[论文解读] 2dFGRS and SDSS Galaxy Group Density Profiles

Eugenia Díaz-Giménez, Ariel Zandivarez+2 more|Apr 20, 2005

Impact of Light on Environment and Health被引用 16

一句话总结

本研究分析了来自2dFGRS和SDSS巡天的星系群的投影和三维星系密度分布，使用加权合成样本以最小化选择偏差。结果表明，广义King分布最适合描述所有光谱类型在二维和三维中的观测星系密度分布，且三维中的形态分离比二维更强；而NFW分布无法准确描述由明亮物质追踪的内核区域。

ABSTRACT

We have analysed the distribution of galaxies in groups identified in the largest redshift surveys at the present: the final release of the 2dF Galaxy Redshift Survey and the first release of the Sloan Digital Sky Survey. Our work comprises the study of the galaxy density profiles and the fraction of galaxies per spectral type as a function of the group-centric distance. We have calculated the projected galaxy density profiles of galaxy groups using composite samples in order to increase the statistical significance of the results. Special cares have been taken in order to avoid possible biases in the group identification and the construction of the projected galaxy density profile estimator. The results show that the projected galaxy density profiles obtained for both redshift surveys are in agreement with a projected Navarro, Frenk & White predictions in the range $0.15< r/r_{200} < 1$, whereas a good fit for the measured profiles in the whole range of $r/r_{200}$ is given by a projected King profile. We have adopted a generalized King profile to fit the measured projected density profiles per spectral type. In order to infer the 3-D galaxy density profiles, we deproject the 2-D density profiles using a deprojection method similar to the developed by Allen & Fabian. From 2-D and 3-D galaxy density profiles we have estimated the corresponding galaxy fractions per spectral type. The 2-D fraction of galaxies computed using the projected profiles show a similar segregation of galaxy spectral types as the obtained by Dom\'ınguez et al. for groups in the early data release of the 2dF Galaxy Redshift Survey. As expected, the trends obtained for the 3-D galaxy fractions show steeper slopes than the observed in the 2-D fractions.

研究动机与目标

• 利用大红移巡天数据，确定不同光谱类型星系群的投影和三维星系群密度分布。
• 评估分析模型（特别是NFW和King分布）在2dFGRS和SDSS观测数据下的有效性。
• 通过将二维密度分布反投影，从观测到的二维星系分数中推断内在的三维形态分离（MS）。
• 通过精确的密度和分数分布，为半分析星系形成模型提供校准的观测约束。
• 通过使用星等受限、完备性校正的合成样本，最小化星系群识别和密度分布估计中的偏差。

提出的方法

• 使用$r_{200}$作为归一化尺度，从2dFGRS和SDSS构建合成星系群样本，以增强统计显著性。
• 应用一种加权星系数估计器，校正星等极限和红移完备性，并在N体模拟星历中验证其有效性。
• 使用广义King分布拟合投影星系密度分布，以建模与光谱类型相关的分布。
• 采用类似于Allen & Fabian (1997)的方法，将二维密度分布反投影为三维分布，适用于星系数密度。
• 分别从反投影后的三维分布和投影后的二维分布中计算各光谱类型的二维和三维星系分数。
• 通过使用其他归一化尺度（如virial半径、均方根分离）重新归一化，测试结果的稳健性，确认得到一致的$\beta_{\text{new}}$和$c_{\text{new}}$参数。

实验结果

研究问题

• RQ1 NFW分布是否能准确描述2dFGRS和SDSS中星系群的投影星系密度分布？
• RQ2 星系密度分布如何随光谱类型变化？二维和三维中的形态分离程度如何？
• RQ3 星系群内核区域与NFW分布的偏离程度如何？这种偏离是由于观测偏差还是内在结构所致？
• RQ4 能否通过反投影技术可靠地从二维投影分布推断三维星系密度分布？
• RQ5 各光谱类型的二维和三维星系分数如何比较？这对内在形态分离意味着什么？

主要发现

• 2dFGRS和SDSS的投影星系密度分布均在全范围$0.03 < r/r_{200} < 1$内最佳拟合广义King分布，表现出核心结构特征。
• NFW分布无法准确描述内区（$r/r_{200} < 0.15$）的数据，表明明亮物质分布并不遵循暗物质的分布，尤其在星系群核心区域。
• 三维星系分数的梯度比二维分数更陡，证实形态分离在三维中更为显著。
• 直接从反投影分布计算的二维和三维星系分数，与从广义King分布拟合中解析推导出的分数高度一致。
• 在使用其他归一化尺度（如virial半径）重新归一化后，结果依然稳健，得到一致的$\beta_{\text{new}}$和$c_{\text{new}}$参数，证实从$r/r_{200} > 0.03$起的分布可靠性。
• 观测到的投影密度分布中的核心是星系群的内在属性，而非测量偏差所致，这一点已通过最小间距和平均星系尺寸的约束得到确认。