[論文レビュー] The Halo Occupation Distribution of HI Galaxies

J. Stuart, M. J. I. Brown+2 more|ArXiv.org|Aug 20, 2009

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 2被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、HIPASSサーベイから得られたHI選択銀河の空間的クラスタリングを分析するために、ハロー占有分布（HOD）形式主義を用いる。その結果、20%未塔の銀河が衛星であり、HIに富んだ衛星は、クラスターよりもグループ質量のハロー（M < 10^13.7–14.3 M⊙）に優先的に存在することが判明。結果から、HI銀河は密度の高い環境にまれであり、今後のより深いサーベイにより、クラスタリングを用いた環境に伴うHI分布の詳細な研究が可能になると示唆される。

ABSTRACT

We perform an analysis of the spatial clustering properties of HI selected galaxies from the HI Parkes All Sky Survey (HIPASS) using the formalism of the halo occupation distribution (HOD). The resulting parameter constraints show that the fraction of satellite galaxies (i.e. galaxies which are not the central member of their host dark matter halo) among HIPASS galaxies is &lt;20%, and that satellite galaxies are therefore less common in HIPASS than in optically selected galaxy redshift surveys. Moreover the lack of fingers-of-god in the redshift space correlation function of HIPASS galaxies may indicate that the HI rich satellites which do exist are found in group mass rather than cluster mass dark matter halos. We find a minimum halo mass for HIPASS galaxies at the peak of the redshift distribution of M~10^11 solar masses, and show that less than 10% of baryons in HIPASS galaxies are in the form of HI. Quantitative constraints on HOD models from HIPASS galaxies are limited by uncertainties introduced through the small survey volume. However our results imply that future deeper surveys will allow the distribution of HI with environment to be studied in detail via clustering of HI galaxies.

研究の動機と目的

• HIPASSサーベイの空間的クラスタリングデータを用いて、HI選択銀河がダークマター・ハローにどのように分布するかを定量化すること。
• HI選択銀河のうち衛星銀河の割合と、それらのハロー質量分布を特定すること。
• 環境の過密度が、特にクラスターエリアにおいてHI含量を抑制するかどうかを調査すること。
• HI銀河を宿すために必要な最小ハロー質量を制約し、環境がHIの枯渇に果たす役割を評価すること。
• 今後の深さの強いHIサーベイが、クラスタリング統計を用いて環境に伴うHI分布をマッピングする可能性を評価すること。

提案手法

• 実空間および赤方偏移空間の相関関数を1ハロー項と2ハロー項に分解するため、ハロー占有分布（HOD）形式主義を適用する。
• HIPASS銀河の観測された実空間相関関数を用いて、個々のハロー内での有意なクラスタリングを示す1ハロー項の振幅を制約する。
• 赤方偏移空間クラスタリングを用いて、指の形（fingers-of-god）効果を検出する。これは、衛星の速度分散に敏感であり、したがってハロー質量を示す。
• HODパラメータに制約を加え、最小ハロー質量（M_min ≈ 10^11 M⊙）およびHI衛星を宿せる上限のハロー質量（M < 10^13.7–14.3 M⊙）を特定する。
• サーベイの体積が小さいことによる系統的不確実性を考慮しながら、相関関数に対するモデルフィッティングを実施する。
• モデル予測と観測されたクラスタリングを比較し、銀河のHI含量の環境依存性を推定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 HIPASSにおけるHI選択銀河のうち、衛星銀河はどの程度の割合を占めており、光学的選択サンプルと比較するとどう異なるか？
• RQ2 特にHIに富んだ衛星を宿すHI銀河のハロー質量の特徴的な値は何か？
• RQ3 HIに富んだ銀河はグループスケールのハローかクラスタースケールのハローを好む傾向を示すか？これはHIの剥ぎ取り機構に何を示唆するか？
• RQ4 環境は、特にクラスタ領域において、銀河のHI含量にどのように影響を与えるか？
• RQ5 現在のHIPASSからのクラスタリング測定値は、HI銀河のHODをどの程度制約できるか？また、サーベイ体積の制限による限界は何か？

主な発見

• HIPASS銀河のうち衛星銀河の割合は20%未満であり、これは光学的選択赤方偏移サーベイと比べて顕著に低い。
• 赤方偏移空間相関関数に顕著な指の形（fingers-of-god）が見られないことから、もしHIに富んだ衛星が存在するとしても、それらはクラスターマスのハローではなく、グループ質量のハロー（M < 10^13.7–14.3 M⊙）に宿っていると示唆される。
• 赤方偏移分布のピークでHI銀河を宿せる最小ハロー質量は約10^11 M⊙である。
• HIPASS銀河のバリオンの10%未満がHIの形をとっているため、HIは全バリオン含量のわずかな成分であることが示唆される。
• HODパrameter空間におけるデゲネラシーは、HIPASSからの定量的制約を制限するが、赤方偏移空間相関関数により、速度分散を介して衛星ハロー質量を制約することで、このデゲネラシーを打ち破ることができる。
• 今後のより深いサーベイ（例：ASKAPを用いたもの）により、HIクラスタリングのより正確な測定と、環境に伴うHI分布の詳細な研究が可能になると示唆される。