[論文レビュー] SDSS DR7 superclusters. The catalogues

Lauri Juhan Liivamägi, Elmo Tempel+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 9, 2010

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 44被引用数 67

ひとこと要約

本論文は、SDSS DR7メインおよびLRG銀河サンプルから、B3スplineカーネルを用いて平滑化された等光度密度場を用いて、スーパクラスタの包括的カタログを提示している。アダプティブな局所閾値と固定されたグローバル閾値の両方を適用することで、滑らかにブートストラップを用いた信頼水準を伴う、頑健なボリューム制限付きスーパクラスタサンプルを生成し、観測されたスーパクラスタとシミュレーション（ミレニアム）のスーパクラスタが類似した構造的性質を持つことが示された。これは、宇宙の距離にわたる方法の信頼性を裏付けている。

ABSTRACT

We have constructed a set of supercluster catalogues for the galaxies from the SDSS survey main and luminous red galaxy (LRG) flux-limited samples. To delineate superclusters, we calculated luminosity density fields using the B3-spline kernel of the radius of 8 Mpc/h for the main sample and 16 Mpc/h for the LRG sample and define regions with densities over a selected threshold as superclusters, while utilising almost the whole volume of both samples. We created two types of catalogues, one with an adaptive local threshold and a set of catalogues with different global thresholds. We describe the supercluster catalogues and their general properties. Using smoothed bootstrap, we find uncertainty estimates for the density field and use these to attribute confidence levels to the catalogue objects. We have also created a test catalogue for the galaxies from the Millennium simulation to compare the simulated and observed superclusters and to clarify the methods we use. We find that the superclusters are well-defined systems, and the properties of the superclusters of the main and LRG samples are similar. We also show that with adaptive local thresholds we get a sample of superclusters, the properties of which do not depend on their distance from the observer. The Millennium galaxy catalogue superclusters are similar to those observed.

研究の動機と目的

• SDSS DR7メインおよびLRGサンプルからのボリューム制限付きで体系的なスーパクラスタカタログの作成。
• 距離依存の選択バイアスを最小限に抑えるために、アダプティブな局所閾値とランク重み付き密度場を用いてスーパクラスタ検出を最適化。
• ミレニアムシミュレーションからのスーパクラスタと比較することで、スーパクラスタ検出手法の妥当性を検証。
• 大規模構造の宇宙論的研究のための公開可能で、詳細なドキュメンテーションが整ったカタログの提供。

提案手法

• 半径8 h⁻¹Mpc（メインサンプル）および16 h⁻¹Mpc（LRGサンプル）のB3スプラインカーネルを用いて、等光度密度場を構築。
• 赤道速度分散と可視度重み付き等光度関数を用いて、銀河の距離および等光度補正を実施し、調査の等光度限界を補正。
• アダプティブな局所閾値を用いてスーパクラスタを定義し、距離依存バイアスを低減し、ボリューム制限付きサンプルを可能に。
• 複数のカタログを、密度レベルごとのスーパクラスタ特性を比較分析できるように、固定されたグローバル閾値を適用。
• 滑らかなブートストラップ再サンプリングを用いて密度場の不確実性を推定し、スーパクラスタ検出に信頼水準を割り当てる。
• 同じアルゴリズムを用いてミレニアムシミュレーションから抽出されたスーパクラスタと、観測されたスーパクラスタを比較し、手法の妥当性を検証。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 フラックス制限付き銀河調査において、距離依存の選択バイアスを最小限に抑えると同時に、どのようにしてスーパクラスタを信頼性高く区画できるか？
• RQ2 スーパクラスタの性質（サイズ、数密度、形状）は、密度閾値の選択（アダプティブ vs. グローバル）にどの程度依存するか？
• RQ3 SDSS DR7サンプルのスーパクラスタの構造的性質は、ミレニアムシミュレーションのそれらと整合的か？
• RQ4 アダプティブな局所閾値は、異なる赤方偏移および調査領域において、ボリューム制限付きのスーパクラスタサンプルを頑健に生成できるか？
• RQ5 境界効果および調査の幾何形状（例：円錐型）は、スーパクラスタの完全性および検出の信頼性にどのように影響するか？

主な発見

• SDSS DR7メインおよびLRGサンプルに基づくスーパクラスタカタログは、極めて類似した構造的性質を示しており、異なる銀河タイプ間で一貫性があることを示している。
• アダプティブな局所閾値は、観測者からの距離に依存しないスーパクラスタサンプルを効果的に生成し、真のボリューム制限付きサンプルを可能にした。
• 滑らかなブートストラップ法は、スーパクラスタ検出の信頼水準を信頼性高く提供し、カタログの統計的頑健性を向上させた。
• 同じアルゴリズムを用いて処理されたミレニアムシミュレーションのスーパクラスタは、観測されたSDSSデータのそれらとほぼ同一の性質を示し、手法の正確性が裏付けられた。
• LRGサンプルは希釈しているものの、スーパクラスタ内のほぼすべての銀河を捉えていることから、LRGが宇宙の網の最も密集した領域を的確にトレースしていることが確認された。
• 調査境界の影響にもかかわらず、部分的に切断されたスーパクラスタ（例：スローン大壁のSCl 126）を含めることが正当化されており、それらは依然として既知の最大構造のままである。