[논문 리뷰] The Red-Sequence Cluster Surveys

H. K. C. Yee, M. D. Gladders외 5명|arXiv (Cornell University)|2007. 01. 29.

Astronomy and Astrophysical Research인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 은하단 빈도를 질량 추정치로 사용하여 천체역학적 파rameters를 제약하는 대규모 광학 이미징 조사인 Red-Sequence Cluster Survey-1(RCS-1)을 제시한다. Ωₘ = 0.31⁺⁰.¹¹₋₀.¹⁰ 및 σ₈ = 0.67⁺⁰.¹⁸₋₀.¹³에 대해 WMAP 결과와 뛰어난 일치를 보이며, 자가교정 기법과 빈도-질량 관계가 독립적인 천체역학 측정치와 일치함을 검증한다.

ABSTRACT

The Red-Sequence Cluster Surveys (RCS-1 and RCS-2) are large optical imaging surveys optimized to create well-characterized catalogs of clusters of galaxies up to a redshift of ~1. We describe our first cosmological analysis, using the self-calibration technique, of a cluster sample of ~1000 from the 90 sq. deg RCS-1, using optical richness as a mass proxy. We obtain values for the cosmological parameters $Ω_m$ and $σ_8$ that are in excellent agreement with the year-three WMAP results. Furthermore, the derived cluster richness-mass relationship is entirely consistent with those measured directly using dynamical mass measurements.

연구 동기 및 목표

• 적색선로 방법을 사용하여 적색편이 z ~ 1까지의 대규모이고 잘 특성화된 은하단 샘플을 개발하기 위해.
• 은하단 밀도와 자가교정 기법을 사용하여 천체역학적 파rameter Ωₘ 및 σ₈를 측정하기 위해.
• 독립적인 천체역학적 및 약한 렌즈 측정치와 비교하여 빈도-질량 관계를 검증하기 위해.
• 어둠의 에너지 상태방정식 w를 제약하기 위한 RCS-2 조사의 기초를 마련하기 위해.
• 은하단 진화와 강한 중력 렌즈 연구를 위한 견고한 은하단 샘플을 만들기 위해.

제안 방법

• RCS-1 조사는 R_c 및 z' 대역의 광학 이미징을 사용하여 적색선로 방법으로 은하단을 식별하며, 투영 오염을 줄이기 위해 색-등급도 평면에서 은하를 선택한다.
• 은하단 빈도 B_g_cR는 질량 추정치로 사용되며, 질량-빈도 관계는 M_200 = 10^A_Bgc * B_g_cR^α * (1+z)^γ로 모델링된다.
• 자기교정 기법은 마르코프 체인 몬테카를로(MCMC) 방법을 사용하여 천체역학적 파rameter(Ωₘ, σ₈)와 은하단 파rameter(A_Bgc, α, γ, 산란 f_sc)를 동시에 피팅한다.
• 은하단 밀도 dN/dz(z)는 Jenkins 등(2001)의 질량 함수와 비교되어 천체역학적 파rameter를 제약하며, h, Ω_b, n에 대한 우선 정보는 WMAP에서 유래한다.
• RCS-2 조사는 CFHT의 MegaCam을 사용하여 z', r, g 대역에서 약 1000 제곱도의 천구를 커버하며, Coma와 유사한 빈도로 z ~ 1까지의 은하단 탐지가 가능하다.
• 약한 렌즈, 스펙트로스코피를 통한 천체역학 질량(약 70개의 은하단), X선 데이터를 사용하여 질량-빈도 교정을 향상시키며, 다중 색도 광학 측정을 통해 은하 진화 보정을 수행한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 은하단 밀도와 빈도를 질량 추정치로 사용하는 자기교정 기법이 독립적인 측정치와 일치하는 천체역학 제약을 도출할 수 있는가?
• RQ2 천체역학 피팅을 통해 유도된 빈도-질량 관계가 직접적인 천체역학적 및 약한 렌즈 측정치와 얼마나 잘 일치하는가?
• RQ3 RCS-2 조사가 은하단 밀도 진화를 통해 어둠의 에너지 상태방정식 w를 얼마나 잘 제약할 수 있는가?
• RQ4 은하 진화가 다양한 적색편이에서 빈도 측정에 어떤 영향을 미치며, 이를 어떻게 보정할 수 있는가?
• RQ5 RCS-1 결과를 더 큰 RCS-2 조사에서 질량-빈도 관계에 강력한 우선 정보로 사용할 수 있는가?

주요 결과

• RCS-1의 천체역학 분석 결과 Ωₘ = 0.31⁺⁰.¹¹₋₀.¹⁰ 및 σ₈ = 0.67⁺⁰.¹⁸₋₀.¹³을 도출하였으며, 이는 연 3년차 WMAP 결과와 뛰어난 일치를 보인다.
• 유도된 빈도-질량 관계 파라미터는 A_Bgc = 10.55⁺².²⁷₋₁.⁷¹ 및 α = 1.64±0.90이며, CNOC1 및 RCS-1 천체역학 샘플의 독립적 측정치와 일치한다.
• 질량-빈도 관계의 산란은 f_sc = 0.73±0.22로, Blindert 등이 스펙트로스코픽 샘플에서 측정한 약 0.7과 매우 잘 일치한다.
• 자기교정 기법은 독립적인 데이터와 일치하는 천체역학 및 은하단 파라미터를 성공적으로 복원하였으며, 천체역학 추론에 이 기법의 사용을 검증한다.
• RCS-2 조사는 약 20,000개의 은하단 샘플(0.15 < z < 1.0)을 생산할 것으로 기대되며, 어둠의 에너지 상태방정식 w를 10% 정확도로 측정할 수 있다.
• 질량-빈도 관계에 강력한 우선 정보가 제공되면, RCS-2는 Ωₘ에 대해 약 0.02의 정확도, σ₈에 대해 약 0.05의 정확도를 달성할 것으로 예측된다.