[論文レビュー] The ESO Slice Project (ESP) galaxy redshift survey: II. The luminosity function and mean galaxy density

S. Maurogordato, Zamorani, G.+17 more|arXiv (Cornell University)|May 13, 1997

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 9

ひとこと要約

本論文は、南銀極付近の23平方度にわたるほぼ完全な赤方偏移調査であるESOスライスプロジェクト（ESP）から得られた全光度関数および平均銀河密度を提示する。この調査では、b_J=19.4の限 magnitude に達する3,342個の銀河を対象としている。これまでの調査と比較して、明るさの小さい端（faint-end）の勾配が急峻であり、全光度関数はSchechter関数で最もよく適合され、M > -17の領域で顕著な急峻化が見られる。また、z ~ 0.1に過密度が、140 Mpc以内に低密度領域が存在することが判明し、b_J < 17の範囲でユークリッド斜度よりも急な傾きが観測されるのを説明する要因となっている。

ABSTRACT

(Abridged) The ESO Slice Project (ESP) is a galaxy redshift survey we have completed as an ESO Key-Project over ~23 square degrees, in a region near the South Galactic Pole. The survey is nearly complete to the limiting magnitude b_J=19.4 and consists of 3342 galaxies with reliable redshift determination. The ESP survey is intermediate between shallow, wide angle samples and very deep, one-dimensional pencil beams: spanning a volume of ~ 5 x 10^4 Mpc^3 at the sensitivity peak (z ~ 0.1), it provides an accurate determination of the "local" luminosity function and the mean galaxy density. We find that, although a Schechter function is an acceptable representation of the luminosity function over the entire range of magnitudes (M &lt; -12.4), our data suggest the presence of a steepening of the luminosity function for M &gt; -17. The amplitude and the alpha and M^* parameters of our luminosity function are in good agreement with those of the AUTOFIB redshift survey (Ellis et al. 1996). Viceversa, our amplitude is significantly higher, by a factor ~ 1.6 at M ~ M^*, than that found for both the Stromlo-APM (Loveday et al. 1992) and the Las Campanas (Lin et al. 1996) redshift surveys. Also the faint end slope of our luminosity function is significantly steeper than that found in these two surveys. Large over- and under- densities are clearly seen in our data. In particular, we find evidence for a "local" underdensity (for D &lt; 140 Mpc) and a significant overdensity at z ~ 0.1. When these radial density variations are taken into account, our derived luminosity function reproduces very well the observed counts for b_J &lt; 19.4, including the steeper than Euclidean slope for b_J &lt; 17.

研究の動機と目的

• 深く広い領域の銀河赤方偏移調査を用いて、局所の全光度関数および平均銀河密度を決定すること。
• 大規模構造の密度非一様性を考慮することで、銀河数の傾きに関する矛盾を解消すること。
• AUTOFIB、Stromlo-APM、Las Campanasなどの他の主要な調査と比較して、全光度関数のパラメータを評価すること。
• 径方向密度の変動が観測された銀河数および全光度関数の形状に与える影響を評価すること。
• 局所宇宙における銀河全光度関数の堅牢な、体積制限付きの測定を提供すること。

提案手法

• ESOスライスプロジェクト（ESP）は、南銀極付近の23平方度の領域で、b_J=19.4の限 magnitude に達する赤方偏移調査を実施した。
• 3,342個の銀河の赤方偏移が測定され、高い完全性と信頼性が確保された。
• 選択効果および径方向密度の変動を補正した上で、1/Vmax法を用いて全光度関数が導出された。
• パラメータM*、alpha、および振幅を特定するために、データはSchechter関数にフィットされた。
• 低密度領域（D < 140 Mpc）および過密度領域（z ~ 0.1）を考慮して、径方向密度の揺らぎをモデル化し、観測された数との整合性を高めた。
• b_J < 19.4の範囲における観測された銀河数を、理論的予測（b_J < 17の範囲でユークリッド斜度よりも急な傾きを含む）と比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ESP調査によって測定された局所宇宙における銀河全光度関数の形状はどのようなものか？
• RQ2 ESP調査の全光度関数パラメータ（M*、alpha、振幅）は、他の主要な赤方偏移調査（AUTOFIB、Stromlo-APM、Las Campanas）と比較してどう異なるか？
• RQ3 大規模構造の密度非一様性が、観測された銀河数および全光度関数に与える影響は何か？
• RQ4 なぜb_J < 17の範囲で観測された銀河数の傾きがユークリッド予想を上回るのか？これは調査の幾何学的配置および密度の揺らぎによって説明可能か？
• RQ5 全光度関数は明るさが小さい領域（M > -17）で顕著な急峻化を示すのか？これは銀河集団モデルにどのような含意をもたらすか？

主な発見

• ESP調査から得られた全光度関数は、Schechter関数でよく記述されており、M = -17よりも明るさが小さい領域で顕著な急峻化が見られる。
• 全光度関数の明るさの小さい端の勾配（alpha）は、Stromlo-APMおよびLas Campanas調査で得られた値よりも顕著に急峻である。
• M*における全光度関数の振幅は、Stromlo-APMおよびLas Campanas調査の約1.6倍高い。
• 調査では、140 Mpc以内に局所的な低密度領域と、赤方偏移z ~ 0.1に顕著な過密度領域が存在することが判明し、これらは観測された数と理論的期待値の整合性を保つ上で重要である。
• 径方向密度の変動を考慮に入れると、導出された全光度関数は、b_J < 17の範囲でユークリッド斜度よりも急な傾きを示す観測された銀河数を正確に再現する。
• ESPの全光度関数パラメータは、AUTOFIB調査の結果と良好に一致しており、独立した深さの調査間で一貫性があることを支持する。