[论文解读] SDSS DR7 superclusters. The catalogues

Lauri Juhan Liivamägi, Elmo Tempel+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 9, 2010

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 44被引用 67

一句话总结

本论文基于SDSS DR7主样本和LRG星系样本，利用B3样条核平滑的光度密度场，构建了一个全面的超星系团目录。通过应用自适应局部阈值与固定全局阈值，作者生成了具有置信度的稳健、体积受限的超星系团样本，采用平滑自助法估计不确定性，表明观测到的和模拟的（Millennium）超星系团具有相似的结构特性，验证了该方法在宇宙距离范围内的可靠性。

ABSTRACT

We have constructed a set of supercluster catalogues for the galaxies from the SDSS survey main and luminous red galaxy (LRG) flux-limited samples. To delineate superclusters, we calculated luminosity density fields using the B3-spline kernel of the radius of 8 Mpc/h for the main sample and 16 Mpc/h for the LRG sample and define regions with densities over a selected threshold as superclusters, while utilising almost the whole volume of both samples. We created two types of catalogues, one with an adaptive local threshold and a set of catalogues with different global thresholds. We describe the supercluster catalogues and their general properties. Using smoothed bootstrap, we find uncertainty estimates for the density field and use these to attribute confidence levels to the catalogue objects. We have also created a test catalogue for the galaxies from the Millennium simulation to compare the simulated and observed superclusters and to clarify the methods we use. We find that the superclusters are well-defined systems, and the properties of the superclusters of the main and LRG samples are similar. We also show that with adaptive local thresholds we get a sample of superclusters, the properties of which do not depend on their distance from the observer. The Millennium galaxy catalogue superclusters are similar to those observed.

研究动机与目标

• 基于SDSS DR7主样本和LRG样本，创建一个体积受限、系统性的超星系团目录。
• 通过使用自适应局部阈值和光度加权密度场，最小化超星系团探测中的距离依赖性选择效应。
• 通过与Millennium模拟中的超星系团比较，验证超星系团探测方法的可靠性。
• 为大尺度结构的宇宙学研究提供一个公开可访问、文档齐全的目录。

提出的方法

• 使用半径为8 h⁻¹Mpc（主样本）和16 h⁻¹Mpc（LRG样本）的B3样条核构建光度密度场。
• 通过径向速度弥散和可见性加权光度函数，对星系进行距离和光度修正，以校正调查的星等极限。
• 使用自适应局部阈值定义超星系团，减少距离依赖性偏差，并实现体积受限样本。
• 应用固定全局阈值，生成多个目录，用于在不同密度水平下对比分析超星系团的性质。
• 通过平滑自助法重采样估计密度场的不确定性，为超星系团检测分配置信度水平。
• 使用相同算法将观测到的超星系团与Millennium模拟中提取的超星系团进行比较，以验证方法的可靠性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在流量受限的星系巡天中，如何可靠地勾勒出超星系团，同时最小化距离依赖的选择效应？
• RQ2 超星系团的性质（大小、数密度、形态）在多大程度上依赖于密度阈值的选择（自适应 vs. 全局）？
• RQ3 SDSS DR7样本中超星系团的结构特性是否与Millennium模拟中的一致？
• RQ4 自适应局部阈值能否生成在不同红移和巡天区域均稳健的体积受限超星系团样本？
• RQ5 边界效应和巡天几何形状（例如圆锥形）如何影响超星系团的完整性与检测可靠性？

主要发现

• 基于SDSS DR7主样本和LRG样本的超星系团目录显示出高度相似的结构特性，表明在不同星系类型间具有一致性。
• 自适应局部阈值成功生成了性质与观测者距离无关的超星系团样本，实现了真正的体积受限样本。
• 平滑自助法为超星系团检测提供了可靠的置信度水平，增强了目录的统计稳健性。
• 当使用相同算法处理时，Millennium模拟中的超星系团与观测到的SDSS数据中超星系团的性质几乎完全一致，验证了该方法的准确性。
• 尽管LRG样本更稀疏，但仍能捕获几乎全部超星系团内的星系，证实LRG能有效追踪宇宙网中最密集的区域。
• 尽管存在巡天边界效应，包含部分截断的超星系团（如Sloan大墙中的SCl 126）是合理的，因为它们仍是目前已知的最大结构。