[논문 리뷰] Revisiting HOD model assumptions: the impact of AGN feedback and assembly bias

Nuala McCullagh, P. Norberg외 4명|arXiv (Cornell University)|2017. 05. 01.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 4인용 수 10

한 줄 요약

이 논문은 반도체 분석 은하 시뮬레이션에서 AGN 피드백과 집합 편향이 헬름 오너십 분포(HOD) 모델에 미치는 영향을 조사한다. 표준 HOD 모델이 AGN 피드백에 의해 유도되는 비단조화적인 은하 등급-은하단 질량 관계를 포착하지 못함을 보여주며, 특히 등급 임계치 샘플에서 그러한 문제가 두드러진다. 또한, 대규모 구조의 군집화가 동일한 경우에도 빈도 확률 함수(VPF)가 HOD 형태의 차이를 식별할 수 있음을 보이며, 이는 VPF가 군집화 외의 HOD 모델 타당성 진단 도구로 기능할 수 있음을 시사한다.

ABSTRACT

The standard Halo Occupation Distribution (HOD) models were originally developed based on results from semi-analytic and hydrodynamical galaxy formation models. Those models have since progressed, in particular to include AGN feedback to match the galaxy luminosity function in a universe with the observed baryon fraction. AGN feedback affects the relationship between galaxy stellar mass and luminosity, in particular making the relationship non-monotonic. For matched number density samples, galaxies in luminosity-threshold samples occupy a different range of halo masses from those in stellar-mass-threshold samples. We find that the shapes of the HODs of luminosity-threshold samples are slightly more complicated in semi-analytic galaxy formation models that include AGN feedback than are assumed by standard HOD models. We also find that subhalo abundance matching (SHAM) does not preserve these non-standard shapes. We show that catalogues created using SHAM and the semi-analytic model Galform that have the same large-scale 2-point clustering by construction have different void probability functions (VPFs) in both real and redshift space. We find that these differences arise from the different HOD shapes, as opposed to assembly bias, which indicates that the VPF could be used to test the suitability of an HOD model with real data.

연구 동기 및 목표

• 표준 5매개수 HOD 모델이 AGN 피드백을 포함한 반도체 분석 모델에서 은하 점유를 정확히 기술하는지 평가하기 위해.
• AGN 피드백이 은하 등급, 항성 질량, 은하단 질량 간의 관계를 어떻게 변화시켜 비단조화적인 의존성을 유도하는지 조사하기 위해.
• 서브은하단 질량 매칭(SHAM)이 반도체 분석 모델에서 유도된 비표준 HOD 형태를 유지하는지 확인하기 위해.
• 대규모 구조 군집화가 동일한 조건에서 HOD 형태의 차이를 VPF가 감지할 수 있는지 평가하기 위해.
• 모델 간 군집화 차이의 주요 원인이 집합 편향인지 HOD 형태의 차이인지 확인하기 위해.

제안 방법

• AGN 피드백을 포함한 galform 및 l-galaxies 반도체 분석 은하 형성 모델을 사용하여 은하 카탈로그를 생성하였다.
• 표준 HOD 기능 형태에서의 이탈 여부를 평가하기 위해 등급 임계치 및 항성 질량 임계치 샘플의 HOD를 비교하였다.
• 대규모 구조 군집화는 유지하면서 HOD 형태를 변경시키는 대안 카탈로그를 생성하기 위해 서브은하단 질량 매칭(SHAM)을 적용하였다.
• 동일한 은하단 질량 밴드 내에서 은하를 무작위로 재할당하여 HOD 형태와 집합 편향을 분리하기 위해 은하단 질량 재배치를 수행하였다.
• 실공간 및 적색이동 공간에서의 투영된 상관 함수와 빈도 확률 함수(VPF)를 계산하여 군집 성질을 비교하였다.
• 은하단 질량 재배치 후 재배치된 샘플과 재배치되지 않은 샘플 간의 VPF 통계적 비교를 통해 HOD 형태의 영향을 집합 편향에서 분리하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 반도체 분석 모델에서 AGN 피드백 효과가 등급 임계치 샘플의 표준 HOD 가정에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 등급 임계치 샘플의 HOD 형태가 표준 5매개수 HOD 모델에서 얼마나 벗어나는가?
• RQ3 서브은하단 질량 매칭(SHAM)은 AGN 피드백이 포함된 반도체 분석 모델에서 유도된 비표준 HOD 형태를 유지하는가?
• RQ4 대규모 구조 군집화가 동일한 조건에서 VPF가 HOD 형태의 차이를 감지할 수 있는가?
• RQ5 모델 간 관측된 VPF 차이의 원인이 HOD 형태인지 집합 편향인지이며, VPF는 HOD 모델 타당성 진단 도구로 기능할 수 있는가?

주요 결과

• 표준 5매개수 HOD 모델은 AGN 피드백이 포함된 반도체 분석 모델에서 유도된 등급 임계치 샘플의 평균 은하 점유를 기술하지 못하며, 이는 비단조화적인 등급-은하단 질량 관계 때문이 다.
• galform과 l-galaxies의 등급 임계치 샘플은 대규모 구조 군집화가 일치하더라도 표준 HOD 모델이 가정하는 것보다 더 복잡한 HOD 형태를 나타낸다.
• 대규모 구조 군집화는 유지하나 비표준 HOD 형태는 유지하지 못하는 서브은하단 질량 매칭(SHAM)이 반도체 분석 모델의 비표준 HOD 형태를 유지하지 못한다.
• 은하단 질량 재배치를 통해 집합 편향을 제거한 후에도 VPF는 SHAM와 galform 카탈로그 간에 지속적인 차이를 보인다.
• 재배치 후에도 VPF의 차이가 지속됨을 통해 이는 HOD 형태의 차이에서 기인하며, 집합 편향이 아닌 것을 확인하였으며, 이는 VPF가 HOD 모델 적합성의 탐지 도구로 기능할 수 있음을 시사한다.
• 평균 점유 수가 0.1 이하인 HOD의 특징은 은하단 질량 함수의 급격한 기울기 때문에 수밀도와 편향에 큰 영향을 미치며, 이는 저점유 영역의 중요성을 강조한다.