[논문 리뷰] Superclusters of galaxies from the 2dF redshift survey. II. Comparison with simulations

J. Einasto, M. Einasto외 11명|ArXiv.org|2006. 04. 26.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 50인용 수 36

한 줄 요약

이 연구는 2dF은하적적색편이조사(2dFGRS)의 초군집 특성과 밀라니아 시뮬레이션의 특성을 다중성(밀도장 클러스터 수)을 사용하여 초군집을 빈도 등급으로 분류함으로써 비교한다. 시뮬레이션된 초군집은 기하학적 및 운동학적 성질에서 실제 초군집과 유사한데, 최대 초군집 빈도는 실제 초군집이 최대 60개의 클러스터를 가질 수 있는 데 비해 시뮬레이션에서는 20개에 그친다.

ABSTRACT

We investigate properties of superclusters of galaxies found on the basis of the 2dF Galaxy Redshift Survey, and compare them with properties of superclusters from the Millennium Simulation. We study the dependence of various characteristics of superclusters on their distance from the observer, on their total luminosity, and on their multiplicity. The multiplicity is defined by the number of Density Field (DF) clusters in superclusters. Using the multiplicity we divide superclusters into four richness classes: poor, medium, rich and extremely rich. We show that superclusters are asymmetrical and have multi-branching filamentary structure, with the degree of asymmetry and filamentarity being higher for the more luminous and richer superclusters. The comparison of real superclusters with Millennium superclusters shows that most properties of simulated superclusters agree very well with real data, the main differences being in the luminosity and multiplicity distributions.

연구 동기 및 목표

• 2dF은하적적색편이조사에서 식별된 초군집의 형태학적 및 운동학적 성질을 분석하기 위해.
• 실제 초군집 성질과 밀라니아 시뮬레이션의 성질를 비교하여 우주론 모델을 시험하기 위해.
• 초군집을 다중성(밀도장 클러스터 수)으로 분류하여 빈도 등급(가난한, 중간, 빈약한, 매우 빈약한)으로 네 등급으로 나누기 위해.
• 초군집의 형태, 비대칭성, 필라멘터리 성질이 빛의 총량과 다중성에 따라 어떻게 달라지는지 조사하기 위해.
• 시뮬레이션된 초군집이 관측된 대규모 구조 특성을 얼마나 정확히 재현하는지 평가하기 위해.

제안 방법

• 제1편 논문에서 얻은 2dFGRS 초군집 목록을 사용하였으며, 은하 적색편이와 밀도장 분석에 기반한다.
• 각 초군집 내의 밀도장(DF) 클러스터 수를 초군집의 다중성으로 정의하여 빈도 등급을 설정한다.
• 기하학적 성질을 측정: 최소, 최대, 유효 지름; 기하학적 중심과 운동학적 중심; 그리고 이들의 이격도.
• 실제 및 시뮬레이션 초군집에 대해 빛의 분포 함수와 다중성 함수를 계산하였다.
• 실제 자료와 밀라니아 시뮬레이션 출력에 동일한 초군집 탐지 절차를 적용하여 직접 비교하였다.
• 임계 밀도 방법을 사용하여 초군집을 정의하고, 그들의 메시지 요소 비율과 필라멘터리 구조를 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 2dFGRS에서의 실제 초군집과 밀라니아 시뮬레이션에서의 시뮬레이션 초군집 간의 기하학적 및 운동학적 성질은 어떻게 비교되는가?
• RQ2 실제 초군집의 빛의 분포와 다중성 분포가 시뮬레이션 결과와 어느 정도 일치하는가?
• RQ3 초군집의 비대칭성과 필라멘터리 성질은 총 빛의 양과 다중성에 따라 어떻게 변화하는가?
• RQ4 실제 자료에서 가장 빛나고 빈도가 높은 초군집이 시뮬레이션된 집단과 비교해 구조와 밀도 측면에서 일치하는가?
• RQ5 관측된 초군집 집단과 시뮬레이션된 집단 사이의 주요 차이점은 무엇이며, 특히 최대 빈도와 공간적 범위 측면에서 어떤가?

주요 결과

• 밀라니아 시뮬레이션에서 유도된 초군집은 지름 비율, 중심 이격도, 형태 비대칭성 등의 기하학적 및 운동학적 성질에서 실제 초군집과 유사하다.
• 실제 초군집은 더 높은 비대칭성과 필라멘터리 성질을 보이며, 특히 더 빈약하고 빛나는 시스템에서 두드러지게 나타나며, 비대칭성 정도는 다중성 증가에 따라 증가한다.
• 실제 초군집의 빛의 분포 함수와 다중성 함수는 빛의 강도와 공간 밀도에서 2개의 세기 단위에 걸쳐 분포하여 초군집 성질의 연속적인 범위를 나타낸다.
• 2dFGRS에서의 최대 다중성은 최대 60개의 DF-클러스터에 이르지만, 시뮬레이션 초군집의 피크는 단지 20개에 그쳐 빈도 분포의 꼬리 부분에서 상당한 괴리가 있음을 시사한다.
• 2dFGRS에서의 초군집의 부피 메시지 요소 비율은 3.2–3.5%이며, 낮은 임계 밀도를 사용한 시뮬레이션에서의 6–7%보다 낮아 탐지 민감도의 차이를 시사한다.
• 빈약한 초군집은 퍼지기 현상의 산물이 아니라, 빈도 증가에 따라 평균 및 최대 밀도가 계속 증가하는 특별한 유형의 시스템을 나타낸다.