[论文解读] VIPERS: An Unprecedented View of Galaxies and Large-Scale Structure Halfway Back in the Life of the Universe

L. Guzzo, U. Abbas+49 more|arXiv (Cornell University)|Mar 16, 2013

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 1被引用 8

一句话总结

VIPERS 对约 55,000 个星系进行了深度、高密度的红移巡天，红移范围为 0.5 < z < 1.2，利用甚大望远镜（VLT）上的 VIMOS 光谱仪绘制大尺度结构图并测量星系聚类。该巡天在这些红移范围内提供了迄今为止最大的 ESO 基础红移样本，使对宇宙加速膨胀以及宇宙年龄一半时星系演化的约束达到前所未有的水平。

ABSTRACT

The VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey (VIPERS) is an ongoing ESO Large Programme to map in detail the large-scale distribution of galaxies at 0.5 &lt; z &lt;1.2. With a combination of volume and sampling density that is unique for these redshifts, it focuses on measuring galaxy clustering and related cosmological quantities as part of the grand challenge of understanding the origin of cosmic acceleration. VIPERS has also been designed to guarantee a broader legacy, allowing detailed investigations of the properties and evolutionary trends of z~1 galaxies. The survey strategy exploits the specific advantages of the VIMOS spectrograph at the VLT, aiming at a final sample of nearly 100,000 galaxy redshifts to iAB = 22.5 mag, which represents the largest redshift survey ever performed with ESO telescopes. In this introductory article we describe the survey construction, together with early results based on a first sample of ~55,000 galaxies.

研究动机与目标

• 在 0.5 < z < 1.2 范围内，以高体积密度和采样密度绘制星系大尺度分布图。
• 测量星系聚类及相关宇宙学参数，以探究宇宙加速膨胀的起源。
• 提供一个遗产数据集，用于在 z~1 时对星系性质和演化趋势进行详细研究。
• 实现使用 ESO 望远镜进行的迄今为止规模最大的红移巡天，目标星等为 iAB = 22.5 mag。

提出的方法

• 利用甚大望远镜（VLT）上的 VIMOS 光谱仪，获取选定天区中星系的红移数据。
• 实施多层次的巡天策略，确保在整个巡天体积内具有高完整性和均匀深度。
• 最终目标获得近 100,000 个星系红移，其 iAB ≤ 22.5 mag。
• 结合测光和光谱选星方法，识别出红移范围为 0.5 < z < 1.2 的星系。
• 利用巡天的高密度和大体积，测量星系聚类功率谱和偏置。
• 应用统计技术校正观测系统误差，确保宇宙学推断的稳健性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在 z ~ 1 时，宇宙的大尺度结构是怎样的，其演化特征如何？
• RQ2 在 0.5 < z < 1.2 范围内，星系聚类特性与偏置如何随红移演化？
• RQ3 利用这些红移范围内的星系聚类，能对宇宙加速的本质施加何种约束？
• RQ4 在 z ~ 1 时，星系性质（如形态、颜色和恒星形成率）如何演化？
• RQ5 VIPERS 在 z ~ 1 时对宇宙网结构的映射在保真度和完整性方面表现如何？

主要发现

• VIPERS 在 0.5 < z < 1.2 范围内实现了约 55,000 个星系的红移样本，是迄今为止 ESO 望远镜开展的此类规模最大的巡天。
• 该巡天表现出高完整性和均匀深度，使在 z ~ 1 时能够稳健测量星系聚类功率谱。
• VIPERS 星系所追踪的大尺度结构显示出显著的聚类振幅，与 ΛCDM 模型预测一致。
• 该巡天提供了独特的数据集，用于研究星系演化，包括对 z ~ 1 时颜色-星等关系和恒星形成历史的详细分析。
• 巡天的高红移密度使其能够对中等红移处的星系偏置和结构增长速率施加精确约束。
• 通过深度、体积和光谱保真度的结合，该巡天的遗产价值已确立，支持多样化的后续研究。