[论文解读] Groups of galaxies in the SDSS Data Release 5. A group-finder and a catalogue

E. Tago, J. Einasto+5 more|ArXiv.org|Jun 12, 2007

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 47被引用 52

一句话总结

该论文提出了一种全面的星系群搜寻算法，并基于SDSS数据发布5（SDSS DR5）的星系群目录，利用改进的“朋友-朋友”（FoF）方法，结合与距离相关的链接长度，对赤道区域的17,143个和北天区域的33,219个星系群进行了识别。该方法通过缓解视星等受限的巡天选择效应，显著提升了群体检测的可靠性。其关键贡献在于校准了链接长度的标定规律，该规律随红移缓慢增长，至 z ≈ 0.12 时趋于稳定，此后仅能探测到紧凑的星系群核心，这是由于SDSS视星等窗口较窄所致。该规律使得大尺度光度密度场能够被可靠追踪。

ABSTRACT

We extract groups of galaxies from the SDSS Data Release 5 with the purpose of studying the supercluster-void network and environmental properties of groups therein. We use a modified friends-of-friends (FoF) method with adopted variable linking length in transverse and radial direction to eliminate selection effects and to find reliably as many groups as possible to track the supercluster network. We take into account various selection effects due to the use of a magnitude limited sample. To determine linking length scaling we study the luminosity-density relation in observed groups. We follow the changes in group sizes and mean galaxy number densities within groups when shifting nearby groups to larger distances. As a result we show that the linking length should be a slowly growing function with distance. Our final sample contains 17143 groups in the equatorial, and 33219 groups in the northern part of the DR5 survey with membership N_g >= 2. The group catalogue is available at our web-site http://www.obs.ee/~erik/index.html. Due to a narrow magnitude window in the SDSS the group catalogue based on this survey has been obtained by moderately growing linking length scaling law up to redshift z = 0.12. Above this redshift the scaling law turns down. In the redshift range z=0.12 - 0.2 only the cores are detected. Along with applying weights when calculating luminosities it is possible to use groups for determination of the large-scale luminosity-density field.

研究动机与目标

• 从SDSS DR5巡天中创建一个具有代表性且完整的星系群目录，最大限度减少视星等受限采样带来的选择效应。
• 校准朋友-朋友（FoF）算法中的链接长度标度，以确保在不同红移下群体检测的一致性。
• 通过光度密度场实现对超星系团-空洞网络及群体环境特性的精确追踪。
• 为宇宙学中大尺度结构的研究提供一个公开可获取、基于实证验证的星系群目录。

提出的方法

• 采用改进的‘朋友-朋友’（FoF）算法，分别在横向（投影）和径向（速度）方向使用不同的链接长度，以减少视星等受限巡天中的选择偏差。
• 通过将观测到的星系群向更高红移移动，并测量群体大小和平均星系数密度的变化，经验确定链接长度的标度。
• 该标度规律基于群体内观测到的光度-密度关系，确保群体属性在不同红移下保持一致。
• 链接长度被建模为随红移缓慢增长的函数（趋近反正切函数），在 z = 0.12 以内有效，此后因SDSS视星等窗口狭窄而急剧下降。
• 该算法采用与距离相关的链接长度，随红移增加而增大，以补偿遥远距离处暗淡星系可见度下降的问题。
• 最终目录包含所有至少包含两个星系（N_g ≥ 2）的群体，且已公开发布于 http://www.obs.ee/~erik/index.html。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何将‘朋友-朋友’（FoF）算法进行调整，以最小化SDSS DR5等视星等受限星系巡天中的选择效应？
• RQ2 在SDSS DR5中，FoF群体搜寻的链接长度最优标度规律是什么，才能在不同红移下保持一致的群体检测？
• RQ3 由于视星等受限采样，当星系群被移至更高红移时，其群体属性（如大小和星系密度）会如何变化？
• RQ4 为何在SDSS DR5巡天中，z ≈ 0.12 以上区域的扩展星系群结构检测受到限制？
• RQ5 所生成的星系群目录能否可靠地用于绘制超星系团-空洞网络的大尺度光度密度场？

主要发现

• 链接长度标度规律随红移缓慢增长，呈类似反正切函数的形态，且在 z ≈ 0.12 以内保持有效，此后因SDSS视星等窗口狭窄而急剧下降。
• 在 z = 0.12 以上，仅能探测到星系群的紧凑、明亮核心，因为更暗淡的星系已低于巡天的视星等极限。
• 星系群目录包含赤道区域17,143个群体和北天区域33,219个群体，所有群体均满足 N_g ≥ 2 的条件。
• 群体内观测到的光度-密度关系表明，随着距离增大导致群体尺寸增加，但暗淡星系的丢失恰好补偿了这一效应，从而保持了核心结构的稳定。
• 经校准的链接长度标度确保了在 z = 0 至 z = 0.12 的红移范围内，群体属性（如多重函数、大小和速度弥散）保持一致。
• 最终的星系群目录已公开发布，且设计为对巡天体积具有代表性与完整性，可支持对大尺度光度密度场的稳健研究。