[论文解读] Comparison of the VIMOS-VLT Deep Survey with the Munich semi-analytical model - I. Magnitude counts, redshift distribution, colour bimodality, and galaxy clustering

S. de la Torre, B. Meneux+38 more|arXiv (Cornell University)|Oct 2, 2010

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 92被引用 18

一句话总结

本研究将VIMOS-VLT深空 Survey（VVDS）观测结果与慕尼黑半解析星系形成模型进行比较，利用100份模拟星系星表，其观测选择函数与VVDS-Deep完全一致。模型高估了暗淡红星系的数量，并显著高估了红星系的团聚度，这主要归因于红序列中卫星星系的过量，表明半解析模型在熄灭机制和并合过程的处理上仍需改进。

ABSTRACT

This paper presents a detailed comparison between high-redshift observations from the VIMOS-VLT Deep Survey (VVDS) and predictions from the Munich semi-analytical model of galaxy formation. In particular, we focus this analysis on the magnitude, redshift, and colour distributions of galaxies, as well as their clustering properties. We constructed 100 quasi-independent mock catalogues, using the output of the semi-analytical model presented in De Lucia & Blaizot (2007).We then applied the same observational selection function of the VVDS-Deep survey, so as to carry out a fair comparison between models and observations. We find that the semi-analytical model reproduces well the magnitude counts in the optical bands. It tends, however, to overpredict the abundance of faint red galaxies, in particular in the i' and z' bands. Model galaxies exhibit a colour bimodality that is only in qualitative agreement with the data. In particular, we find that the model tends to overpredict the number of red galaxies at low redshift and of blue galaxies at all redshifts probed by VVDS-Deep observations, although a large fraction of the bluest observed galaxies is absent from the model. In addition, the model overpredicts by about 14 per cent the number of galaxies observed at 0.2

研究动机与目标

• 检验慕尼黑半解析模型与VIMOS-VLT深空 Survey（VVDS）高红移观测的一致性。
• 识别模型预测与观测数据在星等计数、红移分布、颜色双峰性及团聚性质等方面的系统性差异。
• 确定观测差异是否源于样本方差，或源于模型的根本性缺陷。
• 探究卫星星系在模型中导致红星系过量与强团聚度现象中的作用。

提出的方法

• 利用慕尼黑半解析模型（De Lucia & Blaizot, 2007）构建100份准独立的模拟星系星表。
• 在模拟星表中应用与VVDS-Deep巡天相同的观测选择函数，以确保公平比较。
• 在多个星系属性上比较模型预测与VVDS-Deep实测数据：星等计数、红移分布、颜色双峰性及团聚度。
• 将星系样本划分为红、蓝两组，以分析团聚度的差异。
• 通过误差估计与模拟样本间的比较，评估差异的统计显著性。
• 探究卫星星系在红星系过量与过度团聚现象中的作用。

实验结果

研究问题

• RQ1 慕尼黑半解析模型能否准确再现VVDS-Deep巡天中的星等计数？
• RQ2 该模型在多大程度上再现了星系的红移分布与颜色双峰性？
• RQ3 为何模型高估了红星系的团聚强度，而观测中并未显示此现象？
• RQ4 模型与数据之间的差异是源于样本方差，还是源于模型的根本缺陷？
• RQ5 卫星星系对模型中红星系过量与强团聚度的贡献有多大？

主要发现

• 模型较好地再现了光学星等计数，但高估了暗淡红星系的丰度，尤其在i′和z′波段。
• 模型在定性上与数据一致地表现出颜色双峰性，但高估了低红移处的红星系数量，以及VVDS-Deep所覆盖所有红移范围内的蓝星系数量。
• 模型高估了红移0.2 < z < 1且IAB < 24的星系数量，幅度约为14%。
• 在z = 0.2至z = 2的所有红移范围内，模型星系的团聚度强于实际观测，但当z ≈ 1以上时差异不再显著。
• 模型较好地再现了蓝星系的团聚度，但红星系的团聚度显著高于观测值，主要归因于红序列中卫星星系的过量。
• 颜色分布与团聚度的差异并非源于样本方差，因为没有任何一份模拟样本能同时准确再现所有VVDS-Deep测量结果，且关键属性的差异超过3σ。