[論文レビュー] The VIMOS-VLT Deep Survey - The evolution of galaxy clustering per spectral type to z~1.5

Meneux, B., O. Le Fèvre+48 more|ArXiv.org|Nov 22, 2005

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 60被引用数 4

ひとこと要約

本研究は、赤方偏移 z ≈ 1.5 までにわたり、VIMOS-VLT Deep Survey (VVDS) から得た 6,495 個の分光的赤方偏移を用いて、スペクトル型ごとの銀河集団の進化を測定した。初期型銀河は、全赤方偏移において後期型銀河よりも顕著に集団的であることが判明し、z ≈ 0.8 で r₀ = 4.8 ± 0.9 h⁻¹ Mpc の相関長を示した。一方、星形成を示す青銀河は、z ≈ 1.4 で r₀ = 3.42 ± 0.7 h⁻¹ Mpc まで集団的になる傾向を示し、これは初期宇宙において高密度ピークでの星形成がより顕著であったことを示唆している。

ABSTRACT

We measure the evolution of clustering for galaxies with different spectral types from 6495 galaxies with 17.5<=I_AB<=24 and measured spectroscopic redshift in the first epoch VIMOS-VLT Deep Survey. We classify our sample into 4 classes, based on the fit of well-defined galaxy spectral energy distributions on observed multi-color data. We measure the projected function wp(rp) and estimate the best-fit parameters for a power-law real-space correlation function. We find the clustering of early-spectral-type galaxies to be markedly stronger than that of late-type galaxies at all redshifts up to z<=1.2. At z~0.8, early-type galaxies display a correlation length r_0=4.8+/-0.9h^{-1}Mpc, while late types have r_0=2.5+/-0.4h^{-1}Mpc. The clustering of these objects increases up to r_0=3.42+/-0.7h^{-1}Mpc for z~1.4. The relative bias between early- and late-type galaxies within our magnitude-limited survey remains approximately constant with b~1.7-1.8 from z~=0.2 up to z~=1, with indications for a decrease at z>1.2, due to the growth in clustering of the star-forming population. We find similar results when splitting the sample into `red' and `blue' galaxies using the observed color bi-modality. When compared to the expected linear growth of mass fluctuations, a natural interpretation of these observations is that: (a) the assembly of massive early type galaxies is already mostly complete in the densest dark matter halos at z~=1; (b) luminous late-type galaxies are located in higher-density, more clustered regions of the Universe at z~=1.5 than at present, indicating that star formation activity is progressively increasing, going back in time, in the higher-density peaks that today are mostly dominated by old galaxies.

研究の動機と目的

• z ≈ 1.5 までにわたり、異なるスペクトル型における銀河集団の赤方偏移による進化を測定すること。
• 初期型および後期型銀河の集団的強度が、物質の背景分布に対してどのように進化するかを調査すること。
• 高赤方偏移において星形成銀河の集団的強度が増加するかどうかを評価し、星形成がより密度の高い環境へシフトしている可能性を検討すること。
• 観測された集団的進化が、質量フラクチュエーションの重力的成長予測と整合しているかどうかを検証すること。
• 絶対等級制限付きの調査において、初期型と後期型銀河間の相対的バイアスが宇宙時間にわたって一定であるかどうかを同定すること。

提案手法

• VVDSサンプルには、17.5 ≤ I_AB ≤ 24 で分光的赤方偏移が測定された 6,495 個の銀河が含まれており、多波長の光度測定に基づく SED フィッティングにより 4 つのスペクトル型に分類された。
• 各スペクトル型に対して、投影相関関数 w_p(r_p) を測定し、実空間の相関関数 ξ(r) = (r/r₀)^(-γ) を推定した。
• パワーローの相関関数に対して最良の適合パラメータ r₀ と γ を導出し、r₀ は集団的長さを表す。
• 集団的進化を、z = 0 で σ₈ = 0.9 に正規化された質量フラクチュエーションの線形成長理論的予測と比較した。
• 高赤方偏移銀河と局所調査（例：2dFGRS）を比較するため、光度進化補正を適用した。z ≈ 1 における初期型では 0.5 mag、後期型では 1.0 mag の補正を実施した。
• 初期型と後期型銀河間の相対的バイアス b を推定し、赤方偏移不変性を検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 z ≈ 0 から z ≈ 1.2 にかけて、初期型銀河の集団的強度はどのように進化するか？
• RQ2 後期型で星形成を示す青銀河の集団的強度は、z ≈ 1.4 までどのように進化するか。また、赤方偏移が低下するにつれて強度は増加するか？
• RQ3 絶対等級制限付きのサンプルにおいて、初期型と後期型銀河間の相対的バイアスは、宇宙時間にわたって一貫しているか？
• RQ4 高赤方偏移における観測された集団的傾向は、予想される質量フラクチュエーションの重力的成長と整合しているか？
• RQ5 高赤方偏移の星形成銀河は、その局所の対応物よりもより集団的な環境に存在するのか。これは、星形成が時間の経過とともにより密度の高いピークへシフトしていたことを示唆するか？

主な発見

• z ≈ 0.8 において、初期型銀河の相関長は r₀ = 4.8 ± 0.9 h⁻¹ Mpc であり、後期型銀河の r₀ = 2.5 ± 0.4 h⁻¹ Mpc より顕著に強い。
• 明るい星形成を示す青銀河（M_B ≈ -21）の集団的強度は、z ≈ 1.4 で r₀ = 3.42 ± 0.7 h⁻¹ Mpc まで増加し、初期の時代に高密度領域でより強い集団的傾向を示していることが示唆された。
• z = 0 から z = 1.2 の間、初期型と後期型銀河間の相対的バイアスは b = 1.6 ± 0.3 でほぼ一定であり、局所の結果と整合的であった。
• 星形成銀河の観測された集団的進化は、質量フラクチュエーションの線形重力的成長と整合的であり、z ≈ 1.5 以降にかけて集団的振幅が著しく変化していないことを示唆している。
• 光度進化補正を施した後、z ≈ 1.4 の星形成銀河（M_B ≈ -19）の集団的振幅は、局所の後期型銀河（r₀ ≈ 2.9–4.2 h⁻¹ Mpc）と同等であり、時間経過に伴い集団的強度が概ね一定であることを示している。
• VVDSにおける z ≈ 1.5 の銀河は、その局所の対応物よりも高い密度ピークに存在することが判明し、星形成が初期宇宙の時点でますます巨大で集団的な環境に集中していたことを示唆している。