste and D. J. Batuski, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 436, 3331 (2013).
  20. H. Aihara, C. Allende Prieto, D. An, S. F. Anderson, et al., Astrophys. J. Suppl. 193(2), id. 29 (2011).
  21. F. G. Kopylova and A. I. Kopylov, Astron. Letters 40, 595 (2014).
  22. F. G. Kopylova and A. I. Kopylov, Astrophys. Bull. 72(4), 363 (2017).
  23. F. G. Kopylova and A. I. Kopylov, Astron. Astrophys. Trans. 32(2), 105 (2021).
  24. F. G. Kopylova and A. I. Kopylov, Astron. Letters 33, 211 (2007).
  25. C. Saulder, S. Mieske, W. W. Zeilinger, and I. Chilingarian, Astron. and Astrophys. 557, id. A21 (2013).
  26. J. J. Mohr and G. Wegner, Astron. J. 114, 25 (1997).
  27. R. G. Carlberg, H. K. C. Yee, E. Ellingson, S. L. Morris, et al., 485(1), L13 (1997).
  28. F. G. Kopylova, Astrophys. Bull. 68, 253 (2013).
  29. M. A. Strauss, D. H. Weinberg, R. H. Lupton, V. K. Narayanan, et al., Astron. J. 124(3), 810 (2002).
  30. I. V. Chilingarian, A. Melchior, and I. Y. Zolotukhin, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 405, 1409 (2010).
  31. I. Jorgensen, M. Franx, and P. Kjaergaard, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 280, 167 (1996).
  32. P. J. E. Peebles, Principles of Physical Cosmology (Princeton: Princeton University, 1993).
  33. M. J. Hudson, J. R. Lucey, R. J. Smith, and J. Steel, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 291, 488 (1997).
  34. M. Colless, R. P. Saglia, D. Burstein, R. L. Davies, R. K. McMa han, and G. Wegner, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 321(2), 277 (2001).
  35. R. A. Gibbons, A. S. Fruchter, and G. D. Bothun, Astron. J. 121, 649 (2001).
  36. R. B. Tully, H. M. Courtois, A. E. Dolphin, J. R. Fisher, et al., Astron. J. 146(4), id. 86 (2013).
  37. T. Mutabazi, 911(1), id. 16 (2021).
  38. A. I. Kopylov and F. G. Kopylova, Astrophys. Bull. 70, 243 (2015).
  39. E. J. Shaya, R. B. Tully, D. Pomaréde and A. Peel, 927(2), id. 168 (2022).
  40. F. G. Kopylova and A. I. Kopylov, Astrophys. Bull. 77, 347 (2022).
  41. F. G. Kopylova and A. I. Kopylov, Astrophys. Bull. 75, 424 (2020).
  42. F. G. Kopylova and A. I. Kopylov, Astrophys. Bull. 79, 1 (2024).
  43. A. G. Riess, S. Casertano, W. Yuan, L. M. Macri, and D. Scolnic, 876(1), id. 85 (2019).
  44. Planck Collaboration, et al., Astron. and Astrophys. 641, id. A6 (2020).
  45. N. A. Bahcall, M. Gramann, and R. Cen, 436, 23 (1994).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Dependence of the average surface brightness of early-type galaxies on . The line corresponds to the regression relation .

Download (136KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Dependence of angular distances of galaxies, zero points of the fundamental plane, on the redshift. The galaxies are located in the clusters A 1656 (filled circles) and A 2107 (open circles) within the radius . The thick curved line corresponds to the Hubble dependence between the redshift and distance. The solid lines show the average redshifts of the clusters, , which, when crossed with the Hubble curve, yield the corresponding distances. The dashed lines correspond to the average distances of the galaxy systems found from the FP and the corresponding redshifts, .

Download (149KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Upper panel: dependence of angular distances of 140 galaxy groups and clusters, FP zero points, on radial velocity (Hubble diagram), obtained taking into account the evolutionary parameter [mag/arcsec 2 ]. Empty circles show systems ( ) located around GV. The thick line shows the expected Hubble dependence in the Λ CDM cosmological model with . Lower panel: curve of residual deviations.

Download (160KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Dependence of angular distances of 140 groups and clusters of galaxies, zero points of the FP, on the radial velocity , obtained taking into account the evolutionary parameter . The designations are the same as in the previous figure.

Download (122KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Dependence of individual distances of groups and clusters of galaxies around GV ( [kpc]) on the radial velocity . The solid line in the figure corresponds to the linear regression determined for all clusters ( ): , the dashed lines show deviations from it at the level of 1.5 .

Download (126KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 The Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».