1. Monte Carlo simulacija protojata galaksija u COSMOS pregledu polja
Neven Tomičić
Fizički odsjek PMF-a, Sveučilište u Zagrebu
Mentorica: doc. Dr. sc. Vernesa Smolčić
3. veljače 2015

2. Sadržaj Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati Literatura2. 1.
Uvod
Podaci
Traženje protojata
Simulacije
Rezultati
Literatura
3. i 4. 5.

3. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
GRUPA GALAKSIJA
Slika 1 od: Rendgenski spektar – NASA / CXC /
Canada-France-Hawaii-Telescope / Coelum.
CfA / E.O’Sullivan; vidljivi spektar –
<50 gal., radijus do 2 Mpc
L~ 2x1010 Lʘ , M< 1014 Mʘ
v~ 150 km/s
JATA GALAKSIJA
gal., virijalizirane
L> 2x1010 Lʘ , M> 1014 Mʘ
v~ km/s
Galaksije: 5% mase
Tamna tvar: do 85% mase
Među-klasterski medij (ICN):
Slika 1: Stephanov Kvintet – grupa galaksija.
Slika 2 od :Hubble Space Telescope;
NASA/ESA
i) oko 10% mase
ii) T~108 K
iii) Zrači u rendgenskom području
Slika 2: Jato galaksija Virgo

4. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
PROTOJATO GALAKSIJA (PC)
predak jata
Nevirijalizirani skup
2 < z < 7
Traže se pomoću Voronoi dijagrama ili broja gustoće
disperzija brzina: km/s
hijerarhijski rast u jato:
Chiang et al. (2013)
Slika 3: Razvoj jata galaksija iz protojata
Spajanje
Stvaranje novih zvijezda
Sjajne i aktivne galaksije
U središtu su uočene:
AGN
vatrometne galaksije
(pod-milimetarske galaksije)
TIPOVI: Coma, Virgo i Fornax

5. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
CILJ RADA:
Monte Carlo simulacijom generirati
PC različitih tipova i crvenog pomaka (z)
karakteristike nedostataka metode traženja PC na nebu
(dok se koriste fotometrijska opažanja)
Kubo et al. 2015 ApJ
TRAŽENJE PC-A NA NEBU
(fotometrijska opažanja)
2 PROBLEMA
Slika 4: Protojato u SSA22 polju.
Odabir raspona z
Galaksije u polju
(engl. Field galaxies)
Neke galaksije PC-a se ne vide
KONTAMINACIJA
KOMPLETNOST
EFEKTIVNI RADIJUS

6. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
MONTE CARLO
Termodinamika
Sim,. et al. Mon.Not.Roy.Astron.Soc.
408 (2010) 1396
Široka klasa računalnih algoritama koja ima važnu ulogu u računalnoj fizici
Nasumično ponavljanje događaja
Nasumično postavljanje ansambla velikog broja objekata
Dinamičke simulacije
. . .
Nuklearna fiz.
simulation.html
CILJ: numerički rezultat ili
konačna raspodjela
Astronomija

7. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
Simulacije se baziraju na pridruživanju 3 vektora
Opis podataka
u COSMOS polju
DEKLINACIJA, REKTASCENZIJA, Z
Distribuciju brzine gal.
u protojatima
Distribucija površinske
gustoće galaksija R:
R: COSMOS katalog +
Chiang et al. (2013)
Preciznost fotometrijskog z
U COSMOS pregledu neba

8. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
PRECIZNOST FOTOMETRIJSKOG CRVENOG POMAKA
Slika 7: Usporedba
spektroskopskog i
fotometrijskog
crvenog pomaka
Smolčić et al. (2014)
Slika 5: Određivanje spektroskopskog z
Glavni doprinos pogrešci pri traženju protojata u
COSMOS pregledu neba
Slika 6 :Određivanje fotometrijskog z

9. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
VORONOI TESELACIJA
TRAŽENJE PROTOJATA
Promatra se nebo u rasponu:
Voronoi teselacija
Traži se središte
f (gustoće galaksija oko središta) -> δg
Slika 8: Voronoi dijagram
Slika 9: Postupak traženja PC u
COSMOS polju

10. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
PODRUČJA SA VIŠKOM GALAKSIJA (engl. overdensity) : δg
Slika 10: Shema računanja δg
Slika 11: Diferencijalni profil viška gustoće (δg)

11. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
SIMULACIJE I ANALIZA
Galaksije u polju +
Protojato
Metoda traženja protojata
Kontaminacija
Kompletnost
EFEKTIVNI RADIJUS

12. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
Simulacija galaksija u polju
COSMOS katalog
Slika 12: COSMOS polje i raspodjela po z
Slika 13: Simulacija galaksija u polju

13. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
Simulacija galaksija u protojatu
Chiang et al. (2013)
Slika 14: Diferencijalni profil viška gustoće
Središte PC: nasumično
Položaj galaksija u kružnim isječcima: nasumično postavljeni
Dodjeljivanje zphot !!!
Slika 15: Simulirano protojato

14. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
Dodjeljivanje fotometrijskog z
Slika 16: Računanje raspodjele nasumičnog dodjeljivanja fotometrijskog z galaksijama PC-a
Slika 17: Primjer raspodjele z simuliranih galaksija PC-a

15. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
KOMPLETNOST
Slika 18: Prikaz PC i izbacivanja galaksija čiji je z izvan zadanog raspona z

16. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
KONTAMINACIJA
Slika 19: Prikaz spajanja field galaksija i PC-a

17. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
Slika 20: COSMOS polje nakon traženja PC-a (Lijevo) i pravi PC (desno)
2 problema:
Koje galaksije jesu galaksije PC-a, a koje nisu?
Koliko smo galaksija PC-a izbacili iz našeg COSMOS polja (zbog z)?

18. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
Slika 21: Rekonstrukcija PC-a
REKONSTRUKCIJA
Slika 22: Diferencijalni broj galaksija po kružnim isječcima

19. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
Slika 24: Integralni, normirani broj gal.
Sve galaksije imaju istu masu
Slika 23: Površinska gustoća

20. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
REZULTATI i DISKUSIJA
Generirano je 15 PC, za svaki tip i z=2, 3, 4 i 5
Voronoi dijagrami i δg
D1) Voronoi: na većim z->PC teže izdvojiti od okruženja
D2) δg : glatka funkcija na malim z
Zbog nasumičnosti i malog broja galaksija
Slika 25: Voronoi dijagrami i δg

21. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
KOMPLETNOST I KONTAMINACIJA
D4)Kontaminacija:
Nepravilnija na većim z zbog nasumičnosti i malog broja gal.
Coma ima više galaksija od Fornaxa Δz
Slika 27:
Kontaminacija
Slika 26: Kompletnost u ovisnosti o z
D3) Kompletnost:
blago raste zbog Δz
Devijacija veća zbog nasumičnosti davanja z galaksijama

22. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
RAZLIKA I OMJERI EFEKTIVNIH RADIJUSA
D5) Efektivni radijusi:
Devijacija raste za veće z, zbog malog broja galaksija i nasumičnosti
Slika 28: Razlika i omjeri efektivnih radijusa izračunatih u ovom radu i iz Chiang et al. (2013)

23. Uvod Podaci Traženje protojata Simulacije Rezultati
Razlog razlikama u efektivnim radijusima?
Chiang et al. (2013):
Raspodjela mase na galaksije, halo tamne tvari i intra-klasterski plin
Unutar efektivnih radijusa se nalazi do 65% masa pojedinih haloa te do 40% ukupne mase PC
Ovaj rad:
-Sve galaksije imaju istu masu
Za z=2 i 3 : 65% galaksija se nalazi unutar efektivnog radijusa
Za z=4 i 5 : između 40% i 60% galaksija se nalazi unutar efektivnog radijusa
Slika 29: Efektivni radijusi u ovisnosti o crvenom pomaku

24. CILJ RADA:
karakteristike nedostataka metode traženja PC na nebu
(fotometrijska opažanja)
Monte Carlo simulacijom generirati
PC različitih tipova i crvenog pomaka
METODE i SIMULACIJE :
Metoda traženja
COSMOS katalog
Chiang et al. (2013)
Smolčić et al. (2014)
Galaksije u polju +
protojata
Efektivni
radijusi
Kontaminacija
Kompletnost
REZULTATI :
devijacija raste na većim z, zbog malog broja galaksija
Kompletnost blago raste zbog Δz
Kontaminacija raste sa r
Radijusi rastu na većim z
Razlike u radijusima- zbog raspodjele mase

25. Literatura Chiang, Overzier, Gebhardt 2013, ApJ, 779, 127
Smolčić, V., Karim, A., Miettinen, O., Novak, N., et al. 2014, A&A, prihvaćeno
Smolčić, V., Miettinen, O., Tomičić, N., et al. 2014, A&A, u pripremi
Sparke S. L. & Gallagher J.S. , 2007 , Galaxies in the Universe: An Introduction , in Cambridge Univer sity Press, p. 278 …

26. Hvala na pažnji!