[논문 리뷰] SDSS DR7 superclusters. Morphology

M. Einasto, L. J. Liivamägi외 6명|arXiv (Cornell University)|2011. 05. 11.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 90인용 수 30

한 줄 요약

이 연구는 SDSS DR7 설문에서 300개 이상의 은하군을 포함하는 초은하단의 형태를 빛의 밀도 장과 민코프스키 함수를 사용하여 분석하여, 대부분의 초은하단이 실선형이며, 개별 형태 유형—거미, 다중거미, 실선, 다중갈래 실선—을 가지는 것으로 밝혀졌다. 주요 발견은 더 기름진 초은하단이 더 밝고, 더 풍부하며 내부 구조가 더 복잡한 경향이 있어, 初기 조건과 대규모 환경에 의해 영향을 받는 다양한 진화 경로를 가짐을 시사한다.

ABSTRACT

We study the morphology of a set of superclusters drawn from the SDSS DR7. We calculate the luminosity density field to determine superclusters from a flux- limited sample of galaxies from SDSS DR7, and select superclusters with 300 and more galaxies for our study. The morphology of superclusters is described with the fourth Minkowski functional V3, the morphological signature (the curve in the shapefinder's K1-K2 plane) and the shape parameter (the ratio of the shapefinders K1/K2). We investigate the supercluster sample using multidimensional normal mixture modelling, and use Abell clusters to identify our superclusters with known superclusters and to study the large-scale distribution of superclusters. The superclusters in our sample form three chains of superclusters; one of them is the Sloan Great Wall. Most superclusters have filament-like overall shapes. Superclusters can be divided into two sets; more elongated superclusters are more luminous, richer, have larger diameters, and a more complex fine structure than less elongated superclusters. The fine structure of superclusters can be divided into four main morphological types: spiders, multispiders, filaments, and multibranching filaments. We present the 2D and 3D distribution of galaxies and rich groups, the fourth Minkowski functional, and the morphological signature for all superclusters. Widely different morphologies of superclusters show that their evolution has been dissimilar. A study of a larger sample of superclusters from observations and simulations is needed to understand the morphological variety of superclusters and the possible connection between the morphology of superclusters and their large-scale environment.

연구 동기 및 목표

• SDSS DR7 설문의 초은하단 형태를 고급 기하학적 및 통계적 도구를 사용하여 특성화하기.
• 초은하단의 형태 유형을 식별하고 빛의 세기, 풍부함, 지름과 같은 물리적 성질과 연관시키기.
• 초은하단 형태와 천구망에서의 대규모 분포 간의 연관성 조사하기.
• 관측된 초은하단 구조를 시뮬레이션과 비교하여 진화 다양성 평가하기.
• 국지 및 고적색이동 초은하단을 비교할 수 있는 형태학적 프레임워크 제공하기.

제안 방법

• SDSS DR7의 흐름 한계 샘플에서 유도된 빛의 밀도 장을 구축하여 300개 이상의 은하를 포함하는 초은하단 식별하기.
• 민코프스키 함수의 네 번째 형태인 $V_3$를 사용하여 초은하단의 형태 복잡도를 정량화하기.
• 형태 서식도 $K_1$과 $K_2$를 사용하여 형태 서식과 형태 매개변수 $K_1/K_2$ 계산하여 분류하기.
• 다중 차원 정규 혼합 모델링을 사용하여 초은하단 샘플 내의 구조적 하위형태 식별하기.
• 초은하단을 아벨 은하단과 교차 식별하여 관측된 구조를 알려진 초은하단과 연결하고 대규모 분포 평가하기.
• 모든 초은하단에 대해 은하와 풍부한 군집의 2차원 및 3차원 분포, 형태 지표를 시각화하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 SDSS DR7 설문에서 초은하단의 주요 형태 유형은 무엇인가?
• RQ2 초은하단의 형태 성질은 그들의 빛의 세기, 풍부함, 지름과 어떻게 관련이 있는가?
• RQ3 초은하단 형태는 대규모 환경과 천구망의 구조를 어느 정도 반영하는가?
• RQ4 초은하단의 형태 다양성은 형성 및 진화 역사에서의 차이와 연결될 수 있는가?
• RQ5 관측된 초은하단 형태는 천체물리학 시뮬레이션에서 예측된 형태와 어떻게 비교되는가?

주요 결과

• 샘플의 대부분 초은하단은 전체적으로 실선형 형태를 띠며, 세 개의 주요 체인으로 식별되었고, 스ローン 대벽이 포함되어 있다.
• 더 기름진 초은하단은 덜 기름진 것들보다 유의미하게 더 밝고, 더 풍부하며 더 큰 지름을 가진다.
• 초은하단의 미세 구조는 네 가지 주요 형태 유형으로 분류될 수 있다: 거미, 다중거미, 실선, 다중갈래 실선.
• 스ローン 대벽 내의 초은하단 SCl 061은 아직 시뮬레이션에서 재현되지 않은 놀라운 형태를 보이며, 더 큰 체적의 시뮬레이션 필요성을 강조한다.
• 다중거미 및 다중갈래 실선과 같은 복잡한 형태의 초은하단은 더 높은 내부 구조 복잡도와 더 높은 풍부함과 관련되어 있다.
• 더 기름진 초은하단은 더 밝고 더 복잡한 경향이 있어, 서로 다른 진화 경로를 가짐을 시사하는 명확한 두 집단 간의 구분이 이루어졌다.