Lin2025EvolutionMassiveRed
Brief
#
- 核心的 point 是用 simulation merger tree 确定演化过程的对应关系，而不是用 topN 这样的 AM method
- 数据用的是 CAMIRA S20A 版本
- 结果分析中主要用到的参数是 halo mass, total/BCG stellar mass
- 主要结论是
- total stellar mass 和 halo mass 增长比较同步，所以可以用作 mass proxy
- BCG 在 z=0.6 之后的质量增长减缓，相应地 dominance 减弱
- 类似 BCG stellar mass 的物理量很大程度上受到测光 depth 的影响
Intro
#
- 研究星系的演化需要把不同红移的星系联结起来，一个自然的问题就是 “which to which”
- 最简单的方法就是对比空间数密度相同的样本，思想类似 abundance matching
- topN 方法和“数密度选择”是类似的，但是更加 focus 在最大质量 halo 上
- Millennium simulation 发现 top100 在 3Gyr 的时间跨度之后只有 66% 的成员是不变的
- Lin2017 在 HSC 数据中应用了 topN 方法选出不同红移处的 richness 最高的 100 个 cluster 研究其演化
- topN 方法依赖 observable，可能和 halo mass 之间存在较大的 scatter
- this work 将真实 cluster 在模拟中进行匹配，以得到真正的 progenitor
- 使用 WMAP7 cosmology
Method
#
- fig1 method overview
- panel a/b 分别是 richness MOR 和 halo merger tree
- panel c/d 描述了匹配的过程：用 richness 得到每一个 cluster 的最可能的 halo mass，然后根据 merger tree 建立不同红移之间的 halo 的继承关系
- 红移范围下限 0.3 是因为 z=0.3 以内的体积太小，上限 1.0 是因为 MOR 关系的上限是 1.0
- 按照等 comoving volume 的方式划分为五个红移 bin，每一个红移 bin 都分配一个和 mean redshift 最接近的 simulation snapshot
- 使用基于 S20A 数据的 CAMIRA catalog（版本介于 Oguri2018OpticallyselectedClusterCatalog 和 Oguri2025CatalogsOpticallyselectedClusters 之间）
- CAMIRA 在 richness 之外还提供了恒星质量和 BCG 的信息
- 使用 Millennium 的基于 WMAP7 的版本，从中筛选 z=0.32 的质量（$M_\mathrm{200c}$）超过 7e13 的 halo 及其 progenitor
- simulation volume 大致相当于 HSC 的每一个红移 bin 的 volume
- MOR 的形式是对数线性，均值和 scatter 都依赖于质量和红移（Eq. 2&3）
- 数学形式和参数取值来自 Murata 2019，校准用到了 abundance 和 WL 信息
- fig2/3 分别给出了两个方向的 MOR，两个维度是红移和 mass/richness
- 匹配过程具体来说是：用 richness 推算出 halo mass 的概率分布，然后 Monte Carlo 抽取一个 mass（以模拟 MOR 的固有弥散），在 simulation 中找到一个质量最接近的 halo，将 halo 的演化历史分配给这个 cluster/halo
- 对于红移匹配仅要求在同一个红移 bin 内
- 以上过程需要重复多次取平均值
- 总之是 statistically 在观测到的不同红移处的 cluster 之间建立继承关系
Results
#
- 根据在 z=0.3 的质量将 cluster 分为三个质量 bin
- fig4 SHMR 的趋势是不同质量的 cluster 的 stellar mass 增长幅度相同，或者说对质量依赖很弱
- 但是这里的 stellar mass 是 CAMIRA 提供的，所以仅仅包含了 richness 所包括的红色星系（而且 weighted by probability）
- fig5 BCG stellar mass 具有类似趋势
- 高质量 BCG 增长比低质量 BCG 更慢，代表 downsizing effect？
- 在所有 mass bin 内 BCG mass 在 z=0.6 之后就不再增长
- cmodel magnitude 可能不会包含 BCG 的外围区域（ICL）的贡献，也许一定程度上是这个原因？
- fig6 BCG/total stellar mass ratio 的演化：越大质量/越近期的 halo 中 BCG 的主导地位越不明显，和 fig5 中 BCG 近期的缓慢增长有关
- fig7 三个可观测量和 halo mass 之间的 MOR
- stellar mass 和 halo mass 关系的斜率是比较稳定的（红移依赖性比较小）
- BCG stellar mass 和 halo mass 关系的斜率是 0.2~0.4
- N-M relationship 完全是一种封闭式的自身检验
Thoughts
#
- 相当于分 mass/redshift bin 研究 cluster 的性质，只是这里的 mass bin 统一按照 z=0.3 的 mass 确定
- 等价于建立一个不同红移之间质量相互对应的概率 model 然后实现不同红移的 cluster 之间的相互对应
- 可以根据概率分解到不同的 mass 上，会比重复多次求平均效果好一点（？）
- 这里的 halo mass 也是用 richness 反推出来的，所以对 MOR 的分析不是那么 solid？其实等价于 CAMIRA 给出的 richness 和 stellar mass 之间的关系
- CAMIRA 提供的 stellar mass 可能不是最精确的质量测量？