[论文解读] The 3-D clustering of radio galaxies in the TONS survey

Kate Brand, Steve Rawlings+2 more|CERN Bulletin|Dec 9, 2004

Scientific Research and Discoveries被引用 11

一句话总结

本研究利用完整的、流量限幅的TONS巡天，首次对低光度（主要为FRI型）射电星系进行了直接的三维空间聚类测量，该巡天覆盖165 deg²，包含268个光谱红移。相关长度测量为 r₀(z) = 8.7 ± 1.6 Mpc（h = 0.7），演化至 z = 0 时为 r₀(0) = 11.0 ± 2.0 Mpc，与宿主星系（≈2.5L⋆ 椭圆星系）的聚类一致，表明其额外偏置可忽略，仅由宿主星系性质所预期。

ABSTRACT

We present a clustering analysis of the Texas-Oxford NVSS Structure (TONS) radio galaxy redshift survey. This complete flux-limited survey consists of 268 radio galaxies with spectroscopic redshifts in three separate regions of the sky covering a total of 165 deg^2. By going to faint radio flux densities (s_1.4>3 mJy) but imposing relatively bright optical limits (E R 19.5), the TONS sample is optimised for looking at the clustering properties of low luminosity radio galaxies in a region of moderate (0 < z < 0.5) redshifts. We use the two point correlation function to determine the clustering strength of the combined TONS08 and TONS12 sub-samples and find a clustering strength of r_0(z)=8.7+/-1.6 Mpc (h=0.7). If we assume growth of structure by linear theory and that the median redshift is 0.3, this corresponds to r_0(0)=11.0+/-2.0 Mpc which is consistent with the clustering strength of the underlying host galaxies (~ 2.5 Lstar ellipticals) of the TONS radio galaxy population.

研究动机与目标

• 测量TONS巡天中低光度射电星系的三维空间聚类，以评估其相对于暗物质的偏置。
• 确定FRI型射电星系中低与高射电流量密度子样本的聚类强度是否存在差异。
• 研究大尺度结构（超结构）对射电星系巡天中两点相关函数测量的影响。
• 通过建模预期的红移分布，校正因过密区域（如红移尖峰）引起的巡 survey 偏倚。
• 将TONS射电星系的聚类幅度与本地宇宙及更高红移类似星系群体的聚类幅度进行比较。

提出的方法

• 使用Landy & Szalay估计器对TONS08与TONS12子样本的合并数据计算两点相关函数。
• 基于光学星等和射电流量密度限值，构建模型红移分布，以校正大尺度结构的过密区域。
• 应用线性理论，假设 h = 0.7 且结构增长遵循线性微扰理论，将测得的聚类长度 r₀(z) 演化至 z = 0。
• 在全局区域及超结构区域分析聚类信号，以检验幂律拟合的有效性。
• 识别红移尖峰（指示超结构过密区域），并量化其对聚类测量的影响。
• 通过将观测到的 r₀(0) 与 2.5L⋆ 椭圆星系的理论预期进行比较，估算射电星系群体的偏置。

实验结果

研究问题

• RQ1 在 z ≈ 0.3 时，TONS巡天中低光度射电星系的本征三维聚类强度是多少？
• RQ2 FRI型射电星系的聚类与它们的宿主星系（≈2.5L⋆ 椭圆星系）的聚类相比如何？
• RQ3 大尺度结构（如超星系团）在多大程度上扭曲了射电星系巡天中的两点相关函数？
• RQ4 在不受超结构过密影响的区域，两点相关函数是否能良好地用幂律近似？
• RQ5 低光度射电星系在低与高射电流量密度子样本中的聚类幅度是否存在显著差异？

主要发现

• 对TONS08与TONS12子样本合并数据的测量结果为：在中值红移 z ≈ 0.3 时，相关长度为 r₀(z) = 8.7 ± 1.6 Mpc（h = 0.7）。
• 经线性结构增长校正后，z = 0 时的聚类长度为 r₀(0) = 11.0 ± 2.0 Mpc，与 2.5L⋆ 椭圆星系的聚类一致。
• 低与高射电流量密度子样本之间的聚类强度无显著差异，表明其大尺度偏置相似。
• 红移尖峰（指示超结构过密区域）在 z ≈ 0.3 的射电星系红移巡天中是常见现象，若未校正，会偏差聚类测量结果。
• 两点相关函数的幂律近似仅在超结构区域之外有效；在受大尺度过密主导的巡天中，该近似失效。
• 观测到的聚类幅度表明偏置 b = 1.3 ± 0.3，与 2.5L⋆ 椭圆星系宿主的预期偏置一致，表明射电激发机制未引入额外偏置。