[論文レビュー] Groups of galaxies in the SDSS Data Release 5. A group-finder and a catalogue

E. Tago, J. Einasto+5 more|ArXiv.org|Jun 12, 2007

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 47被引用数 52

ひとこと要約

本論文は、SDSS Data Release 5 を用いて、明るさ限界による調査選択効果を軽減するため、距離依存のリンク長を用いた改良型フレnds・オブ・フレンズ（FoF）法を用いて、17,143（赤道付近）および33,219（北半球）の銀河団の包括的なグループ検出アルゴリズムとカタログを提示する。主な貢献は、赤方偏移 z ≈ 0.12 までゆっくりと増加するが、それ以上ではわずかなSDSSの明るさ窓の狭さのため、団の中心部のコンパクトな核しか検出できなくなる、校正されたリンク長スケーリング則の確立であり、大規模構造の明るさ密度場を信頼性高く追跡可能にする。

ABSTRACT

We extract groups of galaxies from the SDSS Data Release 5 with the purpose of studying the supercluster-void network and environmental properties of groups therein. We use a modified friends-of-friends (FoF) method with adopted variable linking length in transverse and radial direction to eliminate selection effects and to find reliably as many groups as possible to track the supercluster network. We take into account various selection effects due to the use of a magnitude limited sample. To determine linking length scaling we study the luminosity-density relation in observed groups. We follow the changes in group sizes and mean galaxy number densities within groups when shifting nearby groups to larger distances. As a result we show that the linking length should be a slowly growing function with distance. Our final sample contains 17143 groups in the equatorial, and 33219 groups in the northern part of the DR5 survey with membership N_g >= 2. The group catalogue is available at our web-site http://www.obs.ee/~erik/index.html. Due to a narrow magnitude window in the SDSS the group catalogue based on this survey has been obtained by moderately growing linking length scaling law up to redshift z = 0.12. Above this redshift the scaling law turns down. In the redshift range z=0.12 - 0.2 only the cores are detected. Along with applying weights when calculating luminosities it is possible to use groups for determination of the large-scale luminosity-density field.

研究の動機と目的

• SDSS DR5調査からの代表的かつ完全な銀河団カタログを、明るさ限界によるサンプリング選択効果を最小限に抑えるために作成すること。
• フレンド・オブ・フレンズ（FoF）アルゴリズムにおけるリンク長スケーリングを校正し、赤方偏移にわたる一貫した団検出を維持すること。
• 明るさ密度場を介して、スーパーストロング・ボイドネットワークおよび団の環境的性質を正確に追跡すること。
• 宇宙論的研究のための大規模構造の研究に適した、公開可能で経験的に検証されたグループカタログを提供すること。

提案手法

• 明るさ限界調査における選択バイアスを低減するために、横方向（投影）および径方向（速度）に別々のリンク長を用いた改良型フレンズ・オブ・フレンズ（FoF）アルゴリズムを採用する。
• リンク長スケーリングは、観測された団を高赤方偏移にずらし、団のサイズおよび平均銀河数密度の変化を測定することで経験的に決定される。
• スケーリング則は、団で観測された明るさ密度関係に基づき、赤方偏移にわたる団の性質が一貫していることを保証する。
• リンク長は、z = 0.12 までゆっくりと増加する関数（アークタン関数に近い）としてモデル化され、それ以上ではSDSSの明るさ窓の狭さのため急激に減少する。
• 距離に応じたリンク長が適用され、赤方偏移に伴い増加することで、遠方における暗い銀河の可視性低下を補償する。
• 最終的なカタログは、少なくとも2個の銀河（N_g ≥ 2）を含むすべての団を含み、http://www.obs.ee/~erik/index.html で公開されている。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SDSS DR5 のような明るさ限界調査におけるフレンズ・オブ・フレンズ（FoF）アルゴリズムは、どのようにして選択効果を最小限に抑えるように適合できるか？
• RQ2 SDSS DR5 において、赤方偏移にわたる一貫した団検出を維持するためのFoFグループ検出における最適なリンク長スケーリング則は何か？
• RQ3 明るさ限界サンプリングのため、団が高赤方偏移にずらされた場合、サイズや銀河密度といった団の性質はどの程度変化するか？
• RQ4 なぜSDSS DR5調査では、z ≈ 0.12 を超えては拡張された団構造の検出が制限されるのか？
• RQ5 得られたグループカタログは、スーパーストロング・ボイドネットワークの大規模明るさ密度場を信頼性高くマッピングするために使用可能か？

主な発見

• リンク長スケーリング則は赤方偏移とともにゆっくりと増加し、アークタン関数に類似した関数に従い、z ≈ 0.12 まで有効であるが、それ以上ではSDSSの明るさ窓の狭さのため急激に減少する。
• z = 0.12 を超えると、明るさの低い銀河が調査の明るさ限界を下回るため、団のコンパクトで明るいコア部のみが検出可能となる。
• カタログには、SDSS DR5調査の赤道付近で17,143の団、北半球で33,219の団が含まれており、いずれも N_g ≥ 2 を満たす。
• 団で観測された明るさ密度関係は、遠方における団のサイズの増加が、暗い銀河の喪失によって相殺されることを確認しており、コア構造が保持されていることを示している。
• 校正されたリンク長スケーリングにより、赤方偏移範囲 z = 0 から z = 0.12 にわたる、多重関数、サイズ、および速度分散といった団の性質が一貫していることが保証される。
• 最終的なグループカタログは公開されており、調査ボリュームに対して代表的かつ完全であるように設計されており、大規模明るさ密度場の堅実な研究を可能にする。