[논문 리뷰] The Supercluster-Void Network I. The Supercluster Catalogue and Large-Scale Distribution

M. Einasto, E. Tago외 3명|ArXiv.org|1996. 10. 12.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 1인용 수 101

한 줄 요약

이 논문은 적색이동 z=0.12 이하까지의 은하단단집합 초군집 220개의 전체천구 목록을 제시하며, 이 중 90개는 새로 확인된 것으로, 매우 빈도 높은 초군집들이 초은하계 평면에 수직된 주요 초군집 평면에 집중되어 있음을 입증한다. 연구는 초군집-공허 네트워크에서 약 ~120 h⁻¹ Mpc의 특징 척도를 밝혀내며, 빈도 높은 초군집들이 체인과 벽을 이루고 있으며, 이들의 공허 벽 내 분포는 빈도에 따라 크게 달라지며, 이는 우주의 비무작위적이고 구조적인 대규모 조직을 시사한다.

ABSTRACT

We investigate the distribution of superclusters and voids using a new catalogue of superclusters of rich clusters of galaxies which extends up to a redshift of z=0.12. The new catalogue contains 220 superclusters of rich clusters, of which 90 superclusters have been determined for the first time. Two thirds of those superclusters with eight or more member clusters are concentrated to a Dominant Supercluster Plane almost perpendicular to the plane of the Local Supercluster. Several independent methods indicate consistently the presence of a quite regular supercluster-void network with scale of approx. 120 Mpc. We determine the selection function of the sample of clusters and suggest that the mean true space density of Abell clusters is 2.6 x 10^-5 h^3 Mpc^-3, or twice the conventionally used value.

연구 동기 및 목표

• 적색이동 z=0.12 이하까지의 초군집의 빈도 높은 은하단집합의 종합적이고 전체천구적 목록을 편찬하는 것.
• 초군집의 공간 분포가 무작위 분포에서 유의미하게 벗어나 특징적인 척도를 보이는지 조사하는 것.
• 특히 매우 빈도 높은 초군집에 대해 초군집 분포가 빈도에 따라 어떻게 달라지는지 검토하는 것.
• 관측 편향과 은하수 먼지 투과율 보정을 통해 아벨-아코 은하단집합의 진짜 공간 밀도를 추정하는 것.
• 초군집이 대규모 초군집-공허 네트워크를 형성하는 데 기여하는 방식과 천체물리학적 구조 형성에 대한 함의를 평가하는 것.

제안 방법

• 빈도 높은 은하단집합의 아벨-아코 은하단집합 목록을 이용하여 새로운 초군집 목록을 구축하고, 농도 높은 은하단집합의 군집 분석을 통해 비연결된 시스템을 식별하는 것.
• 적색이동과 천구 위치 데이터를 사용하여 초군집 중심과 소속을 결정하며, z=0.12 이하의 은하단집합에 중점을 두는 것.
• 최근접 이웃 거리 분포와 무작위 초군집 목록과의 비교를 포함한 통계적 검정을 적용하여 비무작위 군집화를 탐지하는 것.
• 관측 편향과 불완전성 보정을 위한 클러스터 샘플의 선택 함수 추정.
• 대규모 구조 평가를 위해 클러스터 상관 함수 계산 및 무작위 분포와의 비교.
• 매우 빈도 높은 초군집(8개 이상의 구성원 클러스터 포함)의 공간 군집 분석을 통해 주요 초군집 평면을 식별하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 국소 우주에서 초군집의 공간 분포가 무작위 분포에서 유의미하게 벗어나는가?
• RQ2 초군집과 공허의 대규모 분포에 특징적인 척도가 존재하는가?
• RQ3 빈도가 낮거나 중간 수준의 초군집과 매우 빈도 높은 초군집 간에 공허 벽 내 분포는 어떻게 다를까?
• RQ4 관측 편향 보정 후 아벨-아코 은하단집합의 진짜 공간 밀도는 얼마인가?
• RQ5 초군집은 필라멘터리 연결을 통해 일관된 네트워크를 형성하는가? 그리고 빈도 높은 초군집은 이 네트워크에서 어떤 역할을 하는가?

주요 결과

• 새로운 초군집 목록에는 총 220개의 초군집이 포함되어 있으며, 이 중 90개는 새로 확인된 것으로, 몇몇 매우 빈도 높은 초군집은 여덟 개 이상의 구성원 클러스터를 포함한다.
• 매우 빈도 높은 초군집의 약 두-thirds가 초은하계 평면에 수직된 주요 초군집 평면에 집중되어 있다.
• 다양한 방법을 통해 초군집-공허 네트워크의 특징 척도가 ~120 h⁻¹ Mpc로 일관되게 추정되며, 이는 규칙적인 대규모 구조를 시사한다.
• 빈도가 낮거나 중간 수준의 초군집의 최근접 이웃 거리 분포는 매끄럽고 특별한 거리가 없지만, 매우 빈도 높은 초군집은 두 번째 및 세 번째 이웃에 대해 110–150 h⁻¹ Mpc 부근에 강한 피크를 보이며, 이는 공허 벽을 가로질러 짝을 이루는 것을 시사한다.
• 매우 빈도 높은 초군집의 두 번째 및 세 번째 이웃까지의 중앙값 거리는 각각 115 h⁻¹ Mpc 및 142 h⁻¹ Mpc이며, 이는 무작위 목록의 138±12 h⁻¹ Mpc보다 유의미하게 작다. 이는 비무작위 군집화를 확인한다.
• 관측 불완전성과 은하수 먼지 투과율 보정 후 아벨-아코 은하단집합의 평균 진짜 공간 밀도는 2.6×10⁻⁵ h³ Mpc⁻³로 추정되며, 기존에 사용된 값의 두 배이다.