[논문 리뷰] The Vimos VLT Deep Survey: Stellar mass segregation and large-scale galaxy environment in the redshift range 0.2<z<1.4

M. Scodeggio, D. Vergani외 50명|arXiv (Cornell University)|2009. 03. 02.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 47인용 수 179

한 줄 요약

이 연구는 0.2 < z < 1.4 범위에서 은하의 별질량과 휴면 프레임 색깔 분리 현상을 분석하기 위해 VIMOS VLT 딥 서베이(VVDS)를 사용한다. 고밀도 영역에서 강한 별질량 분리 현상이 관측되며, 질량 분리 현상은 시간이 지남에 따라 안정적으로 유지되는 반면, 색깔 분리 현상은 직접적인 환경적 영향보다는 기저의 질량 상관관계에 의해 주로 결정된다.

ABSTRACT

Hierarchical models of galaxy formation predict that the properties of a dark matter halo depend on the large-scale environment surrounding the halo. As a result of this correlation, we expect massive haloes to be present in larger number in overdense regions than in underdense ones. Given that a correlation exists between a galaxy stellar mass and the hosting dark matter halo mass, the segregation in dark matter halo mass should then result in a segregation in the distribution of stellar mass in the galaxy population. In this work we study the distribution of galaxy stellar mass and rest-frame optical color as a function of the large-scale galaxy distribution using the VLT VIMOS Deep Survey sample, in order to verify the presence of segregation in the properties of the galaxy population. We use the VVDS redshift measurements and multi-band photometric data to derive estimates of the stellar mass, rest-frame optical color, and of the large-scale galaxy density, on a scale of approximately 8 Mpc, for a sample of 5619 galaxies in the redshift range 0.2<z<1.4. We observe a significant mass and optical color segregation over the whole redshift interval covered by our sample, such that the median value of the mass distribution is larger and the rest-frame optical color is redder in regions of high galaxy density. The amplitude of the mass segregation changes little with redshift, at least in the high stellar mass regime that we can uniformely sample over the 0.2<z<1.4 redshift interval. The color segregation, instead, decreases significantly for z>0.7. However, when we consider only galaxies in narrow bins of stellar mass, in order to exclude the effects of the stellar mass segregation on the galaxy properties, we do not observe any more any significant color segregation.

연구 동기 및 목표

• . 논문은 은하의 별질량 및 색깔 특성이 대규모 환경에서 분리되어 있는지를 테스트하고자 한다.
• . 이러한 분리 현상이 암흑물질 헬로 질량 상관관계에 의해 영향을 받는지, 아니면 직접적인 환경적 과정에 의해 영향을 받는지를 조사하고자 한다.
• . 논문은 은하 질량과 환경이 은하 진화에 미치는 역할을 분리하여 분석하고자 한다.
• . 관측된 색깔 분리 현상이 질량 분리의 부차적 효과인지, 아니면 주된 환경적 영향인지 검토하고자 한다.

제안 방법

• . 저자는 VVDS 적색편이 및 다중 대역 광도 데이터를 사용하여 5,619개의 은하에 대해 별질량과 휴면 프레임 B-I 색깔을 추정한다.
• . 은하의 대규모 밀도는 3차원 적응형 커널 스무딩 기법을 사용하여 약 8 Mpc 척도에서 측정된다.
• . 별질량은 Chabrier 초기 질량 함수와 합성 별집단 모델 라이브러리를 사용한 SED 피팅을 통해 유도된다.
• . 분석은 적색편이 밴드에 따라 다른 밀도 4분위수에서 은하 성질(질량 및 색깔)을 비교하여 분리 현상을 평가한다.
• . 좁은 별질량 밴드를 사용하여 색깔에 대한 환경적 영향를 고립시키며, 질량과 무관하게 색깔 분리 현상이 유지되는지 테스트한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 . 0.2 < z < 1.4 범위에서 은하의 대규모 환경에서 유의미한 별질량 분리 현상이 관측되는가?
• RQ2 . 이 범위에서 별질량 분리 현상의 강도가 적색편이에 따라 변화하는가?
• RQ3 . 고밀도 영역에서 관측된 색깔 분리 현상은 직접적인 환경적 영향인지, 질량 분리의 결과인지?
• RQ4 . 질량을 일정하게 유지할 경우 관측된 색깔 분리 현상은 알려진 색깔-별질량 관계로 완전히 설명될 수 있는가?
• RQ5 . 헬로 질량과 환경이 은하 성질 상관관계에 기여하는 비율은 각각 얼마인가?

주요 결과

• . 0.2 < z < 1.4 범위 전반에서 유의미한 별질량 분리 현상이 관측되며, 고밀도 영역에서 더 높은 중앙 별질량을 가진다.
• . 질량 분리의 진폭은 적색편이에 따라 거의 일정하게 유지되며, z=0.4에서 z=1.2 사이에서 유의미한 진화가 관측되지 않는다.
• . 휴면 프레임 색깔 분리 현상이 관측되며, 고밀도 영역의 은하는 체계적으로 더 빨간색이다.
• . 좁은 별질량 밴드로 제한된 은하에서는 대규모 환경에 따라 유의미한 색깔 분리 현상이 관측되지 않는다.
• . 따라서 관측된 색깔 분리 현상은 주로 기저의 별질량 분리 현상과 색깔-질량 관계에 의해 주도되는 부차적 효과이다.
• . 결과는 많은 관측된 환경적 영향이 은하 별질량과 암흑물질 헬로 질량 간 상관관계를 통해 간접적으로 영향을 미친다는 가설을 지지한다.