[論文レビュー] The Clustering of Galaxy Groups: Dependence on Mass and Other Properties

Andreas A. Berlind, Eyal Kazin+4 more|arXiv (Cornell University)|Oct 17, 2006

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、SDSSにおける銀河団の大型スケール集積を、光度から推定された団質量を用いて、ハローの偏りが質量および二次的性質に依存するかを検証する。その結果、赤色中心銀河が少ない高質量団では、より強く集積しており、ハローの偏りが質量に加え、濃度や形成時期といった第二のパラメータに依存する『集合バイアス』の観測的証拠が得られた。

ABSTRACT

We investigate the clustering of galaxy groups and clusters in the SDSS using the Berlind et al. (2006) group sample, which is designed to identify galaxy systems that each occupy a single dark matter halo. We estimate group masses from their abundances, and measure their relative large-scale bias as a function of mass. Our measurements are in agreement with the theoretical halo bias function, given a standard LCDM cosmological model, and they tend to favor a low value of the power spectrum amplitude sigma_8. We search for a residual dependence of clustering on other group properties at fixed mass, and find the strongest signal for central galaxy color in high mass groups. Massive groups with less red central galaxies are more biased on large scales than similar mass groups with redder central galaxies. We show that this effect is unlikely to be caused by errors in our mass estimates, and is most likely observational evidence of recent theoretical findings that halo bias depends on a ``second parameter'' other than mass, such as age or concentration. To compare with the data, we study the bias of massive halos in N-body simulations and quantify the strength of the relation between halo bias and concentration at fixed mass. In addition to confirming a non-trivial prediction of the LCDM cosmological model, these results have important implications for the role that environment plays in shaping galaxy properties.

研究の動機と目的

• SDSSにおける銀河団の大規模スケール集積を測定し、その質量依存性を検証すること。
• 固定された質量において、集積が二次的団性質（例：色、豊度、ドップラー速度分散）に依存するかどうかを調査すること。
• 観測された集積傾向が質量推定誤差や選択効果によって説明可能かどうかを検証すること。
• N体シミュレーションと観測結果を比較し、固定された質量におけるハロー濃度の役割を定量化すること。
• ハロー形成歴、中心銀河の色、および大規模系における環境的集積との関係を探索すること。

提案手法

• SDSSのBerlind et al. (2006) 団カタログを用い、単一ハロー系として銀河団を特定した。
• 集団の全光度を質量の代理として用い、アバンドランスマッチングにより団質量を推定した。
• 推定質量関数としての大規模スケール偏りを、ΛCDMにおける理論的ハロー偏り関数と比較した。
• 固定された質量における団性質（例：中心銀河の色、多重性、ドップラー速度分散）に依存する偏りの残差分析を実施した。
• 高質量ハローにおける固定質量下での偏り-濃度関係を定量化するためにN体シミュレーションを実施した。
• 理論的予測を検証するため、低濃度と高濃度ハロー間の相対的偏りを計算した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 銀河団の大規模スケール集積は、質量に加え、中心銀河の色や団の豊度といった性質に依存するか？
• RQ2 中心銀河の色に依存する集積の観測的依存性は、質量推定誤差や選択効果によって説明可能か？
• RQ3 ΛCDMシミュレーションが予測するように、固定された質量における高質量ハローの偏り-濃度関係の強さはどの程度か？
• RQ4 観測された集積傾向は、質量依存の偏りのみを含むハロー・モデルで説明可能か、それとも第二のパラメータが必要か？
• RQ5 大規模団におけるハロー形成時期（または濃度）と中心銀河の色との関係は何か？

主な発見

• 推定質量関数としての銀河団の大規模スケール偏りは、標準的なΛCDMモデルにおける理論的ハロー偏り関数と整合的である。
• 高質量域（M > 10^14 h⁻¹ M☉）において、中心銀河の色に顕著な残差依存性が確認され、赤色でない中心銀河を有する団では集積が強い。
• 中心銀河の色に依存する偏りは、質量推定誤差や多重性・ドップラー速度分散との相関では説明できず、実際の第二パラメータ効果を示している。
• 高質量ハロー（M > 10^14 h⁻¹ M☉）において、上位50％で最も濃度の低いハローと最も濃度の高いハローの相対的偏りは b_low/b_high = 1.243 ± 0.017 であり、上位25％で最も濃度の低いハローと最も濃度の高いハローでは 1.316 ± 0.032 であった。
• 中心銀河の色に依存する観測された偏りは、質量だけでなく形成時期や濃度に依存するハロー偏りの理論的予測と整合的である。
• 赤色中心銀河を有する高質量ハローは、おそらくより早く形成されており、より強く集積しているため、銀河の色とハローの集合歴の間の関連が示唆される。