[論文レビュー] Clustering Properties of restframe UV selected galaxies II: Migration of Star Formation sites with cosmic time from GALEX and CFHTLS

S. Heinis, Bruno Milliard+25 more|ArXiv.org|Jun 7, 2007

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 67被引用数 22

ひとこと要約

本研究では、GALEX（z < 0.6）およびCFHTLS u′バンドデータ（z ~ 1）を用いて、restframe UV選択銀河のクラスタリング特性を分析することで、星形成領域の宇宙的進化を調査する。その結果、高赤方偏移時（z ~ 3）の過密度領域における高質量ダークマター銀河ハロー（10¹²–10¹³ M☉）から、低赤方偏移時（z ≈ 0）の低密度領域における低質量ハロー（≤10¹² M☉）への星形成の移行が明らかになった。これは『ダウンサイズ』パラダイムをダークマター分布へと拡張し、線形バイアスが z ~ 3 で b₈ ≳ 2 から z ≈ 0 で b₈ ≈ 0.79⁺⁰.¹⁻⁰.⁰⁸ へと減少することを確認した。

ABSTRACT

We analyze the clustering properties of ultraviolet selected galaxies by using GALEX-SDSS data at z&lt;0.6 and CFHTLS deep u' imaging at z=1. These datasets provide a unique basis at z&lt; 1 which can be directly compared with high redshift samples built with similar selection criteria. We discuss the dependence of the correlation function parameters (r0, delta) on the ultraviolet luminosity as well as the linear bias evolution. We find that the bias parameter shows a gradual decline from high (b &gt; 2) to low redshift (b ~ 0.79^{+0.1}_{-0.08}). When accounting for the fraction of the star formation activity enclosed in the different samples, our results suggest that the bulk of star formation migrated from high mass dark matter halos at z&gt;2 (10^12 &lt; M_min &lt; 10^13 M_sun, located in high density regions), to less massive halos at low redshift (M_min &lt; 10^12 M_sun, located in low density regions). This result extends the ``downsizing'' picture (shift of the star formation activity from high stellar mass systems at high z to low stellar mass at low z) to the dark matter distribution.

研究の動機と目的

• 宇宙時間にわたるrestframe UV選択銀河の空間的クラスタリングを調査すること。
• UV選択銀河の線形バイアスが赤方偏移およびUV光度にどのように進化するかを特定すること。
• 『ダウンサイズ』トレンド（高質量系から低質量系への星形成の移行）が、ホストダークマター銀河ハロー質量関数へと拡張されるかどうかを検証すること。
• 過密度領域と低密度領域におけるクラスタリングの比較を通じて、星形成領域の環境依存性を評価すること。

提案手法

• GALEX（z < 0.6）のUV選択銀河とCFHTLS（z ~ 1）の深紫外u′バンド画像を照合し、z ≤ 1 の範囲で一貫性のあるサンプルを構築すること。
• 両方の赤方偏移領域におけるUV選択銀河の角度相関関数（ACF）を測定し、空間的クラスタリングを定量化すること。
• ACFから線形バイアスパラメータ b₈ を導出し、赤方偏移およびUV光度バインにわたって比較すること。
• バイアスの進化を用いて、異なる時刻における星形成銀河の最小ホストハロー質量（M_min）を推定すること。
• 線形バイアス仮説を適用し、観測されたクラスタリングを潜在的なダークマター分布に関連付けること。
• 理論的モデル（例：Mo & White 2002）およびLyman Break銀河や発光線サンプルに関する先行研究と結果を比較すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 UV選択星形成銀河の線形バイアスは、z ~ 1 から z ≈ 0 にかけてどのように進化するか？
• RQ2 ダウンサイズのシナリオが予測するように、星形成銀河のホストダークマター銀河ハロー質量が、宇宙時間にわたって高質量から低質量へとシフトするか？
• RQ3 低赤方偏移時（z < 0.6）におけるUV選択銀河のクラスタリング強度は、そのUV光度にどのように依存するか？
• RQ4 低赤方偏移時における最もUV光度の高い銀河は、明るさが低い銀河と比較して、低密度環境に宿っていると見なせるか？
• RQ5 星形成の空間的分布は、ダークマター銀河ハロー質量関数の進化をどの程度正確に反映しているか？

主な発見

• UV選択銀河の線形バイアスは、高赤方偏移時（z ~ 3）の b₈ ≳ 2 から低赤方偏移時（z ≈ 0）の b₈ ≈ 0.79⁺⁰.¹⁻⁰.⁰⁸ へと減少しており、ホストハロー質量が高から低へとシフトしていることを示唆している。
• バイアスの進化は、全星形成光度密度の一定割合を占めるUV光度限界サンプルにおいて顕著であり、星形成領域の系統的移行を確認した。
• z ~ 1 時点では、UV選択銀河の相関長さは発光線サンプルと同等のものであり、遅発銀河や不規則銀河よりもわずかに高い値を示し、中程度のバイアス（⟨b₈⟩ = 1.26 ± 0.06）を示している。
• 低赤方偏移時におけるバイアスとFUV光度の間に強い正の相関は認められず、むしろわずかな負の相関または相関なしの傾向が見られ、高赤方偏移時のトレンドとは対照的である。
• 観測されたバイアスの低下は、M ≥ 10¹² M☉ ハローに対してMo & White（2002）モデルが予測する値をわずかに上回っており、星形成銀河が今やz ~ 3のときよりも低質量ハローに宿っていることを示唆している。
• 結果は環境的移行を支持している：星形成は高赤方偏移時の過密度領域（高質量ハロー）から、低赤方偏移時の低密度領域（低質量ハロー）へと移行しており、これはコールドモード降着とフィードバック駆動のハロー質量進化と整合的である。