[論文レビュー] Superclusters of galaxies from the 2dF redshift survey. II. Comparison with simulations

J. Einasto, M. Einasto+11 more|ArXiv.org|Apr 26, 2006

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 50被引用数 36

ひとこと要約

本研究では、2dF銀河赤方偏移サーベイ（2dFGRS）の超団の性質とミレニアム・シミュレーションのそれらを、密度場クラスタ数（多重度）を用いて超団の豊かさクラスに分類することで比較している。シミュレーションされた超団は幾何学的および動力学的性質において実際の超団とよく一致しているが、最大の超団の豊かさは実際のものより低く、実際の超団は最大60個のクラスタに達するのに対し、シミュレーションでは20個にとどまっている。

ABSTRACT

We investigate properties of superclusters of galaxies found on the basis of the 2dF Galaxy Redshift Survey, and compare them with properties of superclusters from the Millennium Simulation. We study the dependence of various characteristics of superclusters on their distance from the observer, on their total luminosity, and on their multiplicity. The multiplicity is defined by the number of Density Field (DF) clusters in superclusters. Using the multiplicity we divide superclusters into four richness classes: poor, medium, rich and extremely rich. We show that superclusters are asymmetrical and have multi-branching filamentary structure, with the degree of asymmetry and filamentarity being higher for the more luminous and richer superclusters. The comparison of real superclusters with Millennium superclusters shows that most properties of simulated superclusters agree very well with real data, the main differences being in the luminosity and multiplicity distributions.

研究の動機と目的

• 2dF銀河赤方偏移サーベイで特定された超団の形態的および動力学的性質を分析すること。
• 実際の超団の性質とミレニアム・シミュレーションのそれらを比較し、宇宙論的モデルを検証すること。
• 密度場（DF）クラスタ数（多重度）を用いて、4つの豊かさクラス（貧困、中程度、豊富、極めて豊富）に超団を分類すること。
• 超団の形状、非対称性、フィラメント構造が、明るさと多重度にどのように依存するかを調査すること。
• シミュレートされた超団が観測された大規模構造の特徴をどれほど正確に再現できるかを評価すること。

提案手法

• ペーパーIに基づく2dFGRS超団カタログを使用。これは銀河の赤方偏移と密度場解析に基づく。
• 各超団内の密度場（DF）クラスタ数を多重度として定義し、豊かさクラスを確立した。
• 幾何学的性質（最小・最大・有効直径、幾何学的および動力学的中心、それらのずれ）を測定した。
• 実際の超団とシミュレートされた超団の両方について、明るさ関数と多重度関数を計算した。
• 実データとミレニアム・シミュレーション出力の両方に同一の超団検出手順を適用し、直接比較を可能にした。
• 閾値密度法を用いて超団を定義し、その体積充填率とフィラメント構造を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 2dFGRSの実際の超団とミレニアム・シミュレーションのシミュレートされた超団との間で、幾何学的および動力学的性質にどのような差があるか。
• RQ2 実際の超団の明るさおよび多重度分布が、シミュレーションのそれとどの程度一致するか。
• RQ3 超団の非対称性およびフィラメント構造が、全明るさおよび多重度にどのように依存するか。
• RQ4 最も明るく、最も豊かな超団が、構造と密度の観点から実際のデータとシミュレートされた集団と整合性を持っているか。
• RQ5 観測された超団集団とシミュレートされた集団との主な違いは何か。特に、最大の豊かさと空間的広がりの観点から。

主な発見

• ミレニアム・シミュレーションからの超団は、直径比、中心のずれ、形状の非対称性といった幾何学的および動力学的性質において、実際の超団とよく一致している。
• 実際の超団は、特に豊かで明るい系において、より高い非対称性とフィラメント構造を示しており、非対称性の程度は多重度が高くなるほど増加する。
• 実際の超団の明るさ関数と多重度関数は、明るさの2桁分の範囲と空間密度の範囲をカバーしており、超団性質の連続的な範囲を示している。
• 2dFGRSにおける超団の最大多重度は60個のDFクラスタに達するが、シミュレートされた超団は最大で20個にとどまり、豊かさ分布の上尾部に顕著な乖離が生じている。
• 2dFGRSにおける超団の体積充填率は3.2–3.5%であり、低閾値密度を用いたシミュレーションで得られた6–7%より低い。これは検出感度の違いを示唆している。
• 豊かな超団はパーコレーションの結果物ではなく、豊かさが増加するにつれて平均および最大密度が連続的に増加する、明確に分離された種別である。