научная статья по теме ВЛИЯНИЕ ОКРУЖЕНИЯ НА ВОЗРАСТ ГАЛАКТИКИ, ДИСПЕРСИЮ СКОРОСТЕЙ ЗВЕЗД И МАССУ ЗВЕЗД В ВЫБОРКЕ LOWZ ОБЗОРА SDSS-III Астрономия

Текст научной статьи на тему «ВЛИЯНИЕ ОКРУЖЕНИЯ НА ВОЗРАСТ ГАЛАКТИКИ, ДИСПЕРСИЮ СКОРОСТЕЙ ЗВЕЗД И МАССУ ЗВЕЗД В ВЫБОРКЕ LOWZ ОБЗОРА SDSS-III»

ПИСЬМА В АСТРОНОМИЧЕСКИМ ЖУРНАЛ, 2015, том 41, № 6, с. 277-285

ВЛИЯНИЕ ОКРУЖЕНИЯ НА ВОЗРАСТ ГАЛАКТИКИ, ДИСПЕРСИЮ СКОРОСТЕЙ ЗВЕЗД И МАССУ ЗВЕЗД В ВЫБОРКЕ LOWZ

ОБЗОРА SDSS-Ш

© 2015 г. Синьфа Дэн*

Институт естественных наук, Наньчанский университет, Наньчан, провинция Цзянси, 330031, Китай

Поступила в редакцию 06.08.2014 г.

Рассмотрена зависимость от окружающей среды возраста галактик, дисперсии скоростей звезд и массы звезд в выборке галактик с малыми красными смещениями (LOWZ) 10-го релиза Слоановского цифрового обзора неба (SDSS DR10). Рассчитана спроектированная локальная плотность Е5. Выборка LOWZ разбита на подвыборки с шагом по красному смещению Дг = 0.02 и проанализирована зависимость от окружающей среды возраста галактик, дисперсии скоростей звезд и массы звезд в каждом интервале красных смещений. Возраст галактики, дисперсия скоростей и масса звезд в выборке LOWZ галактик очень слабо коррелируют с локальным окружением, как и в выборке галактик CMASS.

Ключевые слова: фундаментальные параметры галатик, галактическая статистика.

DOI: 10.7868/S0320010815060029

ВВЕДЕНИЕ

После окончания первоначальной восьмилетней программы (SDSS-I, 2000-2005; SDSS-II, 20052008) проект SDSS продолжен Третьим Слоанов-ским цифровым обзором неба (Third Sloan Digital Sky Survey, SDSS-III; Эйзенштейн и др., 2011), программой из четырех новых обзоров с использованием инструментов SDSS. На этапах SDSS I и II галактики для спектроскопии отбирались с помощью двух алгоритмов. Главная выборка галактик (Штраус и др., 2002) включает галактики ярче rPetro = 17.77 (видимая величина в полосе r согласно Петросяну). Среднее красное смещение галактик выборки 0.10. Большинство галактик имеют красные смещения в интервале 0.02 < z < 0.2, у нескольких галактик z > 0.25. Эта выборка представительна для галактик в локальной Вселенной. Алгоритм ярких красных галактик (Luminous Red Galaxies, LRG, Эйзенштейн и др., 2001) выбирает объекты с rPetro < 19.5, которые, вероятно, являются галактиками высокой светимости ранних типов на основании наблюдаемых цветов. LRG обычно находятся на красных смещениях 0.15 < z < < 0.4. Спектроскопический обзор барионных ос-цилляций (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey, BOSS) обзора SDSS-III (Эйзенштейн и др., 2011) включает 1.5 млн красных галактик высокой светимости (LRG) с красными смещениями 0.15 < z <

Электронный адрес: xinfadeng@163.com

< 0.8 на площади 10 000 кв. градусов. Обзор имеет целью обнаружить признаки барионных осцил-ляций в корреляционной функции галактик (см., например, Андерсон и др., 2012; Санчес и др., 2012; Чжао и др., 2013). Выборка галактик BOSS может быть разделена на две главных выборки: выборка галактик на малых красных смещениях z ~ 0.4 (LOWZ) и выборка галактик постоянных масс (CMASS). Выборка LOWZ со средним красным смещением z = 0.3 — расширение выборок LRG SDSS I и II (Эйзенштейн и др., 2001), она может быть использована для сравнения с выборками SDSS I и II LRG. Выборка CMASS галактик с большими красными смещениями 0.43 < z < 0.7 содержит галактики с примерно одинаковой массой звезд и является почти полной для массивных галактик с z > 0.4. Все эти выборки открывают большие возможности для выяснения многих свойств галактик.

Предыдущие исследования показали, что в локальной Вселенной галактики, окруженные средой низкой плотности, в общем моложе, чем галактики в среде с высокой плотностью (например, Бер-нарди и др., 1998; Трегер и др., 2000; Кунчнер и др., 2002; Терлевич, Форбс, 2002; Проктор и др., 2004; Мендес де Оливейра и др., 2005; Томас и др., 2005; Галлацци и др., 2006; Санчес-Бласкес и др., 2006; Сильченко, 2006; Рид и др., 2007; Ракос и др., 2007; Иегнер, Грогин, 2008; Смит и др., 2012). Так, Проктор и др. (2004) и Мендес де

Оливейра и др. (2005) сообщили, что галактики в компактных группах в целом старше, чем галактики поля. Ракос и др. (2007) утверждали, что есть значимая корреляция между средним возрастом галактики и ее расстоянием от центра скопления: ядро скопления населено более старыми галактиками. Однако Дэн, Ву (2014) показали, что в выборке CMASS возрасты галактик очень слабо коррелируют с плотностью местной окружающей среды.

Что касается локальной Вселенной, Кауффманн и др. (2004) сообщили, что в областях с высокой плотностью материи галактики имеют большие массы, чем галактики в областях низкой плотности. Ли и др. (2006) показали, что более массивные галактики скучиваются плотнее, чем менее массивные. В то же время Дэн и др. (2012б) утверждают, что в выборке SDSS LRG (Эйзенштейн и др., 2001) при красных смещениях 0.16 < г < 0.3 масса звезд LRG почти не зависит от локального окружения. На промежуточных красных смещениях Грютцбаух и др. (2011) также наблюдали лишь слабую зависимость массы звезд от окружения. Наконец, Дэн, Цзоу (2014) и Дэн (2014а) нашли, что массы звезд в галактиках CMASS очень слабо коррелируют с местным окружением.

Используя выборки SDSS DR10 (Ан и др., 2014, две выборки, ограниченных по объему, и Главную выборку галактик), Дэн (2015) рассмотрел зависимость от окружения для дисперсии скоростей звезд в галактиках Главной выборки и нашел, что дисперсия скоростей звезд в галактиках сильно зависит от окружающей среды: галактики с большей дисперсией скоростей имеют тенденцию к более плотным областям Вселенной, в то время как галактики с малой дисперсией скоростей находятся в областях с низкой плотностью. Однако в работе Дена (2014а) найдено, что в галактиках CMASS дисперсия скоростей слабо зависит от окружения.

Приведенные результаты показывают, что сильная зависимость некоторых свойств галактик от окружающей среды в локальной Вселенной не может распространяться на области промежуточных и больших красных смещений. Для выяснения вариаций с г зависимости свойств галактик от окружения представляет большой интерес исследование такой зависимости для галактик в выборке LOWZ. Используя новейшие данные SDSS DRl0 (Ан и др., 2014), мы исследуем зависимость от окружения возрастов галактик, дисперсии скоростей звезд и массы звезд в выборке LOWZ.

План статьи следующий. В разделе "Выборка" дано описание выборки галактик. Далее представлены соответственно статистический метод и результаты. В заключение сделаны выводы.

При расчетах расстояний использована космологическая модель с плотностью материи О0 = 0.3,

космологической постоянной Од = 0.7 и постоянной Хаббла H0 = 70 км с-1 Мпк-1.

ВЫБОРКА

В этой работе данные для галактик выборки LOWZ получены с сервера архива каталогов 10-го релиза данных SDSS (Ан и др., 2014) с помощью поиска SDSS SQL (http://www.sdss3.org/dr10/). Было извлечено 163 682 галактики LOWZ с красными смещениями 0.15 < z < 0.43 (с флагом SDSS BOSS_TARGET1&1>0). Данные по возрастам и массам звезд получены из таблицы StellarMassStarFormingPort, сформированной с помощью шаблона звездообразования и начальной функции масс Kroupa (Марастон и др., 2013). Учтена потеря массы в ходе звездной эволюции, использованы оптимально подобранные возраст галактики (в млрд лет) и масса звезд (в единицах lg MQ).

СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД

При исследовании некоторых свойств галактик часто создавался ряд ограниченных по объему выборок из выборки галактик, ограниченной по видимой звездной величине. Главное преимущество такого подхода в том, что есть возможность избежать осложнений, связанных с моделированием функции радиальной селекции в обзоре, ограниченном по потоку. Однако Дэн (2012) указал, что использование выборок, ограниченных по объему, также имеет свои недостатки. В такой ситуации Дэн (2012) попытался применить для исследования зависимости светимостей галактик от окружения ограниченную по видимой звездной величине выборку галактик. Чтобы уменьшить влияние эффекта радиальной селекции на статистические результаты, Дэн (2012) разделил всю ограниченную по видимой звездной величине выборку галактик на много подвыборок с интервалом по красному смещению Az = 0.01 и провел статистический анализ подвыборок в каждом интервале z. Хотя зависимость свойств галактик от окружения в каждой подвыборке, вероятно, сильно уменьшается, такая зависимость (если она существует) все же может наблюдаться (см., например, Дэн, 2012; Дэн и др., 2012а, 2013). Главное преимущество метода Дэна (2012) в том, что он показывает изменения свойств галактик в зависимости от красного смещения.

Выборка LOWZ — не просто выборка, ограниченная по потоку, что приводит к трудностям при построении на ее основе идеальной выборки, ограниченной по объему. В этой ситуации применение метода Дэна (2012) может быть хорошим выбором при рассмотрении зависимости свойств галактик от окружения. Следуя нашим предыдущим работам

КС-вероятности возраста, дисперсии скоростей звезд и массы звезд; две выборки для крайних значений плотности взяты из одного и того же распределения

Интервал N0. £5 Р Р Р

г галактики (галактик Мпк 2) (возраст) (дисперсия скоростей звезд) (масса звезд)

0.15-0.17 3534 3.04 X 10~5 - 13.19 0.000455 0.000291 0.0926

0.17-0.19 4146 4.49 X 10~5 - 11.38 5.581 х 10~5 8.422 х Ю-10 0.0701

0.19-0.21 5268 5.15 X 10~5 -8.30 0.000372 1.557 х 10~5 0.0223

0.21-0.23 7993 3.99 X 10~5 -25.93 0.511 0.00120 0.0181

0.23-0.25 9685 3.84 X 10~5 - 17.41 0.743 0.0492 0.113

0.25-0.27 11024 2.32 X 10~5 - 10.75 0.926 0.00210 0.378

0.27-0.29 11412 2.42 X 10~5 -25.39 0.828 0.101 0.735

0.29-0.31 13526 8.07 X 10~5 -9.00 0.968 0.000107 0.00238

0.31-0.33 15991 5.05 X 10~5 - 19.42 0.704 2.695 х Ю-10 0.00806

0.33-0.35 18506 7.07 X 10~5 - 18.12 0.317 0.0926 0.000614

0.35-0.37 17926 7.49 X 10~5 -21.76 0.947 0.000692 0.00349

0.37-0.39 16867 1.01 X 10-4 - 15.84 0.570 0.000119 0.000511

0.39-0.41 14806 8.30 X 10~5 -27.13 0.179 0.0369 0.0273

0.41-0.43 12998 8.00 X 10~5 - 5.65 0.484 0.620 0.165

(Дэн, 2012, 2014б; Дэн и др., 2012а, 2013), определим спроектированную локальную плотность £5, рассчитываемую из расстояния от каждой галактики до ближайшего пятого соседа в интервале красных смещений ±1000 км с-1 (Гото и др., 2003; Балог и др., 2004а, б) и разделим выборку LOWZ на подвыборки с шагом по красному смещени

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Астрономия»