Kauffmann2013ReexaminationGalacticConformity

July 1, 2026

Brief #

观测上的规律是
- 低质量星系（10-10.5）周围有长距离的、共同 quench 的 conformity
- 高质量星系（11-11.5）周围有短距离的（在 DM halo 影响范围内部）、共同的 SF 活跃的 conformity
  - 对于低质量邻居作用更明显
- 最强的关联信号来自中心星系的总气体含量以及周围星系 sSFR
SAM 中的 conformity 非常微弱，并且主要是因为中心星系的样本中选取了一些 satellite 导致的
- SAM 无法复现观测到的 conformity

primary 和 satellite galaxy 是在 DM halo 和 sub-halo 的意义上定义的
一个观测事实是红色 primary galaxy 周围的 satellite 也倾向于具有红色（或者低 sSFR），反之亦然
几种可能的解释包括 DM halo 形成历史（DM halo 较早形成导致中心/卫星星系都被有效 quench）、中心星系的 feedback 对周围的介质进行加热从而抑制 SF、cluster 中的星系共享相同的 ICM 等
this work 的做法的 distinction 在于
- 使用 volume-limited sample 以及经过 spec-z 认证的星系
- 使用 isolation criterion 定义中心星系
- 用 sSFR 区分星系 population

使用 SDSS DR7 的 value added catalog（来自 NYU）
- 红移限制在 0.017-0.03，对应的 mass limit 是 2e9（可以保证 volume limited）
- 全部样本包括 12k 星系
定义中心星系的方式是周围 500kpc 以及视向速度 500kms（类似于红移）范围内不存在质量超过其质量 1/2 的星系
- 12k 星系中有 60% 被归类为中心星系
用一个经验关系估计星系 HI mass（参数包括 stellar mass 及其 surface density、NUV-r color 以及 g-r color gradient）
- 另外用 SDSS spec 数据估计 sSFR（局限在 3arcsec 直径内）
SAM 采用了建立在 Millennium-II N-body simulation 基础上的 Guo 2011 model
- 可以很好地再现观测到的 LF、SMF、satellite abundance 以及 clustering 特性
- 应用和 observation 相同的 isolation criterion
  - fig1 展示了这种划分的错误比例：不可避免地有一些 “primary galaxy” 其实是 satellite 星系

分析质量在 10-10.5 之间的星系，根据不同的指标对样本进行分 bin：HI mass fraction、HI deficiency parameter、核心区域（fiber 半径内）sSFR、总的 sSFR，比较 5 个 bin（red, black, green, blue, cyan）内星系的周围 neighbor 的 sSFR（fig2）
- radial range 延伸到 4Mpc 左右，远远超出中心星系所在的 DM halo 范围
- 红色（sSFR 最低的 25%）星系周围 neighbor 的 SF 被显著抑制，和其他 75% 有显著的差异
  - 相反，相对平均值较高的气体含量/较高的 sSFR 并不导致周围 neighbor 也有较高的 sSFR
- 四种物理量中，全局物理量的 conformity 最强（比如 total sSFR 或者 total gas fraction）
fig3 针对质量 11-11.5 的星系进行类似分析
- 对于大质量星系 conformity 仅存在于 1-2 Mpc 以内，基本集中在 DM halo 尺度内部
- conformity 主要体现在高气体含量/sSFR 一端，也就是较高的 sSFR 会导致周围 neighbor 同样具有高 sSFR
fig4 描述了星系 conformity 随着质量的变化（使用 HI deficiency 作为唯一的排序依据）
- 在低质量端表现为长距离的协同 sSFR 降低，在高质量端表现为短距离的协同 sSFR 升高
fig5 转向研究 neighbor 气体含量，发现 conformity 不太显著
- 说明 conformity 作用的机制是不改变气体含量的前提下改变 SFR（？）

对于低质量星系在 1-3Mpc 内的 neighbor，根据 HI deficiency 进行分组并且比较星系的六种 scaling relation（fig6）
- 对 neighbor 的影响主要体现在和 SFR 相关的 relation 中，对于各种结构参数影响不大
对于高质量星系选取 0.6Mpc 内的 neighbor（fig7）：主要区别在于低质量星系 SFR 有系统性抬升
fig8 是整体总结：相对来说 sSFR 较低的低质量星系周围的 neighbor 也被 quench 影响，而相对具有高 sSFR 的高质量星系周围的 neighbor 也具有较高的 sSFR

fig9 是 fig2 在模拟中的对应，但是 conformity 效应非常微弱，并且体现在 25th percentile 分布而不是 median 上面
- 和 contamination 的图景非常符合：isolation criterion 找到了一些 satellite galaxy，增加了 gas deficient neighbor 的数量
fig10 对应于 fig4：在所有的 bin 内部 conformity 信号都非常微弱
fig11 对应 fig6/8：不同分组的 SFR-mass 关系的中位数几乎重合，而在 low percentile 上存在很大的差异
SAM 无法复现观测 conformity 的原因可能是
- primary/satellite 的污染：无法解释全部的 gap
- gas 含量不同的星系可能对应不同质量的 DM halo？但是 fig11 下图说明 SHMR 不依赖于星系气体的含量
总之，一个基本的结论是 SAM 无法解释 galactic conformity，并且 SAM 中的微弱 conformity 主要由 isolation 这种错误判据产生，无法解释观测到的 conformity 效应

低质量星系周围的共同 quench 的效应可能来源于 pre-heating 过程，也就是整个 IGM 被某种机制加热，同时阻碍了 center 和 satellite 的 SF activity
- 加热的机制可能是星系自身的 stellar feedback (SNe, galactic wind)
- 现有的 SAM 无法实现 halo 之间的物质/能量交换
- neighbor 源于被 cluster eject 的模型不太可靠，因为其规模/数量不足以解释 conformity
高质量星系周围的共同 SF 活跃可能是因为气体的协同吸积
- 处于 SF active 状态的中心星系可能处于 DM halo 刚刚形成、迅速吸积的特殊阶段，DM halo 的吸积同时为中心星系和 satellite 提供燃料
对 HOD model 的影响是：星系的属性可能在 DM halo 之外还取决于周围环境
对 BAO 的影响是 ELG 星系可能本身具有和 underlying DM 分布无关的 ingerent clustering，从而引入偏差

BCG 从质量上来说应该属于甚至超过这里的「高质量星系」的范围
错误分类的影响（可以参考 Wang & White 2012）在于：satellite 和周围 satellite 具有类似的属性是很自然的，会产生虚假的 conformity 信号
- 这些星系主要集中在 SFR 较低的一端，所以会主要影响 25th percentile
这里根据质量区分的两种 conformity 可能分别对应 1/2 halo conformity？