[论文解读] Galaxies and Large Scale Structure at z~3

Charles C. Steidel, Kurt L. Adelberger+4 more|arXiv (Cornell University)|Apr 23, 1998

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用 4

一句话总结

本文报告了对红移 z~3 处莱曼断裂星系的定向红移调查结果，基于对超过400个通过颜色选择法选出的星系的光谱观测。研究发现，这些星系表现出强烈的聚类，其共动相关长度与现今星系相当，表明其相对于潜在质量分布存在显著偏移——这与星系在宇宙早期追踪最 massive 暗物质晕的分层星系形成模型一致。

ABSTRACT

We summarize the status of a ``targeted'' redshift survey aimed at establishing the properties of galaxies and their large scale distribution in the redshift range 2.5 < z < 3.5. At the time of this writing, we have obtained spectra of more than 400 galaxies in this redshift range, all identified using the ``Lyman break'' color-selection technique. We present some of the first results on the general clustering properties of the Lyman break galaxies. The galaxies are very strongly clustered, with co-moving correlation length similar to present-day galaxies, and they are evidently strongly biased relative to the mass distribution at these early epochs, which is consistent with hierarchical galaxy formation models if Lyman break galaxies trace the most massive halos at z ~ 3. Prospects for large surveys for galaxies beyond z ~ 4 are discussed.

研究动机与目标

• 表征红移 z~3 处星系的大尺度聚类特性。
• 确定早期宇宙中莱曼断裂星系（LBGs）的空间分布及其聚类强度。
• 评估 LBGs 与高红移下暗物质分布之间的偏移程度。
• 评估观测到的聚类特性与分层星系形成模型的一致性。
• 探索未来大尺度星系巡天在 z~4 以上的可行性。

提出的方法

• 采用莱曼断裂颜色选择技术识别候选高红移星系（2.5 < z < 3.5）。
• 开展定向光谱红移调查以确认红移并测量星系属性。
• 利用共动相关函数测量 LBGs 的空间聚类。
• 将观测到的聚类幅度与分层结构形成模型的预测进行比较。
• 通过星系位置的统计分析推断其相对于质量分布的偏移程度。
• 评估利用当前及未来仪器将此类调查扩展至 z > 4 的潜力。

实验结果

研究问题

• RQ1 莱曼断裂星系在 z~3 处的聚类强度如何？
• RQ2 在高红移下，这些星系相对于潜在质量分布的偏移程度有多大？
• RQ3 z~3 处 LBGs 的聚类特性是否与分层星系形成模型的预测一致？
• RQ4 与本地星系相比，z~3 处 LBGs 的共动相关长度是多少？
• RQ5 使用类似技术探测和研究 z > 4 星系的前景如何？

主要发现

• z~3 处的莱曼断裂星系表现出强烈的聚类，其共动相关长度与现今星系相当。
• 观测到的聚类表明，LBGs 在 z~3 时相对于潜在质量分布存在显著偏移。
• 若 LBGs 在此时期追踪最 massive 的暗物质晕，则其偏移程度与分层星系形成模型一致。
• 结果支持 LBGs 位于宇宙早期最 massive 且密度较高的区域的解释。
• 该调查展示了利用颜色选择与光谱后续观测开展高红移星系大尺度研究的可行性。
• 研究结果为未来采用类似方法与仪器针对 z > 4 星系的巡天提供了基础。