[论文解读] The structure of supervoids. I. Void hierarchy in the Northern Local Supervoid.

U. Lindner, J. Einasto+4 more|arXiv (Cornell University)|Mar 10, 1995

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用 8

一句话总结

本文研究了北天局部超空洞的分层结构，发现其并非空无一物，而是包含小规模星系系统和贫乏星系团。通过分析不同形态类型和光度的星系分布，研究发现空洞呈现出分层结构：明亮椭圆星系和贫乏星系团定义了直径达40 h⁻¹ Mpc的空洞，而较暗的星系则勾勒出约8 h⁻¹ Mpc的小型空洞，空洞大小取决于环境密度。

ABSTRACT

Supervoids are regions in the local Universe which do not contain rich clusters of galaxies. We have studied the closest example, the Northern Local Void, situated between the Local, Coma, and the Hercules superclusters. We find that this supervoid is not empty, but it contains small galaxy systems and poor clusters of galaxies. We study the cosmography of this void by analyzing the distribution of poor clusters of galaxies, elliptical and other galaxies in two projections. We present a catalogue of voids, defined by galaxies of different morphological type and luminosity, and analyze mean diameters of voids in different environments. The sizes of voids and the properties of void walls are related. Voids defined by poor clusters of galaxies and by bright elliptical galaxies have a mean diameter of up to 40 h-1 Mpc. Faint late-type galaxies divide these voids into smaller voids. The faintest galaxies we can study are outlining voids with mean diameters of about 8 h-1 Mpc. Voids located in a high-density environment are smaller than voids in low-density regions. This analysis shows that voids form a hierarchical system.

研究动机与目标

• 研究北天局部超空洞的宇宙地理结构，该区域是本地宇宙中一个巨大的密度不足区域。
• 确定超空洞是否真正空无一物，或是否包含稀疏的星系系统和贫乏星系团。
• 分析空洞大小和形态如何随星系类型和光度变化。
• 探讨空洞大小与环境密度之间的关系，特别是在高密度和低密度区域。
• 基于不同星系类型和光度建立空洞目录，以评估其分层结构。

提出的方法

• 分析北天局部超空洞两个投影中星系的空间分布。
• 根据星系形态类型（椭圆星系、后期型星系）和光度对星系进行分类，以定义空洞边界。
• 基于不同星系群体（包括明亮椭圆星系、贫乏星系团和暗淡后期型星系）构建空洞目录。
• 测量由每类星系定义的空洞的平均直径，以评估结构分层性。
• 比较靠近超星系团等高密度环境与低密度区域中空洞的大小。
• 使用统计分析方法，关联不同星系样本中空洞壁属性与平均空洞直径。

实验结果

研究问题

• RQ1 像北天局部超空洞这样的超空洞是否包含任何星系系统，还是真正空无一物？
• RQ2 由不同星系类型（如明亮椭圆星系与暗淡后期型星系）定义的空洞，其大小如何比较？
• RQ3 是否存在空洞形成的分层结构，即大空洞被更暗的星系进一步细分？
• RQ4 局部环境密度（如靠近超星系团）如何影响空洞的大小？
• RQ5 在不同星系定义的样本中，空洞壁属性与空洞平均直径之间存在何种关系？

主要发现

• 北天局部超空洞并非空无一物，而是包含小规模星系系统和星系团。
• 由星系团和明亮椭圆星系定义的空洞，其平均直径可达40 h⁻¹ Mpc。
• 暗淡后期型星系将大空洞进一步划分为更小的结构，定义出平均直径约为8 h⁻¹ Mpc的空洞。
• 空洞大小取决于环境密度：高密度区域中的空洞比低密度区域中的空洞更小。
• 分析证实空洞形成一个分层系统，大空洞被逐渐变暗的星系群体进一步细分。
• 本研究基于星系形态和光度建立了空洞目录，使不同样本间空洞结构的定量比较成为可能。