[논문 리뷰] Galaxies and Large Scale Structure at z~3

Charles C. Steidel, Kurt L. Adelberger외 4명|arXiv (Cornell University)|1998. 04. 23.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 색상 선택을 통해 선별된 400개 이상의 은하에 대한 스펙트로스코픽 관측을 통해 z~3에서의 라이만 브레이크 은하에 대한 표적적 적색편이 조사 결과를 제시한다. 이들 은하는 현재의 은하들과 유사한 운동적 상관 길이를 가진 강력한 군집화를 보이며, 기초 질량 분포에 비해 강력한 편향을 보임을 시사한다—이것은 초기 천문학적 시기에 가장 질량이 큰 헬로스를 따라가는 것으로 해석되는 계층적 은하 형성 모델과 일치한다.

ABSTRACT

We summarize the status of a ``targeted'' redshift survey aimed at establishing the properties of galaxies and their large scale distribution in the redshift range 2.5 < z < 3.5. At the time of this writing, we have obtained spectra of more than 400 galaxies in this redshift range, all identified using the ``Lyman break'' color-selection technique. We present some of the first results on the general clustering properties of the Lyman break galaxies. The galaxies are very strongly clustered, with co-moving correlation length similar to present-day galaxies, and they are evidently strongly biased relative to the mass distribution at these early epochs, which is consistent with hierarchical galaxy formation models if Lyman break galaxies trace the most massive halos at z ~ 3. Prospects for large surveys for galaxies beyond z ~ 4 are discussed.

연구 동기 및 목표

• 적색편이 z~3에서 은하의 대규모 군집 성질을 규명하기 위해.
• 우주의 초기 시기에 라이만 브레이크 은하(LBGs)의 공간 분포와 군집 강도를 규명하기 위해.
• 고적색편이에서 LBGs와 기초 어두운 물질 분포 사이의 편향 정도를 평가하기 위해.
• 관측된 군집화가 계층적 은하 형성 모델과 일치하는지 평가하기 위해.
• z~4를 초월하는 은하에 대한 향후 대규모 조사의 가능성 탐색하기 위해.

제안 방법

• 2.5 < z < 3.5 범위의 고적색편이 은하 후보를 식별하기 위해 라이만 브레이크 색상 선택 기법을 적용하였다.
• 적색편이를 확인하고 은하 성질을 측정하기 위해 표적적 스펙트로스코픽 적색편이 조사를 수행하였다.
• 운동적 상관 함수를 사용하여 LBG의 공간 군집화를 측정하였다.
• 계층적 구조 형성 모델의 예측과 관측된 군집화 진폭을 비교하였다.
• 은하 위치의 통계적 분석을 통해 질량 분포에 대한 상대적 편향을 추론하였다.
• 현재 및 향후 기구를 활용하여 이러한 조사의 z > 4 범위로의 확장을 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 z~3에서 라이만 브레이크 은하는 얼마나 강하게 군집화되어 있는가?
• RQ2 고적색편이에서 이들 은하는 기초 질량 분포에 비해 어느 정도 편향되어 있는가?
• RQ3 z~3에서 LBG의 군집 성질은 계층적 은하 형성 모델의 예측과 일치하는가?
• RQ4 z~3에서 LBG의 운동적 상관 길이는 국지 은하와 비교해 어떻게 되는가?
• RQ5 유사한 기법을 사용하여 z~4를 초월하는 은하들을 탐지하고 연구할 가능성은 무엇인가?

주요 결과

• z~3에서의 라이만 브레이크 은하는 현재의 은하들과 유사한 운동적 상관 길이를 가진 강력한 군집화를 보인다.
• 관측된 군집화는 z~3에서 LBG가 기초 질량 분포에 비해 강력히 편향되어 있음을 시사한다.
• 만약 LBG가 이 시기 가장 질량이 큰 어둠의 물질 헬로스를 따라간다면, 이 편향 정도는 계층적 은하 형성 모델과 일치한다.
• 결과는 LBG가 초기 우주의 가장 질량이 크고 과밀도 지역에 위치해 있음을 지지하는 해석을 가능하게 한다.
• 이 조사는 색상 선택과 스펙트로스코픽 후속 관측을 활용한 고적색편이 은하의 대규모 연구가 가능함을 보여준다.
• 결과는 유사한 방법론과 기구를 사용하여 z > 4의 은하를 향한 향후 조사의 기초를 제공한다.