[论文解读] The VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey (VIPERS). Galaxy clustering and redshift-space distortions at z=0.8 in the first data release

S. de la Torre, L. Guzzo+48 more|arXiv (Cornell University)|Mar 11, 2013

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 79被引用 202

一句话总结

本文首次在 z ≈ 0.8 处对 VIMOS 公共星系红移巡天（VIPERS）中的星系聚类和红移空间畸变进行了高精度测量，使用了约 54,000 个星系的首份数据释放。研究报告了结构增长速率 fσ₈ = 0.47 ± 0.08，与该红移 epoch 下爱因斯坦的引力理论及标准宇宙学模型一致。

ABSTRACT

We present in this paper the general real- and redshift-space clustering properties of galaxies as measured in the first data release of the VIPERS survey. VIPERS is a large redshift survey designed to probe the distant Universe and its large-scale structure at 0.5 < z < 1.2. We describe in this analysis the global properties of the sample and discuss the survey completeness and associated corrections. This sample allows us to measure the galaxy clustering with an unprecedented accuracy at these redshifts. From the redshift-space distortions observed in the galaxy clustering pattern we provide a first measurement of the growth rate of structure at z = 0.8: fσ_8 = 0.47 +/- 0.08. This is completely consistent with the predictions of standard cosmological models based on Einstein gravity, although this measurement alone does not discriminate between different gravity models.

研究动机与目标

• 在 z ≈ 0.8 处以前所未有的精度测量星系聚类和红移空间畸变。
• 利用 VIPERS 巡天中的红移空间畸变测定宇宙结构增长速率 fσ₈。
• 检验高红移下引力模型与观测的一致性，特别是爱因斯坦的引力理论。
• 为晕占有分布（HOD）建模和合成星系模拟样本的创建提供稳健的数据集。
• 为未来利用完整 VIPERS 数据集对 z ≈ 1 附近 fσ₈ 演化实现高精度约束奠定基础。

提出的方法

• 利用 VIPERS 巡天的首份数据释放，包含约 54,000 个红移在 0.5 < z < 1.2 之间的星系。
• 通过测量投影两点相关函数，以高精度评估真实空间中的星系聚类。
• 应用红移空间畸变分析，从聚类模式中提取结构增长速率 fσ₈。
• 使用大量星系模拟来量化并校正观测系统误差和巡天完整度影响。
• 对 B 波段星等选中的星系样本进行晕占有分布（HOD）建模，以推断特征晕质量。
• 结合统计校正和误差估计，通过集合模拟确保聚类测量的稳健性。

实验结果

研究问题

• RQ1 基于 VIPERS 巡天中红移空间畸变的测量，z ≈ 0.8 处的结构增长速率 fσ₈ 是多少？
• RQ2 z ≈ 0.8 处观测到的星系聚类与基于爱因斯坦引力的标准宇宙学模型预测相比如何？
• RQ3 VIPERS 测量在多大程度上约束了高红移下的替代引力模型？
• RQ4 在红移范围 0.5 < z < 1.0 内，与星系占有相关的特征晕质量是多少？
• RQ5 VIPERS 的首份数据释放能否为创建具有现实聚类特性的合成星系模拟样本提供可靠基础？

主要发现

• 在 z ≈ 0.8 处测得的结构增长速率为 fσ₈ = 0.47 ± 0.08，为宇宙结构增长提供了关键约束。
• 该测量在统计上与基于爱因斯坦引力理论的标准宇宙学模型预测一致。
• VIPERS 样本使迄今为止在 z ≈ 0.8 处通过投影两点相关函数实现真实空间聚类最精确测量成为可能。
• 对 B 波段选中的星系进行晕占有分布建模，揭示了在红移范围 0.5 < z < 1.0 内的特征晕质量。
• 该数据集为创建具有现实聚类特性的合成星系模拟样本提供了稳健基础。
• 结果表明，WiggleZ 所提示的 z > 0.5 时 fσ₈ 偏低的趋势，在 z ≈ 0.8 处的测量中并未得到强烈支持。