星系团 CARLA J0950+2743 (z=2.363) 与 CARLA-Ser J0950+2743 (z=2.243) 的光谱学确认
Spectroscopic confirmation of the galaxy clusters CARLA J0950+2743 at z=2.363, and CARLA-Ser J0950+2743 at z=2.243
AI总结：
本研究通过光谱学确认了两个高红移星系团 CARLA J0950+2743 (z=2.363) 和 CARLA-Ser J0950+2743 (z=2.243)，并利用 Chandra X 射线观测分析其延展辐射与暗物质质量，为宇宙学结构增长研究提供了重要目标。
摘要：
星系团作为宇宙中最大的引力束缚结构，是研究不同时期质量组装的强大工具。在 z>2 时，它们提供了一个独特的机会，不仅可以对暗物质晕的增长施加严格约束，还可以研究宇宙年龄小于 3.3 Gyr 时的星系猝灭机制和形态转变。然而，目前可用的已确认 z>2 星系团样本仍然非常有限。我们报告了在 z=2.363±0.005 处的星系团 CARLA J0950+2743 以及在同一区域偶然发现的新星系团 CARLA-Ser J0950+2743 (z=2.243±0.008) 的光谱学确认。我们通过探测 [OII]、[OIII] 和 Hα 发射线，确认了第一个星系团中的八个星形成星系，以及第二个星团中的五个。对 Chandra 望远镜对该视场偶然 X 射线观测的分析揭示了一个对应体，其总光度为 L_{0.5-5 keV} = 2.9±0.6×10^45 erg s^-1。鉴于 X 射线观测深度有限，我们无法将该源的 1-D 轮廓与 PSF 模型区分开来；然而，我们对 2-D 轮廓的统计分析倾向于一个延展分量，这可能与星系团内介质 (ICM) 的热贡献有关。如果延展的 X 射线辐射源于热 ICM，这两个星系团的总暗物质质量将为 M_{200}=3.30^{+0.23}_{-0.26 (stat)} ^{+1.28}_{-0.96 (sys)} ×10^14 M_⊙。这使得我们的两个星系团成为宇宙学背景下研究结构增长的有趣目标。然而，未来的研究将需要更深的高分辨率 X 射线和光谱观测。
英文摘要：
Galaxy clusters, being the largest gravitationally bound structures in the Universe, are a powerful tool to study mass assembly at different epochs. At z$>$2 they give an unique opportunity to put solid constraints not only on dark matter halo growth, but also on the mechanisms of galaxy quenching and morphological transformation when the Universe was younger than 3.3 Gyr. However, the currently available sample of confirmed $z>2$ clusters remains very limited. We present the spectroscopic confirmation of the galaxy cluster CARLA J0950+2743 at $z=2.363\pm0.005$ and a new serendipitously discovered cluster, CARLA-Ser J0950+2743 at $z=2.243\pm0.008$ in the same region. We confirm eight star-forming galaxies in the first cluster, and five in the second by detecting [OII], [OIII] and $Hα$ emission lines. The analysis of a serendipitous X-ray observation of this field from Chandra reveals a counterpart with a total luminosity of $L_{0.5-5 keV} = 2.9\pm0.6\times10^{45}$ erg s$^{-1}$. Given the limited depth of the X-ray observations, we cannot distinguish the 1-D profile of the source from a PSF model, however, our statistical analysis of the 2-D profile favors an extended component that could be associated to a thermal contribution from the intra-cluster medium (ICM). If the extended X-ray emission is due to the hot ICM, the total dark matter mass for the two clusters would be $M_{200}=3.30 ^{+0.23}_{-0.26 (\mathrm{stat})}$ $^{+1.28}_{-0.96 (\mathrm{sys})} \times10^{14} M_{\odot}$. This makes our two clusters interesting targets for studies of the structure growth in the cosmological context. However, future investigations would require deeper high-resolution X-ray and spectroscopic observations.
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