Transcript preTomicic - Sveučilište u Zagrebu

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
Sadržaj
2.
1.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Uvod
Podaci
Traženje protojata
Simulacije
Rezultati
Literatura
3. i 4.
5.
Podaci
Traženje protojata
Simulacije
Rezultati
UVOD:
GRUPA GALAKSIJA
• <50 gal., radijus do 2 Mpc
• L~ 2x1010 Lʘ , M< 1014 Mʘ
• v~ 150 km/s
JATA GALAKSIJA
• 50-2000 gal., virijalizirane
Slika 1 od: Rendgenski spektar – NASA / CXC /
CfA / E.O’Sullivan; vidljivi spektar –
Canada-France-Hawaii-Telescope / Coelum.
Uvod
Slika 1: Stephanov Kvintet – grupa galaksija.
Slika 2 od :Hubble Space Telescope;
NASA/ESA
• L> 2x1010 Lʘ , M> 1014 Mʘ
• v~ 200-1000 km/s
•Galaksije: 5% mase
•Tamna tvar: do 85% mase
•Među-klasterski medij (ICN):
i) oko 10% mase
ii) T~108 K
iii) Zrači u rendgenskom području
Slika 2: Jato galaksija Virgo
Podaci
Traženje protojata
Simulacije
Rezultati
PROTOJATO GALAKSIJA (PC)
• hijerarhijski rast u jato:
Chiang et al. (2013)
• predak jata
• Nevirijalizirani skup
•2<z<7
•Traže se pomoću Voronoi
dijagrama ili broja gustoće
• disperzija brzina: 100-1000 km/s
Slika 3: Razvoj jata galaksija iz protojata
i) Spajanje
ii) Stvaranje novih zvijezda
iii) Sjajne i aktivne galaksije
•TIPOVI: Coma, Virgo i Fornax
U središtu su uočene:
AGN
vatrometne galaksije
(pod-milimetarske galaksije)
http://www.as.utexas.edu/~ykchiang/
Uvod
Uvod
Podaci
Traženje protojata
Simulacije
Rezultati
Kubo et al. 2015 ApJ 799 38
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)
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
KOMPLETNOST
KONTAMINACIJA
EFEKTIVNI RADIJUS
MONTE CARLO
Simulacije
Rezultati
Termodinamika
•Široka klasa računalnih algoritama
koja ima važnu ulogu u računalnoj
fizici
•Nasumično ponavljanje događaja
•Nasumično postavljanje ansambla
velikog broja objekata
•Dinamičke simulacije
• ...
Nuklearna fiz.
CILJ: numerički rezultat ili
konačna raspodjela
Astronomija
http://aramis.obspm.fr/~novak/animations.html
408 (2010) 1396
Traženje protojata
Sim,. et al. Mon.Not.Roy.Astron.Soc.
Podaci
http://miil.stanford.edu/research/
simulation.html
Uvod
Uvod
Podaci
Traženje protojata
Simulacije
Rezultati
PODACI
Simulacije se baziraju na pridruživanju 3 vektora
REKTASCENZIJA,
Z
Distribuciju brzine gal.
u protojatima
Distribucija površinske
gustoće galaksija
R: COSMOS katalog +
Chiang et al. (2013)
Preciznost fotometrijskog z
U COSMOS pregledu neba
R:
http://cosmos.astro.caltech.edu/
DEKLINACIJA,
Opis podataka
u COSMOS polju
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
http://lcogt.net/spacebook/redshift
Glavni doprinos pogrešci pri
traženju protojata u
COSMOS pregledu neba
Slika 6 :Određivanje fotometrijskog z
http://www.stsci.edu/~dcoe/BPZ/intro.html
Uvod
Podaci
Traženje protojata
TRAŽENJE PROTOJATA
Simulacije
Rezultati
VORONOI TESELACIJA
1. Promatra se nebo u rasponu:
2. Voronoi teselacija
3. Traži se središte
4. f (gustoće galaksija oko središta) -> δg
Slika 8: Voronoi dijagram
Slika 9: Postupak traženja PC u
COSMOS polju
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)
Uvod
Podaci
Traženje protojata
Simulacije
Rezultati
SIMULACIJE I ANALIZA
Galaksije u polju
+
Protojato
Metoda traženja protojata
Kontaminacija
Kompletnost
EFEKTIVNI RADIJUS
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
Podaci
Traženje protojata
Simulacije
Rezultati
Chiang et al. (2013)
Uvod
Simulacija galaksija u protojatu
Slika 14: Diferencijalni profil
viška gustoće
1. Središte PC: nasumično
2. Položaj galaksija u kružnim
isječcima: nasumično postavljeni
3. Dodjeljivanje zphot !!!
Slika 15: Simulirano protojato
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
Uvod
Podaci
Traženje protojata
Simulacije
Rezultati
KOMPLETNOST
Slika 18: Prikaz PC i izbacivanja galaksija čiji je z izvan zadanog raspona z
Uvod
Podaci
Traženje protojata
KONTAMINACIJA
Slika 19: Prikaz
spajanja field
galaksija i PC-a
Simulacije
Rezultati
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)?
Uvod
Podaci
Traženje protojata
Simulacije
Slika 21: Rekonstrukcija PC-a
REKONSTRUKCIJA
Slika 22: Diferencijalni broj
galaksija po kružnim isječcima
Rezultati
Uvod
Podaci
Traženje protojata
Simulacije
Rezultati
Slika 24: Integralni, normirani broj gal.
Sve galaksije imaju istu masu
Slika 23: Površinska gustoća
Uvod
Podaci
Traženje protojata
REZULTATI
Simulacije
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
Rezultati
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
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)
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
CILJ RADA:
Monte Carlo simulacijom generirati
PC različitih tipova i crvenog pomaka
karakteristike nedostataka
metode traženja PC na nebu
(fotometrijska opažanja)
METODE i SIMULACIJE :
COSMOS katalog
Chiang et al. (2013)
Smolčić et al. (2014)
REZULTATI :
Metoda traženja
Galaksije u polju
+
protojata
Kontaminacija
Kompletnost
• 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
Efektivni
radijusi
Literatura
1.
2.
3.
4.
5.
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
…
Hvala na pažnji!