[논문 리뷰] Distribution of galaxies at large redshift and cosmological parameters from the magnification bias in Cl0024+1654

B. Fort, Y. Mellier외 1명|arXiv (Cornell University)|1996. 06. 06.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 은하단 Cl0024+1654의 확대 효과를 이용하여 매우 희미한 은하의 적색편이 분포를 추론하고 우주론적 파라미터를 제약한다. B 및 I 파장대에서 은하의 반경 방향 표면 밀도를 분석함으로써, B-대역 은하의 60%는 z≈1, 40%는 z≈3에 위치한 두 개의 적색편이 집단을 식별하고, I-대역 은하의 경우 z>4까지 연장됨을 발견하여, ΩΛ ≈ 0.6–0.9인 평탄한 우주론 모델을 지지한다.

ABSTRACT

We analyse the surface density of very faint galaxies at the limit of the sky background noise in the field of the cluster of galaxies Cl0024+1654. The radial variation of their number density in the magnitude bins $B=26-28$ and $I=24-26.5$ displays an (anti)bias magnification effect for $I < 24$ which provides the redshift range of the populations seen in $B$ and $I$. The depletion curve can be reproduced with two redshift populations with $60% \\pm 10%$ of the $B$ galaxies between $z=0.9$ and $z=1.1$ and the remaining at a redshift close to $z=3$. The $I$ selected population is similar but with a minimum extending from the $B$ inner critical line to $R_I=60"$. Whatever the cosmological model, the $I$-selected galaxies spread up to a larger redshift with about 20% above $z > 4$. Using a model for the gravitational potential, the locations of the two extreme critical lines for the B and I galaxies favour $\\Omega_{\\Lambda}$-dominated flat universes with a cosmological constant ranging from 0.6 to 0.9. The result is confirmed by a preliminary investigation of A370. We discuss the method to search the "last critical line" and the various biases.

연구 동기 및 목표

• Cl0024+1654의 은하단 영역에서 천체배경 노이즈 한계에 도달하는 매우 희미한 은하의 적색편이 분포를 결정하기 위해.
• 은하단 뒤의 은하의 공간 분포와 적색편이를 유도하기 위해 확대 효과를 이용하기 위해.
• 중력 렌즈의 임계선 위치를 이용하여 우주론적 상수(ΩΛ)를 포함한 우주론적 파라미터를 제약하기 위해.
• 다른 은하단 A370으로의 분석을 확장하여 방법의 탄력성과 타당성을 시험하기 위해.
• 약한 렌즈 조사에서의 우주론적 추론을 향상시키기 위해 렌즈 맵에서의 '최후의 임계선'을 식별하고 특성화하기 위해.

제안 방법

• Cl0024+1654 영역에서 B=26–28 및 I=24–26.5의 등급 구간에서 은하 표면 밀도의 반경 변화를 측정한다.
• 임계선 근처에서 은하 수의 반-편향(감소)을 감지함으로써 확대 효과를 식별한다. 이는 강한 렌즈 효과에 의한 증폭을 나타낸다.
• 은하단의 중력 잠재력을 모델링하여 B 및 I 대역 은하에 대한 임계선을 예측한다.
• 관측된 은하 수 밀도 프로파일을 이론적 렌즈 증폭 모델과 비교하여 적색편이 분포를 추론한다.
• 특히 '최후의 임계선'으로서의 외곽 임계선 위치를 이용하여 우주론적 모델을 제약한다.
• 우주론적 추론을 위한 타당성 검증을 위해 A370에 대한 초보적 분석을 수행한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Cl0024+1654의 중력 렌즈에 의해 확대된 매우 희미한 은하들(B=26–28, I=24–26.5)의 적색편이 분포는 무엇인가?
• RQ2 관측된 은하 수의 확대 효과는 특히 우주론적 상수 ΩΛ에 대해 어떤 우주론적 파라미터를 제약하는가?
• RQ3 다른 등급 대역에 대한 임계선 위치는 배경 은하의 적색편이를 유추하는 데 사용될 수 있는가?
• RQ4 유추된 적색편이 분포는 어떤 정도로 가정된 우주론적 모델에 의존하는가?
• RQ5 이 방법은 A370와 같은 다른 은하단으로까지 확장 가능하고, 우주론적 추론에 대해 탄력적인가?

주요 결과

• B-대역으로 선택된 은하의 60% ± 10%는 적색편이 z ≈ 0.9–1.1에 위치하며, 나머지 40%는 z ≈ 3에 위치한다.
• I-대역으로 선택된 은하의 분포는 유사하지만 더 높은 적색편이까지 연장되며, 약 20%가 z > 4에 위치한다.
• B 및 I 은하에 대한 외곽 임계선의 위치는 ΩΛ ≈ 0.6–0.9인 평탄한 우주론 모델을 지지한다.
• A370의 분석 결과는 동일한 우주론적 제약을 지지하며, 이는 방법의 일관성과 탄력성을 시사한다.
• 이 방법은 렌즈 맵에서 '최후의 임계선'을 성공적으로 식별하여, 확대 효과를 통한 적색편이 추론이 가능하다.
• 이 연구는 깊은 영상에서의 확대 효과를 활용하여 고적색편이 은하 집단을 탐색하고, 분광학적 적색편이가 필요 없이도 우주론을 제약할 수 있음을 보여준다.