[论文解读] Superclusters of galaxies from the 2dF redshift survey. II. Comparison with simulations

J. Einasto, M. Einasto+11 more|ArXiv.org|Apr 26, 2006

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 50被引用 36

一句话总结

本研究将2dF星系红移巡天（2dFGRS）中的超星系团特性与Millennium模拟结果进行比较，采用聚类数（密度场聚类数量）对超星系团进行丰度分类。结果表明，模拟生成的超星系团在几何与动力学特性上与真实超星系团高度一致，但模拟样本低估了最大超星系团的丰度，真实超星系团的聚类数可达60个，而模拟中仅为20个。

ABSTRACT

We investigate properties of superclusters of galaxies found on the basis of the 2dF Galaxy Redshift Survey, and compare them with properties of superclusters from the Millennium Simulation. We study the dependence of various characteristics of superclusters on their distance from the observer, on their total luminosity, and on their multiplicity. The multiplicity is defined by the number of Density Field (DF) clusters in superclusters. Using the multiplicity we divide superclusters into four richness classes: poor, medium, rich and extremely rich. We show that superclusters are asymmetrical and have multi-branching filamentary structure, with the degree of asymmetry and filamentarity being higher for the more luminous and richer superclusters. The comparison of real superclusters with Millennium superclusters shows that most properties of simulated superclusters agree very well with real data, the main differences being in the luminosity and multiplicity distributions.

研究动机与目标

• 分析2dF星系红移巡天中识别出的超星系团的形态与动力学特性。
• 将真实超星系团特性与Millennium模拟结果进行比较，以检验宇宙学模型。
• 基于多重性（密度场聚类数量）将超星系团划分为四类丰度等级：贫乏、中等、丰富与极丰富。
• 研究超星系团的形状、非对称性与丝状结构如何随总光度与多重性变化。
• 评估模拟生成的超星系团在再现观测到的大尺度结构特征方面的保真度。

提出的方法

• 使用论文I中基于星系红移与密度场分析生成的2dFGRS超星系团星表。
• 将超星系团的多重性定义为每个超星系团内密度场（DF）聚类的数量，以建立丰度等级分类。
• 测量几何特性：最小直径、最大直径与有效直径；几何中心与动力学中心及其偏移量。
• 计算真实与模拟超星系团的光度函数与多重性函数。
• 对真实数据与Millennium模拟输出采用相同的超星系团搜寻方法，实现直接对比。
• 采用阈值密度法定义超星系团，并评估其填充因子与丝状结构特征。

实验结果

研究问题

• RQ1 2dFGRS中真实超星系团的几何与动力学特性与Millennium模拟中生成的超星系团相比如何？
• RQ2 真实超星系团的光度与多重性分布在多大程度上与模拟结果一致？
• RQ3 超星系团的非对称性与丝状结构如何随其总光度与多重性变化？
• RQ4 真实数据中最为明亮与最丰富的超星系团在结构与密度方面是否与模拟群体一致？
• RQ5 观测到的超星系团群体与模拟群体之间存在哪些关键差异，特别是在最大丰度与空间范围方面？

主要发现

• Millennium模拟生成的超星系团在几何与动力学特性（如直径比、中心偏移量与形状非对称性）方面与真实超星系团高度一致。
• 真实超星系团表现出更高的非对称性与丝状结构，尤其在更丰富、更明亮的系统中，且非对称性程度随多重性增加而上升。
• 真实超星系团的光度函数与多重性函数在光度与空间密度上跨越了两个数量级，表明超星系团特性具有连续分布特征。
• 2dFGRS中最大多重性可达60个DF聚类，而模拟中仅达20个，表明在丰度分布的上尾部分存在显著差异。
• 2dFGRS中超星系团的体积填充因子为3.2–3.5%，低于使用较低阈值密度时模拟中测得的6–7%，暗示检测灵敏度存在差异。
• 丰富超星系团并非渗透效应的产物，而是具有独立类别的系统，其平均密度与最大密度随丰度增加而持续上升。