[논문 리뷰] The ESO Slice Project (ESP) galaxy redshift survey: I. Description and First Results

Vettolani, G., Zucca, E.외 17명|arXiv (Cornell University)|1997. 04. 11.

Astronomy and Astrophysical Research인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 남쪽 천구극 부근 23.3 제곱도에 걸쳐 b_J=19.4까지의 한계로 3,342개의 은하를 거의 완전하게 포함하는 ESO 슬라이스 프로젝트(ESP) 은하 적색편이 조사 결과를 제시한다. 이 조사에서는 z ≈ 0.1 부근에 두드러진 적색편이 피크를 발견하였으며, 이는 약 100×50 Mpc 크기의 대규모 구조를 시사하며, 이 크기는 그랜드 월과 유사하다. 또한, M = -16.5 이하의 어두운 은하들 중 약 40%가 성간별 형성 활동을 보이고 있음을 발견하였다.

ABSTRACT

The ESO Slice Project (ESP) is a galaxy redshift survey we have recently completed as an ESO Key-Project. The ESP covers 23.3 square degrees in a region close to the South Galactic Pole. The survey is nearly complete (85%) to the limiting magnitude b_J=19.4 and consists of 3342 galaxies with reliable redshift determination. In this paper, the first in a series that will present the results of the ESP survey, we describe the main characteristics of the survey and briefly discuss the properties of the galaxy sample. From a preliminary spectral analysis of a large sub-sample of 2550 galaxies we find that the fraction of actively star-forming galaxies increases from a few percent for the brightest galaxies up to about 40% for the galaxies fainter than M= -16.5. The most outstanding feature in the ESP redshift distribution is a very significant peak at z ~ 0.1. The detection of similar peaks, at the same distance, in other surveys in the same region of the sky, suggests the presence of a large bidimensional structure perpendicular to the line of sight. The minimum size of this structure would be of the order of 100 x 50 Mpc, comparable with the size of the Great Wall.

연구 동기 및 목표

• 남쪽 하늘에서 깊이 있고 넓은 영역을 대상으로 한 은하 적색편이 조사를 수행하여 대규모 구조를 맵핑하는 것.
• 조사 영역 내 은하들의 적색편이 분포 및 형상적 특성을 규명하는 것.
• 광도와 적색편이에 따른 성간별 형성 은하의 발생 빈도를 조사하는 것.
• 적색편이 공간에서의 군집화를 통해 필라멘트 또는 벽과 같은 대규모 구조를 식별하는 것.
• 향후 남쪽 천구반구에서의 천체물리학 및 은하 진화 연구를 위한 기초 데이터셋을 제공하는 것.

제안 방법

• ESO 1.52m 망원경을 사용하여 라 실리아 관측소에서 깊이 있고 광역의 은하 적색편이 조사를 수행하였다.
• 남쪽 천구극 부근 23.3 제곱도의 영역을 대상으로 하였으며, 한계 등급은 b_J=19.4였다.
• 3,342개의 은하에 대해 신뢰할 수 있는 적색편이를 확보하였으며, 등급 제한 샘플에서 85%의 완전성을 달성하였다.
• 2,550개의 은하를 포함한 부분 샘플에 대해 스펙트럼 분석을 수행하여 성간별 형성 활동을 분류하였다.
• 적색편이 분포 분석을 통해 군집화 및 대규모 구조를 탐지하였으며, 특히 z ≈ 0.1 부근의 피크를 중심으로 분석하였다.
• 동일한 영역에 위치한 다른 조사들과의 교차 식별을 통해 확장된 구조의 존재를 확인하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 조사 영역 내 남쪽 하늘의 은하들이 대규모 공간적으로 어떻게 분포되어 있는가?
• RQ2 은하의 광도와 적색편이에 따라 성간별 형성 은하의 비율은 어떻게 변하는가?
• RQ3 z ≈ 0.1 부근에서 필라멘트 또는 벽과 같은 대규모 구조가 존재하는가에 대한 증거가 있는가?
• RQ4 등급 제한 조사에서 적색편이 샘플의 완전성과 신뢰성은 어느 정도인가?
• RQ5 이 영역의 적색편이 분포가 동일 지역의 다른 독립적 조사 결과와 일치하는가?

주요 결과

• b_J=19.4까지 85%의 완전성을 확보하였으며, 3,342개의 은하가 신뢰할 수 있는 적색편이를 확보하였다.
• z ≈ 0.1 부근에 뚜렷한 적색편이 분포 피크가 관측되어, 이 거리에 은하 집합이 존재함을 시사한다.
• 성간별 형성 활동을 보이는 은하의 비율은 가장 밝은 은하에서는 몇 퍼센트 수준에서 시작하여 M = -16.5 이하의 어두운 은하에서는 약 40%로 증가한다.
• z ≈ 0.1 부근의 적색편이 피크는 다른 동일 지역 조사에서 관측된 유사한 특성과 일치하여 대규모 구조의 존재를 시사한다.
• 유추된 구조의 최소 크기는 100 × 50 Mpc로 추정되며, 이는 그랜드 월과 유사한 크기이다.
• 다른 조사들과의 교차 식별을 통해 이 구조의 존재가 뒷받침되어, 대규모 구조로서의 중요성을 강화한다.