[논문 리뷰] The Halo Occupation Distribution of HI Galaxies

J. Stuart, M. J. I. Brown외 2명|ArXiv.org|2009. 08. 20.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 2인용 수 6

한 줄 요약

이 연구는 HIPASS 설문에서 선별된 HI 선택 은하의 공간적 군집을 분석하기 위해 홀로 오염 분포(HOD) 형식을 사용한다. 그 결과, 20퍼센트 미만의 은하가 위성 은하이며, HI가 풍부한 위성 은하는 덜러스트 클러스터가 아닌 그룹 규모의 헬로(질량 M < 10^13.7–14.3 M⊙)에 선호적으로 존재하는 것으로 나타났다. 결과적으로, HI 은하는 고밀도 환경에서 희귀하며, 향후 더 깊은 설문 조사가 군집 통계를 통해 환경에 따른 HI 분포의 세밀한 연구를 가능하게 할 것이다.

ABSTRACT

We perform an analysis of the spatial clustering properties of HI selected galaxies from the HI Parkes All Sky Survey (HIPASS) using the formalism of the halo occupation distribution (HOD). The resulting parameter constraints show that the fraction of satellite galaxies (i.e. galaxies which are not the central member of their host dark matter halo) among HIPASS galaxies is &lt;20%, and that satellite galaxies are therefore less common in HIPASS than in optically selected galaxy redshift surveys. Moreover the lack of fingers-of-god in the redshift space correlation function of HIPASS galaxies may indicate that the HI rich satellites which do exist are found in group mass rather than cluster mass dark matter halos. We find a minimum halo mass for HIPASS galaxies at the peak of the redshift distribution of M~10^11 solar masses, and show that less than 10% of baryons in HIPASS galaxies are in the form of HI. Quantitative constraints on HOD models from HIPASS galaxies are limited by uncertainties introduced through the small survey volume. However our results imply that future deeper surveys will allow the distribution of HI with environment to be studied in detail via clustering of HI galaxies.

연구 동기 및 목표

• HIPASS 설문의 공간 군집 데이터를 이용해, HI로 선택된 은하가 어두운 물질 헬로에 어떻게 분포하는지 정량화하는 것.
• HI로 선택된 은하 중 위성 은하의 비율과 그들이 속한 헬로 질량 분포를 결정하는 것.
• 환경의 과잉 밀도가 특히 클러스터에서 은하의 HI 함량을 억제하는지 조사하는 것.
• HI 은하를 수용할 수 있는 최소 헬로 질량을 제약하고, 환경이 HI 고갈에 미치는 역할를 평가하는 것.
• 향후 깊은 HI 설문 조사가 군집 통계를 통해 환경에 따른 HI 분포를 어떻게 맵핑할 수 있는지 평가하는 것.

제안 방법

• 실공간 및 적색이동공간 상의 상관 함수를 1-헬로 및 2-헬로 항으로 분해하기 위해 홀로 오염 분포(HOD) 형식을 적용한다.
• HIPASS 은하의 관측된 실공간 상관 함수를 사용해 1-헬로 항의 진폭을 제약하며, 개별 헬로 내에서의 상당한 군집을 나타낸다.
• 적색이동공간 군집을 이용해 손가락의 신호(Fingers-of-God) 효과를 탐지하며, 이는 위성 속도 분산과 관련되어 있으므로 헬로 질량에 민감하다.
• HOD 파rameter에 제약을 가하며, 최소 헬로 질량(M_min ≈ 10^11 M⊙)과 HI 위성 은하를 수용할 수 있는 헬로 질량의 상한(M < 10^13.7–14.3 M⊙)을 포함한다.
• 소규모 설문 조사 부피로 인한 체계적 불확실성을 고려해 상관 함수에 대한 모델 피팅을 수행한다.
• 모델 예측을 관측된 군집과 비교해 은하의 HI 함량에 대한 환경 의존성을 추론한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 HIPASS에서 선별된 HI 선택 은하 중 위성 은하의 비율은 얼마이며, 이는 광학적으로 선택된 샘플과 어떻게 비교되는가?
• RQ2 특히 HI가 풍부한 위성을 수용하는 HI 은하의 주요 헬로 질량은 무엇인가?
• RQ3 HI가 풍부한 은하가 그룹 규모의 헬로인지 클러스터 규모의 헬로를 선호하는가? 이는 어떤 의미를 갖는가?
• RQ4 환경이 은하의 HI 함량에 어떤 영향을 미치는가, 특히 클러스터 지역에서?
• RQ5 현재 HIPASS에서의 군집 측정치가 HOD를 얼마나 잘 제약하는가? 설문 조사 부피로 인한 한계는 무엇인가?

주요 결과

• HIPASS 은하 중 위성 은하의 비율은 20퍼센트 미만이며, 이는 광학적으로 선택된 적색이동 설문 조사보다 현저히 낮다.
• 적색이동공간 상관 함수에서 두드러진 손가락의 신호가 관측되지 않아, 만약 존재한다면 HI가 풍부한 위성 은하는 덜러스트 클러스터가 아닌 그룹 규모의 헬로(M < 10^13.7–14.3 M⊙)에 속해 있음을 시사한다.
• 적색이동 분포의 피크에서 HI 은하를 수용할 수 있는 최소 헬로 질량은 약 10^11 M⊙이다.
• HIPASS 은하의 질량 중 10퍼센트 미만이 HI 형태로 존재하며, 이는 HI가 총 이량 물질의 일부로 작지만 주요 성분은 아님을 나타낸다.
• HOD 파라미터 공간의 디제네러시(데기)는 HIPASS로부터 정량적 제약을 제한하지만, 적색이동공간 상관 함수는 속도 분산을 통해 위성 헬로 질량을 제약함으로써 이를 극복하는 데 기여한다.
• 향후 더 깊은 설문 조사, 예를 들어 ASKAP를 이용한 설문 조사가, HI 군집의 더 정밀한 측정과 환경에 따른 HI 분포의 세밀한 연구를 가능하게 할 것이다.