[논문 리뷰] Comparison of the VIMOS-VLT Deep Survey with the Munich semi-analytical model - I. Magnitude counts, redshift distribution, colour bimodality, and galaxy clustering

S. de la Torre, B. Meneux외 38명|arXiv (Cornell University)|2010. 10. 02.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 92인용 수 18

한 줄 요약

이 연구는 VIMOS-VLT Deep Survey (VVDS) 관측 결과와 Munich 반분석 모델 간의 비교를 통해, VVDS-Deep와 동일한 관측 선택 기준을 적용한 100개의 모의 카탈로그를 사용한다. 모델은 어두운 빨간색 성성성과 강한 농도의 빨간색 성성성을 과도하게 예측하며, 주로 빨간색 성성성의 위성은 빨간색 성성성의 과잉으로 인해 발생한다. 이는 반분석 모델에서 억제 및 병합 처리를 개선할 필요가 있음을 시사한다.

ABSTRACT

This paper presents a detailed comparison between high-redshift observations from the VIMOS-VLT Deep Survey (VVDS) and predictions from the Munich semi-analytical model of galaxy formation. In particular, we focus this analysis on the magnitude, redshift, and colour distributions of galaxies, as well as their clustering properties. We constructed 100 quasi-independent mock catalogues, using the output of the semi-analytical model presented in De Lucia & Blaizot (2007).We then applied the same observational selection function of the VVDS-Deep survey, so as to carry out a fair comparison between models and observations. We find that the semi-analytical model reproduces well the magnitude counts in the optical bands. It tends, however, to overpredict the abundance of faint red galaxies, in particular in the i' and z' bands. Model galaxies exhibit a colour bimodality that is only in qualitative agreement with the data. In particular, we find that the model tends to overpredict the number of red galaxies at low redshift and of blue galaxies at all redshifts probed by VVDS-Deep observations, although a large fraction of the bluest observed galaxies is absent from the model. In addition, the model overpredicts by about 14 per cent the number of galaxies observed at 0.2

연구 동기 및 목표

• Munich 반분석 모델이 VIMOS-VLT Deep Survey (VVDS)의 고적색도 관측 결과와 일치하는지 테스트하기.
• 모델 예측과 관측 데이터 사이의 성성성 등급 수, 적색도 분포, 색상 이중성, 농도 특성에서의 체계적 불일치를 규명하기.
• 관측된 불일치가 표본 변동성 때문인지, 기본적인 모델의 결함 때문인지 판단하기.
• 위성 성성성이 모델에서 빨간색 성성성과 강한 농도를 과도하게 예측하는 데 기여하는 방식을 조사하기.

제안 방법

• Munich 반분석 모델(De Lucia & Blaizot, 2007)을 사용하여 100개의 근사 독립적인 모의 성성성 카탈로그 제작.
• VVDS-Deep 설문 조사에서 사용된 동일한 관측 선택 함수를 모의 카탈로그에 적용하여 공정한 비교 확보.
• 다양한 성성성 특성(등급 수, 적색도 분포, 색상 이중성, 농도)에 대해 모델 예측과 관측된 VVDS-Deep 데이터를 비교.
• 성성성 샘플을 빨간색과 파란색 집단으로 나누어 농도 차이를 분석.
• 오차 추정치를 사용하고 모의 샘플 간 비교를 통해 불일치의 통계적 유의성을 평가.
• 위성 성성성이 빨간색 성성성 과잉과 과도한 농도를 일으키는 데 기여하는 방식 조사.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Munich 반분석 모델은 VVDS-Deep 설문 조사에서 관측된 등급 수를 정확하게 재현하는가?
• RQ2 모델은 관측된 적색도 분포와 색상 이중성의 정도까지 어느 정도 재현하는가?
• RQ3 왜 모델은 관측 결과보다 빨간색 성성성의 농도 강도를 과도하게 예측하는가?
• RQ4 모델과 데이터 간의 불일치는 표본 변동성 때문인가, 기본적인 모델 결함 때문인가?
• RQ5 위성 성성성이 모델에서 빨간색 성성성 과잉과 강한 농도를 일으키는 데 기여하는 정도는 어느 정도인가?

주요 결과

• 모델은 광학적 등급 수를 잘 재현하지만, 특히 i′ 및 z′ 대역에서 어두운 빨간색 성성성을 과도하게 예측한다.
• 모델은 색상 이중성의 정성적 일치를 보이지만, 저적색도에서 빨간색 성성성을 과도하게 예측하고, VVDS-Deep가 다루는 전 적색도 범위에서 파란 성성성까지 과도하게 예측한다.
• 모델은 0.2 < z < 1 및 IAB < 24 조건을 만족하는 성성성을 약 14% 과도하게 예측한다.
• 모든 적색도 범위(0.2 ≤ z ≤ 2)에서 관측된 것보다 모델 성성성의 농도가 더 강하며, z ≈ 1 이상에서는 차이가 상대적으로 덜 뚜렷하다.
• 파란 성성성의 농도는 모델이 잘 재현하지만, 빨간 성성성은 관측보다 훨씬 더 강하게 농도가 형성되어 있으며, 주로 빨간색 위성 성성성의 과잉으로 인해 발생한다.
• 색상 분포와 농도의 불일치는 표본 변동성 때문이 아니며, 어떤 모의 샘플도 동시에 모든 VVDS-Deep 측정치를 재현하지 못하고, 핵심 특성의 경우 차이가 3σ를 초과한다.