[논문 리뷰] The ESO Slice Project (ESP) galaxy redshift survey: II. The luminosity function and mean galaxy density

S. Maurogordato, Zamorani, G.외 17명|arXiv (Cornell University)|1997. 05. 13.

Astronomy and Astrophysical Research인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 남쪽 천구극 부근 23 제곱도에 걸쳐 3,342개의 은하를 대상으로 한 거의 완전한 적색이동 조사인 ESO 슬라이스 프로젝트(ESP)의 등급함수와 평균 은하 밀도를 제시한다. 이 조사의 한계 등급은 b_J=19.4이며, 이는 이전 조사보다 더 기울어진 밝기 끝 부분 기울기를 보이며, Schechter 함수로 가장 잘 맞는다. 이 함수는 M > -17에서 상당한 기울기 증가를 보이며, z ~ 0.1에서 과밀도와 140 Mpc 이내의 부족밀도를 확인하여 b_J < 17에서 유클리드 기울기보다 기울어진 관측 계수와 일치시킨다.

ABSTRACT

(Abridged) The ESO Slice Project (ESP) is a galaxy redshift survey we have completed as an ESO Key-Project over ~23 square degrees, in a region near the South Galactic Pole. The survey is nearly complete to the limiting magnitude b_J=19.4 and consists of 3342 galaxies with reliable redshift determination. The ESP survey is intermediate between shallow, wide angle samples and very deep, one-dimensional pencil beams: spanning a volume of ~ 5 x 10^4 Mpc^3 at the sensitivity peak (z ~ 0.1), it provides an accurate determination of the "local" luminosity function and the mean galaxy density. We find that, although a Schechter function is an acceptable representation of the luminosity function over the entire range of magnitudes (M &lt; -12.4), our data suggest the presence of a steepening of the luminosity function for M &gt; -17. The amplitude and the alpha and M^* parameters of our luminosity function are in good agreement with those of the AUTOFIB redshift survey (Ellis et al. 1996). Viceversa, our amplitude is significantly higher, by a factor ~ 1.6 at M ~ M^*, than that found for both the Stromlo-APM (Loveday et al. 1992) and the Las Campanas (Lin et al. 1996) redshift surveys. Also the faint end slope of our luminosity function is significantly steeper than that found in these two surveys. Large over- and under- densities are clearly seen in our data. In particular, we find evidence for a "local" underdensity (for D &lt; 140 Mpc) and a significant overdensity at z ~ 0.1. When these radial density variations are taken into account, our derived luminosity function reproduces very well the observed counts for b_J &lt; 19.4, including the steeper than Euclidean slope for b_J &lt; 17.

연구 동기 및 목표

• 깊고 넓은 영역의 은하 적색이동 조사를 통해 국지적 등급함수와 평균 은하 밀도를 측정하는 것.
• 대규모 밀도 비균형을 고려하여 은하 수 계수 기울기의 모순을 해결하는 것.
• AUTOFIB, Stromlo-APM, Las Campanas와 같은 주요 조사들과의 등급함수 매개변수를 비교하는 것.
• 반경 방향 밀도 변화가 관측된 은하 수 계수와 등급함수 형태에 미치는 영향을 평가하는 것.
• 국지 우주에서 은하 등급함수의 신뢰할 수 있는 체적 제한 측정을 제공하는 것.

제안 방법

• ESO 슬라이스 프로젝트(ESP)는 남쪽 천구극 부근 23 제곱도에 걸쳐 b_J=19.4 등급 한계에 도달하는 적색이동 조사를 수행하였다.
• 3,342개의 은하에 대해 적색이동을 측정하여 높은 완전성과 신뢰성을 확보하였다.
• 선택 효과와 반경 방향 밀도 변화를 보정한 1/Vmax 방법을 사용하여 등급함수를 유도하였다.
• 매개변수 M*, alpha, 그리고 진폭을 결정하기 위해 데이터에 Schechter 함수를 적합시켰다.
• 부족밀도(D < 140 Mpc)와 과밀도(z ~ 0.1)를 고려하여 반경 방향 밀도 변동을 모델링함으로써 관측 계수와의 일치도를 향상시켰다.
• b_J < 19.4 범위의 관측 은하 계수를 이론적 예측과 비교하였으며, 이론적 예측에는 b_J < 17에서 유클리드 기울기보다 기울어진 기울기가 포함되었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 ESP 조사로 측정된 국지 우주에서 은하 등급함수의 형태는 어떠한가?
• RQ2 ESP에서의 등급함수 매개변수(M*, alpha, 진폭)는 AUTOFIB, Stromlo-APM, Las Campanas와 같은 다른 주요 적색이동 조사와 비교하여 어떻게 다른가?
• RQ3 대규모 밀도 비균형은 관측된 은하 계수와 등급함수에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 왜 b_J < 17에서 관측된 은하 계수 기울기가 유클리드 기대값을 초과하는가? 이는 조사 기하학과 밀도 변동으로 설명될 수 있는가?
• RQ5 등급함수는 밝기 끝 부분에서 상당한 기울기 증가를 보이며, 이는 은하 집단 모델에 어떤 함의를 갖는가?

주요 결과

• ESP 조사에서 유도된 등급함수는 Schechter 함수로 잘 설명되며, M = -17 이하에서 상당한 기울기 증가를 보인다.
• 등급함수의 밝기 끝 부분 기울기(alpha)는 Stromlo-APM 및 Las Campanas 조사에서 구한 것보다 상당히 기울어져 있다.
• M*에서 등급함수의 진폭은 Stromlo-APM 및 Las Campanas 조사보다 약 1.6배 높다.
• 조사는 140 Mpc 이내의 국지 부족밀도와 z ~ 0.1에서의 상당한 과밀도를 확인하였으며, 이는 관측 계수와 이론적 기대치를 일치시키는 데 핵심적이다.
• 반경 방향 밀도 변화를 고려할 경우, 유도된 등급함수는 b_J < 17에서 유클리드 기울기보다 기울어진 관측 은하 계수를 정확히 재현한다.
• ESP의 등급함수 매개변수는 AUTOFIB 조사와 양호한 일치를 보이며, 독립적인 깊은 조사 간의 일관성을 뒷받침한다.