[论文解读] The evolution of clustering length, large-scale bias and host halo mass at 2

A. Durkalec, O. Le Fèvre+46 more|Springer Link (Chiba Institute of Technology)|Nov 20, 2014

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用 3

一句话总结

本研究利用3,022个光谱确认的星系，在2 < z < 5红移区间内测量了VIMOS超深巡天（VUDS）中的星系聚类，发现聚类长度从z ~ 2.5时的r₀ ≈ 3.95 h⁻¹ Mpc轻微增加至z ~ 3.5时的4.35 h⁻¹ Mpc。研究推断，z ~ 3时的星形成星系位于质量约为~10¹¹.⁷⁵ h⁻¹ M☉的晕中，并在z = 0时演化为质量为10¹³.⁹ h⁻¹ M☉的巨星级明亮星系（Mr < -21.5），其大尺度偏置bₗ ≈ 2.7–3.3，与分层结构形成理论一致。

ABSTRACT

We investigate the evolution of galaxy clustering for galaxies in the redshift range 2.0

研究动机与目标

• 利用光谱数据测量高红移（2 < z < 5）区间内星系聚类的演化。
• 确定z ~ 3时星形成星系的大尺度线性星系偏置bₗ及其宿主晕质量Mₕ。
• 检验高红移星形成星系是否演化为z = 0时观测到的巨星级明亮星系群体。
• 使用幂律和HOD框架对聚类进行建模，以评估其一致性与演化特性。
• 利用模拟星系星历表校正调查选择效应，确保聚类测量的稳健性。

提出的方法

• 从两个场（COSMOS和VVDS-02h）的3,022个星系中测量投影两点相关函数wₚ(rₚ)，覆盖0.8 deg²区域。
• 将相关函数拟合到幂律模型ξ(r) = (r/r₀)⁻ᵞ，以在中值红移z ~ 2.5、3.0和3.5时推导出r₀和γ。
• 利用幂律拟合结果和假设的σ₈ = 0.8，计算大尺度线性偏置bₗ，将星系聚类与暗物质分布关联。
• 应用三参数晕占有分布（HOD）模型，从相关函数中推断平均宿主晕质量Mₕ和偏置bₗ。
• 利用模拟星系星历表建模并校正调查选择效应，确保r₀和bₗ估计的准确性。
• 将高红移晕质量演化与本地晕质量函数进行比较，采用van den Bosch（2002）模型推断z = 0的后裔。

实验结果

研究问题

• RQ1 在星形成星系中，聚类长度r₀从z ~ 2.5到z ~ 3.5如何演化？
• RQ2 z ~ 3时星形成星系的大尺度线性星系偏置bₗ是多少？与低红移值相比有何差异？
• RQ3 z ~ 3时星形成星系的宿主晕质量Mₕ是多少？其演化至z = 0时如何？
• RQ4 z ~ 3的星形成星系是否演化为z = 0时观测到的巨星级明亮星系群体？
• RQ5 幂律模型与HOD模型在描述高红移聚类时的一致性如何？

主要发现

• 聚类长度r₀从z ~ 2.5时的3.95⁺⁰.⁴⁸₋₀.⁵⁴ h⁻¹ Mpc增加至z ~ 3.5时的4.35 ± 0.60 h⁻¹ Mpc，表明存在轻微的聚类演化。
• 相关函数斜率γ从z ~ 2.5时的1.81⁺⁰.⁰²₋₀.⁰⁶下降至z ~ 3.5时的1.60⁺⁰.¹²₋₀.¹³，随着红移增加而略微变平。
• 幂律拟合得到的大尺度线性偏置bₗ在z ~ 3时为2.68 ± 0.22，上升至z ~ 3.5时的3.26 ± 0.47，显著高于低红移值（bₗ ≈ 1–2）。
• HOD模型得出的平均宿主晕质量为Mₕ = 10¹¹.⁷⁵⁺⁰.²³₋₀.²³ h⁻¹ M☉（z ~ 3），与幂律结果一致。
• 假设通过van den Bosch（2002）模型实现质量增长，这些晕在z = 0时演化为10¹³.⁹ h⁻¹ M☉的晕，与本地明亮巨星级星系（Mr < -21.5）的质量尺度相符。
• HOD推导的偏置bₗᴴᴼᴰ在z ~ 3时为2.82 ± 0.27，证实了来自幂律拟合的高偏置，并支持其与本地巨星级星系的演化联系。