[論文レビュー] Lensing results from the Red-sequence Cluster Survey

Henk Hoekstra, H. K. C. Yee+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 31, 2002

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、赤シフト連続体クラスタースナップショット（RCS）から得られた弱引力レンズ効果の測定値を提示する。19.5 < R_C < 21 の銀河をレンズとして用い、ダークマター・ハローの性質を調査した。ハローの截断スケールに関する最初の信頼できる上限が得られ、99.7%信頼水準で s < 470h⁻¹ kpc であり、スケール依存の銀河バイアスが r = 0.57⁺⁰.⁰⁸₋₀.⁰⁷ で検出された。これは中間スケールにおける顕著な確率的または非線形バイアスの存在を示唆している。

ABSTRACT

We present a variety of weak lensing results based on the ongoing analysis of R_C-band imaging data from the Red-Sequence Cluster Survey (RCS). We briefly discuss the weak lensing signal induced by intervening large scale structure (cosmic shear), and study the properties of the dark matter halos surrounding galaxies with 19.5

研究の動機と目的

• 弱レンズ効果を用いて L* 銀河の周囲のダークマター・ハローの広がりを測定し、ハロー截断に関する直接的な制約の欠如を補う。
• 非線形的および確率的効果が支配的になると予想される小スケールから中スケール（0.1–6 h⁻¹ Mpc）における銀河バイアスを調査する。
• RCS と VIRMOS-DESCART データを組み合わせ、このスケール領域で初めて線形バイアス（b）と銀河-質量交差相関（r）を分離して測定する。
• 光度赤方偏移を用いて宇宙定数冷たいダークマター（ΛCDM）予測と照らし合わせ、宇宙論的モデルを検証するため、宇宙のせん断を測定する。

提案手法

• CFHT の R_C バンド画像 16.4 deg² に銀河-銀河弱レンズ効果を適用し、R_C = 19.5–21 の銀河をレンズとし、R_C = 21.5–24 の銀河を源として用いた。
• パラメトリックで滑らかに截断されたハロー質量モデルを用い、アンサンブル平均のせん断信号に適合させ、截断パラメータ s の制約を得た。
• ソース銀河のための光度赤方偏移分布は、ハッブル深宇宙フィールド北および南のデータを用い、レンズ銀河の赤方偏移は CNOC2 のスペクトロスコピック赤方偏移で制限された（中央値 z = 0.35）。
• 宇宙のせん断を測定し、σ₈ と Ωₘ パラメータを用いて ΛCDM 予測と照らし合わせた。Ωₘ = 0.3 の場合、95%信頼水準で σ₈ = 0.81⁺⁰.¹⁴₋₀.¹⁹ が得られた。
• RCS と VIRMOS-DESCART データの組み合わせを用い、スケール依存の誤差バーを考慮した上で、バイアスパラメータ b と r をスケール関数として測定した。
• σ と s のための尤度曲線を構築し、共通の截断スケールを仮定したもとで、連合信頼限界を導出した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 弱レンズ効果によって制約された L* 銀河周囲のダークマター・ハローの最大広がりは何か？
• RQ2 銀河-質量交差相関係数 r はスケールに依存してどのように変化するのか？ これはバイアス機構に何を示唆するか？
• RQ3 光度が L* に近い銀河のバイアスパラメータ b はどの程度スケール依存的か？
• RQ4 RCS からの宇宙のせん断測定値は、光度赤方偏移を用いた ΛCDM 予測とどの程度一致するか？
• RQ5 弱レンズ効果は、0.1–6 h⁻¹ Mpc のスケールで線形、非線形、確率的バイアスを区別できるか？

主な発見

• 99.7%信頼水準での截断パラメータの上限は s < 470h⁻¹ kpc であり、弱レンズ効果によるハロー広がりに関する最初の信頼できる制約である。
• 銀河-質量交差相関係数 r は、スケール ~0.5h⁻¹ Mpc で r = 0.57⁺⁰.⁰⁸₋₀.⁰⁷ と測定され、中間スケールにおける顕著な確率的または非線形バイアスの存在を示唆している。
• バイアスパラメータ b はスケールに依存して増加し、0.5–1h⁻¹ Mpc で b = 0.71⁺⁰.⁰⁶₋₀.⁰⁵ から、より大きなスケールで約 1 に上昇する。これはスケール依存バイアスの存在を示唆している。
• 宇宙のせん断測定により、平坦な Ωₘ = 0.3 モデルで σ₈ = 0.81⁺⁰.¹⁴₋₀.¹⁹ （95%信頼水準）が得られ、先行研究と整合的であった。
• ハローの速度分散は ⟨σ²⟩¹ᐟ² = 111 ± 5 km/s であり、L* 銀河のものと一致している。
• 結果から、ハローは完全に広がっているとは限らず、~0.5h⁻¹ Mpc での r < 1 は、このスケールですべての質量が銀河と相関しているわけではないことを示唆している。