[論文レビュー] The Canada-France deep fields survey-I: 100,000 galaxies, 1 deg^2: a precise measurement of ω(θ) to IAB~25

H. J. McCracken, Fevre, O. Le+5 more|arXiv (Cornell University)|Jul 27, 2001

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 62被引用数 33

ひとこと要約

本論文は、CFHTおよびCTIOのUH8Kモザイクカメラを用いた深さと広視野の調査を提示し、1 deg² の領域にわたって I_AB ~25.5 の100,000個の銀河について、角度相関関数 ω(θ) を測定した。クラスタリングの振幅 A_ω(1′) は、明るい星等級で δ ≈ -0.8 の勾配を示し、やや暗い星等級では δ ≈ -0.6 に平坦化するが、明るさが増すにつれて単調に減少する。赤色の (V-I)_AB ~3 の銀河には強いクラスタリングが認められ、これは z~1 における進化した楕円銀河である可能性を示唆している。

ABSTRACT

(abridged) Using the UH8K mosaic camera, we have measured the angular correlation function ω(θ) for 100,000 galaxies over four widely separated fields totalling ~1°^2 and reaching IAB~25.5. With this sample we investigate the dependence of ω(θ) at 1', A_ω(1'), on sample median IAB magnitude in the range 19.5<i>1. Models with ε~0 cannot simultaneously match both bright and faint measurements of A_ω(1`). We show how this result is a natural consequence of the ``bias-free'' nature of the εformalism and is consistent with the field galaxy population in the range 22.0</i>

研究の動機と目的

• 1 deg² の広い領域と I_AB ~25.5 の明るさ限界で、高精度な角度相関関数 ω(θ) を測定すること。
• 19.5 < I_AB-med < 25.0 の範囲で、中央星等級と (V-I)_AB 色に応じた銀河クラスタリング振幅 A_ω(1′) の進化を調査すること。
• 光度赤方偏移モデルとスペクトロスコピック制約を用いて、明るさの低い銀河の赤方偏移分布と絶対等級の進化を評価すること。
• さまざまな星等級帯にわたり、クラスタリング成長パラメータ ε を測定することで、コスモロジカルモデルを検証すること。特に、低・高光度銀河集団の区別を試みること。
• 深紫外・可視光画像調査における光度測定と位置決めの正確性の妥当性を示し、明るさの低い領域での正確なクラスタリング測定を可能にする。

提案手法

• CFHTおよびCTIO 4メートル望遠鏡に搭載されたUH8K 8Kモザイクカメラを用い、4つの独立した 0.25 deg² の領域で V、I、U バンドの深紫外・可視光広視野画像を取得した。
• きめ細やかな光度測定と位置決めのリダクションを実施し、系統的光度誤差を 0.04 mag 未満、位置決めの残差を ~0.06″ に抑えた。
• 18.5 < I_AB < 24.0 の範囲で100%の完全性、I_AB ~25.5 で50%の完全性を達成した、約100,000個の銀河カタログを構築した。
• さまざまな星等級および色で選別されたサンプルについて、2点角度相関関数 ω(θ) を測定し、0.2′ < θ < 3.0′ の範囲で ω(θ) にべき乗則モデルをフィットした。
• 光度赤方偏移モデルとスペクトロスコピック赤方偏移（CFRSおよびHDFより）を用いて、赤方偏移分布と絶対等級を推定した。h=0.5 および Ω_M=0.1 を仮定した。
• クラスタリングの進化を ε でパラメータライズし、ε=0 は赤方偏移に伴うクラスタリングの成長がないことを意味し、ε>0 は成長を示唆する。低 Ω コスモロジーよりの整合性を検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 19.5 < I_AB-med < 25.0 の範囲で、星等級限界が明るくなる（つまり赤方偏移が増加する）に従い、角度クラスタリング振幅 A_ω(1′) はどのように変化するか？
• RQ2 特に (V-I)_AB ~3 の最も赤い銀河において、クラスタリング振幅は (V-I)_AB 色にどのように依存するか？
• RQ3 観測されたクラスタリングの進化は、局所銀河相関長 r₀ = 4.3 h⁻¹ Mpc を仮定した場合、低-Ω コスモロジカルモデルと整合するか？
• RQ4 明るさの低い星等級での観測されたクラスタリング振幅は、本質的に明るさの低い銀河（M_I ~ -20）が支配的であると仮定しても整合的か？
• RQ5 光度赤方偏移モデルとスペクトロスコピックデータは、明るさの低い銀河集団の推定された赤方偏移分布をどの程度支持するか？

主な発見

• クラスタリング振幅 A_ω(1′) は、I_AB-med ~19.5 で約 0.04 から I_AB-med ~24.0 で約 0.01 にまで単調に減少する。
• 19.5 < I_AB-med < 24.0 の範囲では、ω(θ) はべき乗則でよく記述され、明るい星等級では勾配 δ ≈ -0.8 であるが、I_AB-med ~23.0 で δ ≈ -0.6 に平坦化する。ただし、δ = -0.8 は 3σ の水準で依然として妥当である。
• (V-I)_AB ~3 の銀河は、全領域集団と比較してクラスタリング振幅が約10倍高い。これは、z ~1 に存在する進化した楕円銀河である可能性を示唆している。
• 22.0 < I_AB-med < 24.0 の範囲では、ε ≳ 1 と一致するが、19.5 < I_AB-med < 22.0 の範囲では ε ~ 0 である。これは、ε = 0 のモデルが明るい銀河と暗い銀河の両方のクラスタリング測定を同時に適合させることはできないことを示している。
• 結果は、明るさの低い銀河集団（I_AB-med ~24）が本質的に明るさの低い銀河（M_I ~ -20）で構成されており、相関長 r₀ ~ 2–3 h⁻¹ Mpc であると一致する。これは、局所の r₀ = 4.3 h⁻¹ Mpc よりも顕著に小さい。
• 明るさの低い銀河の赤方偏移分布 dN/dz は、光度赤方偏移モデルとスペクトロスコピックデータを組み合わせることで、はっきりと制約され、クラスタリングと絶対等級関数の進化を支持する解釈を裏付けている。