Ayromlou2023PhysicalOriginGalactic
Brief
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- 结合了 SDSS/LS 观测以及 TNG/EAGLE 模拟还有 L galaxies SAM 佐证了之前的结论
- conformity 在观测中显著存在，并且在模拟中对应 DM halo 外围的环境作用（A21/H20 的对比），具体来说是星系穿过 halo 外围的 WHIM/filament 的时候受到严重的 gas stripping
- 排除 sat/cen 分类造成虚假信号的可能性
- 排除了 stellar mass 造成区分的可能性
- 用 quench fraction 代替 sSFR median 从而避免 median 可能存在的问题
- 随着星系质量增加信号逐渐衰减，在 9.5-10 质量范围内信号最强
Intro
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- galactic conformity 一般指的是中心星系和卫星星系 sSFR 或者 quench fraction 之间的关联
- 最早的 conformity 由 Weinmann 2006 提出（基于 SDSS 数据），此时 conformity 指的是 1halo conformity 或者 small scale conformity
- Wang & White 2012 分析了 L galaxies SAM，结论是 1halo conformity 的成因是红色星系位于质量更大、形成更早的 DM halo 中，而存在于相同环境中的 satellite 星系自然受到相同的影响
- Kauffmann2013ReexaminationGalacticConformity 发现了 conformity 的可以在超出 DM halo virial radius 的尺度上存在，一般称作 2halo 或者 large scale conformity
- Kauffmann 2015 进一步佐证了 SDSS 中观测到的 conformity 现象，并且发现 Illustris 中的 conformity 太微弱无法匹配观测
- Bray 2016 在 Illustris 中同时找到了 1/2 halo conformity，区别在于不同的样本选择标准
- Sin 2017 认为 SDSS 信号是虚假的，可能源自卫星星系的污染、使用 median 而非 mean 等
- 一个模糊的共识是样本选择标准会很大程度上影响 conformity 的强度
- this work 的一个核心变化是使用 CenSat 分类统一观测和模拟中的分类标准
Method & Data
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- conformity 定义为红色和蓝色星系在半径 r 处的某种物理属性的差异（比如 quench fraction）
- 物理属性具体来说包括 quench fraction、stellar mass、sSFR（使用平均值而非中位数，防止 simulation 中的 median 计算为 0）
- quench fraction 的定义是 sSFR 小于 1e-11，在红移更高处放宽到 -10 和 -9.8
- 仍然采用类似 Guo 2011 的基于 Millennium 的 L-Galaxies 的 SAM，最新的版本是 LGal-A21 和 H20
- 限定恒星质量超过 9.5
- 二者对 ram pressure stripping 的处理不同，前者仅计算大质量 cluster 内部的 ram pressure
- 后者引入了 lobal background environment 测量，也就是 satellite 穿过 DM halo 外围的 WHIM 的过程中也会损失气体
- 还使用了 Illustris TNG300 以及 EAGLE (100Mpc)
- 相当于用原生的、自洽的模拟（或者某种 sub-grid physics）替代了 SAM 中的人工引入的机制
- 观测数据来自 SDSS DR7 MPA-JHU catalog，包括 0-0.04 的具有 spec-z 的星系
- 另外选取了 DESI Legacy Survey 的 0-0.1 范围内的具有 photo-z 的星系，红移误差大约为 0.01 量级
- 在观测和模拟中都使用来自 A21 的 SHMR 来估计 DM halo mass
- 对于 stellar mass 高于/低于 10.5 的情况使用不同的斜率和 intercept
- CenSat 算法的目的是防止虚假的 conformity signal
- 具体流程类似 percolation：将星系按照恒星质量排列，从最大质量星系开始标记 central，并且将其周围 cylinder 范围内的星系标记为 satellite
- cylinder 的尺寸设定为
- 对 SDSS 使用半径 1.5R200 以及 2V200 作为圆柱半径和半高
- 对 LS 使用 6000kms 作为圆柱半高（大约对应 0.02 红移差）
- 和 SUB FIND 的结果有很高的匹配率（fig1）
- 对理论模拟数据进行和观测尽量保持一致的处理：将坐标转换到红移/速度空间、加入红移观测误差、用 stellar mass 估计 halo mass、用 CenSat 算法分类
- 一个 caveat：LS 给出的 photo-e error 在低红移可能超出模拟/SAM 的边界，尤其是对于 box size 最小的 EAGLE 来说
Results
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- 首先用 sub find 评估 simulation 中的 conformity 信号，这种比较不受 projection effect 以及 cen/sat 错误分类的影响
- A21、TNG300 以及 EAGLE 中都存在显著的 conformity 信号（fig2/3）
- 延伸到 10Mpc 的尺度上，并且在 0-2.0 都可以观测到
- 对于低质量星系更加显著；对于高质量星系来说信号基本在 2Mpc 以外消失
- H20 没有出现很强的信号，可能和没有引入 ram pressure 或者 pre process 有关
- 基于 CenSat 算法的区分结果是
- SDSS/LS 都存在显著的 conformity
- A21 和观测符合最好；TNG/EAGLE 在小尺度上存在一些高估，可能是因为 hydro simulation 中 satellite 贡献太大；H20 基本不存在显著的信号（fig4）
- A21 和 H20 的差异证明 DM halo 外围的 stripping 作用是产生 conformity 的核心
- sSFR 平均值的比较类似 quench fraction 的比较（fig5）
- stellar mass 不存在显著的 conformity 信号，可以排除 stellar mass 作为 conformity 底层原因的假设（fig6）
- 贡献 conformity 信号的 neighbor 可能是 cen 也可能是 sat
- 总体来说 sat 的贡献超过 cen，但是仅考虑 cen 的情况下也存在显著的 conformity 信号（fig7）
- 对于由 sat 贡献的信号，A21 有一些低估，而 EAGLE/TNG 存在一些高估
- cen 星系也可能之前是其他系统的 satellite（称作 fly-by/backsplash），在前一阶段已经经历 quench
- 将这部分星系从样本中去除之后，conformity 信号有明显下降（fig8）
Thoughts
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- 相比 cluster detection 来说红移非常低
- satellite 产生虚假信号的机制可能是在圆形区域的另一侧存在颜色相似的 galaxy，这样可以实现 2R vir 尺度的 conformity
- 其实 LS photo-z 在 0-0.1 之间也会存在一定的问题
- 高质量星系周围的 conformity 不显著可能是因为高质量的 SF galaxy 数量不多？
- 可能很难排除 satellite 的影响（「这里 3.3 说 neighbor 中 satellite 贡献比较高，而 3.4 又说即使是当前识别出来的 cen 也有可能是过去的 satellite。所以其实真正 cen-cen galaxy pair 之间的 conformity 并不显著，只是大质量星系/halo 对 satellite 的作用以各种形式体现了出来。」）
- virial radius 可能不能代表 halo 实际发生影响的尺度，不过实际作用尺度也不会超过 5Mpc？
- LSS 或者大质量星系的 clustering 效应作为 2halo conformity 的解释可以被 stellar mass 不具有 conformity 排除？
Supplement
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- L galaxies 属于 MPA 流派，其他的流派还包括 Durham (GAL FORM)、Santa Cruz
- L galaxies 最早来自 Kauffmann 1993