[論文レビュー] Detection of Strong Clustering of Extremely Red Objects: Implications for the Density of z > 1 Ellipticals

E. Daddi, A. Cimatti+6 more|arXiv (Cornell University)|May 30, 2000

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 4

ひとこと要約

本研究は、これまでで最も広い領域をカバーする極端に赤い天体（EROs）の調査を実施した。調査領域は701平方弧度で、Ks ≤18.8まで85%の完全性を達成している。EROsの強力な集積が8σの有意水準で検出された—これは場の銀河よりも10倍以上高い。この結果は、EROsの大部分が高赤方偏移（z > 1）の楕円銀河であることを直接的証明するものであり、宇宙変動の影響による楕円銀河密度測定の矛盾を解消する。

ABSTRACT

We present the results of a wide-field survey for extremely red objects (EROs hereafter), the widest so far, based on Ks and R band imaging. The survey covers 701 arcmin^2 and it is 85% complete to Ks\leq18.8 over the whole area and to Ks\leq19.2 over 447.5 arcmin^2. Thanks to the wide field covered, a complete sample of about 400 EROs with R-Ks\geq5 was selected. The distribution of the EROs on the sky is strongly inhomogeneous, being characterized by overdensities and large voids. We detect at the 8 sigma level a strong clustering signal of the EROs which is about an order of magnitude larger than the clustering of K-selected field galaxies in the same magnitude range. A smooth trend of increasing clustering amplitude with the R-Ks color is observed. These results are strong evidence that the largest fraction of EROs is composed of high-z ellipticals, of which we detect for the first time the z\simgt1 large scale structure clustering signal. We show how the surface density variations of the ERO population found in our survey can explain the highly discrepant results obtained so far on the density of z > 1 ellipticals, and we briefly discuss the main implications of our results for the evolution of elliptical galaxies. The number counts and the colors of the K-selected field galaxies are also presented and briefly discussed.

研究の動機と目的

• 広域調査を用いて、高赤方偏移楕円銀河の密度を測定する際の場ごとの宇宙変動を克服すること。
• 観測されたEROの性質が、主に高赤方偏移楕円銀河か、ほこりを含む星形成銀河かを特定すること。
• EROsの集積特性を測定し、z > 1楕円銀河の大規模構造との関連を明らかにすること。
• 場ごとの変動を考慮することで、過去のz > 1楕円銀河の共動密度に関する矛盾する結果を解消すること。
• 観測されたEROの数と集積が、消極的進化（PLE）モデルと階層的銀河形成モデルとどの程度整合するかを評価すること。

提案手法

• ESO新技術望遠鏡（NTT）を用いて、701平方弧度の広域でKsバンドおよびRバンドの画像測定を実施し、Ks ≤18.8まで85%の完全性を達成した。
• EROsをR − Ks ≥ 5として定義し、調査領域内で合計398個のEROsを抽出した。
• 場の銀河とEROsの両方について、固定された勾配δ = 0.8を用いたべき乗則フィットで角度相関関数（ACFs）を測定した。
• 複数のKsマグニチュードおよびR − Ks色のしきい値を用いて、EROの表面密度と数密度を計算した。
• 光度赤方偏移と色-色分析を用いて、EROsの赤方偏移分布と性質を推定した。
• 消極的進化（PLE）モデルと階層的形成モデルの予測と、観測された集積の振幅とEROの数を比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 z > 1楕円銀河の真の共動密度は何か？ なぜ過去の調査では結果が矛盾しているのか？
• RQ2 極端に赤い天体（EROs）は主に高赤方偏移楕円銀河か、ほこりを含む星形成銀河か？
• RQ3 EROsの集積は大規模構造を示しており、それらの主たるダークマター・ハローとの関連は何か？
• RQ4 ERO表面密度の場ごとの変動は、高赤方偏移楕円銀河密度推定値にどのように影響を与えるか？
• RQ5 観測されたEROの数と集積振幅は、消極的進化モデルか階層的形成モデルのどちらにどれほど整合するか？

主な発見

• 調査領域は701平方弧度であり、全領域でKs ≤18.8まで85%の完全性を達成し、447.5平方弧度ではKs ≤19.2まで達成しており、これまでで最も広域のERO調査である。
• R − Ks ≥ 5を満たす398個のEROsが選別され、発表済みのEROサンプルの中で最大のものとなり、Ks ≤19.2における表面密度は0.67 ± 0.03 EROs/平方弧度であった。
• R − Ks ≥ 5および18.5 ≤ Ks ≤ 19.2の条件におけるEROの角度相関関数の振幅はA(1°) ≈ 0.015であり、場の銀河のA(1°) ≈ 0.0015と比べて約10倍高い。
• 集積振幅はR − Ks色に応じて増加し、logA ∝ 0.43(R − Ks)の関係に従う。これは、より赤いEROsがより強く集積していることを示している。
• EROsの強い集積—8σの有意水準で検出された—は、EROsの大部分が高赤方偏移（z > 1）の楕円銀河であることを直接的証明する。
• 観測された集積は、過去の調査で生じた矛盾を説明する。小領域調査では、強い宇宙変動の影響を受けるため、ERO密度推定値に誤差が生じる。