[論文レビュー] The Vimos VLT Deep Survey: Stellar mass segregation and large-scale galaxy environment in the redshift range 0.2<z<1.4

M. Scodeggio, D. Vergani+50 more|arXiv (Cornell University)|Mar 2, 2009

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 47被引用数 179

ひとこと要約

本研究では、VIMOS VLT Deep Survey (VVDS) を用いて、0.2 < z < 1.4 の赤方偏移範囲における銀河の星間質量および静止フレーム色の分離を分析している。高密度領域では強い星間質量分離が観測され、質量分離は時間経過に伴って安定している一方、色分離は直接的な環境的要因ではなく、本質的な質量相関に起因していることが示された。

ABSTRACT

Hierarchical models of galaxy formation predict that the properties of a dark matter halo depend on the large-scale environment surrounding the halo. As a result of this correlation, we expect massive haloes to be present in larger number in overdense regions than in underdense ones. Given that a correlation exists between a galaxy stellar mass and the hosting dark matter halo mass, the segregation in dark matter halo mass should then result in a segregation in the distribution of stellar mass in the galaxy population. In this work we study the distribution of galaxy stellar mass and rest-frame optical color as a function of the large-scale galaxy distribution using the VLT VIMOS Deep Survey sample, in order to verify the presence of segregation in the properties of the galaxy population. We use the VVDS redshift measurements and multi-band photometric data to derive estimates of the stellar mass, rest-frame optical color, and of the large-scale galaxy density, on a scale of approximately 8 Mpc, for a sample of 5619 galaxies in the redshift range 0.2<z<1.4. We observe a significant mass and optical color segregation over the whole redshift interval covered by our sample, such that the median value of the mass distribution is larger and the rest-frame optical color is redder in regions of high galaxy density. The amplitude of the mass segregation changes little with redshift, at least in the high stellar mass regime that we can uniformely sample over the 0.2<z<1.4 redshift interval. The color segregation, instead, decreases significantly for z>0.7. However, when we consider only galaxies in narrow bins of stellar mass, in order to exclude the effects of the stellar mass segregation on the galaxy properties, we do not observe any more any significant color segregation.

研究の動機と目的

• 本論文の目的は、銀河の星間質量および色の性質が大規模環境において分離しているかどうかを検証することである。
• このような分離が、ダークマターハロー質量の相関によって駆動されているのか、それとも直接的な環境プロセスによって駆動されているのかを調査することである。
• 本研究では、銀河の質量と環境の両方が銀河進化に果たす役割を解き明かすことにある。
• 観測された色分離が、質量分離の二次的効果であるのか、それとも直接的な環境的影響であるのかを検討することである。

提案手法

• 著者らは、VVDSの赤方偏移および多バンド光度データを用いて、5,619個の銀河の星間質量および静止フレームB-I色を推定している。
• 銀河の大規模密度は、3次元の適応的カーネル平滑化法を用いて約8 Mpcスケールで測定されている。
• 星間質量は、Chabrierの初期質量関数と合成星団モデルのライブラリを用いたSed適合により導出されている。
• 分析では、赤方偏移ビンごとに異なる密度四分位区間で銀河の性質（質量および色）を比較し、分離の程度を評価している。
• 色に対する環境的効果を分離するために、狭い星間質量ビンを用い、質量を一定に保った状態で色分離が残存するかどうかをテストしている。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 0.2 < z < 1.4 の範囲で、銀河の大規模環境において顕著な星間質量分離が観測されるか？
• RQ2 この赤方偏移範囲において、星間質量分離の強さは赤方偏移とともに変化するか？
• RQ3 高密度領域における観測された色分離は、直接的な環境的効果によるものか、それとも質量分離の結果であるか？
• RQ4 質量を一定に保った状態で、色分離を既知の色-星間質量関係で完全に説明できるか？
• RQ5 ハロー質量と環境の両者が銀河性質の相関に果たす相対的寄与はどの程度か？

主な発見

• 0.2 < z < 1.4 の赤方偏移範囲全域で顕著な星間質量分離が観測され、高密度領域では中央値の星間質量が高くなっている。
• 質量分離の振幅は赤方偏移に伴いほとんど一定であり、z=0.4からz=1.2の間で顕著な進化は認められない。
• 静止フレーム色の分離が観測され、高密度領域の銀河は系統的に赤くなっている。
• 狭い星間質量ビンに制限した場合、大規模環境に応じた顕著な色分離は観測されなかった。
• したがって、観測された色分離は、本質的な星間質量分離および色-質量関係に起因する二次的効果であると考えられる。
• 結果から、銀河の性質に及ぼす多くの観測された環境的効果は、銀河の星間質量とダークマターハロー質量の相関を通じて間接的に駆動されているという仮説が支持される。