[论文解读] Galaxy Number Counts

Ana Campos|arXiv (Cornell University)|Oct 9, 1995

Astronomy and Astrophysical Research被引用 4

一句话总结

本文研究星系数目计数作为探测宇宙演化并约束减速参数 $q_0$ 的工具。通过结合尘埃消光的光度演化模型，发现当 $q_0 = 0.05$ 时，能很好地拟合深场计数和红移分布；而闭合宇宙（$q_0 = 0.5$）则需要额外的黯淡矮星系族群才能与观测一致。

ABSTRACT

In these Lectures Notes I re-visit the problem of the deep number counts as a viable method to (1) study the evolution of the galaxy population in the past and (2) determine the value of the deceleration parameter $q_0$. After a brief description of the basic concepts needed to model the counts, we show that simple luminosity evolution models which incorporate dust are able to provide reasonable fits to both the deep counts and the redshift distribution of faint field galaxies if $q_0=0.05$. In order to fit the counts in a {\it closed} ($q_0=0.5$) Universe, we include a population of fading dwarfs, more numerous in the past, based on current ideas to understand the nature of dwarf galaxies.

研究动机与目标

• 评估星系数目计数作为探测宇宙演化和减速参数 $q_0$ 的工具。
• 检验包含尘埃的光度演化模型是否能重现观测到的深场星系计数和红移分布。
• 确定在引入额外星系族群模型的情况下，闭合宇宙（$q_0 = 0.5$）是否能与观测数据相容。
• 评估黯淡矮星系在高密度宇宙学模型中解释暗弱星系数目的作用。

提出的方法

• 构建结合尘埃消光的光度演化模型，以模拟不同红移下的星系数。
• 利用深场巡天的观测数据，将模型预测的计数与实测数据进行比较。
• 引入一个黯淡矮星系族群，以改善闭合宇宙（$q_0 = 0.5$）情形下的拟合效果。
• 将模型预测与暗弱场星系的观测红移分布进行对比。
• 采用不同 $q_0$ 值的宇宙学框架，评估其与深场计数和红移数据的一致性。
• 应用标准宇宙学距离和体积计算，将观测到的计数与潜在的星体光度函数联系起来。

实验结果

研究问题

• RQ1 包含尘埃的光度演化模型能否解释观测到的深场星系数目计数和红移分布？
• RQ2 减速参数 $q_0$ 的哪个值最能拟合星系计数和红移分布的综合数据？
• RQ3 闭合宇宙（$q_0 = 0.5$）是否与深场星系数一致？若不一致，则需要何种额外星系族群？
• RQ4 黯淡矮星系如何影响高密度宇宙学模型中对深场星系数的拟合？
• RQ5 深场星系数对星系族群随宇宙时间演化施加了何种限制？

主要发现

• 当 $q_0 = 0.05$ 时，仅包含尘埃的简单光度演化模型能很好地拟合深场星系数目计数和红移分布。
• 对于 $q_0 = 0.5$ 的闭合宇宙，若不引入额外的黯淡矮星系族群，标准光度演化模型无法与观测一致。
• 在 $q_0 = 0.5$ 宇宙学模型中，若假设过去存在更多数量的黯淡矮星系，可显著改善对深场计数的拟合。
• 包含 $q_0 = 0.05$ 和尘埃消光的模型能成功重现观测到的暗弱星系数和红移分布，而无需引入特殊星系族群。
• 结果表明 $q_0 = 0.05$ 与当前深场巡天数据一致，而更高的 $q_0$ 值则需要对星系族群模型进行修正。
• 本研究证明星系数目计数是约束宇宙学参数和探测星系演化的一种可行方法。