Автореферат (1149492), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Для учетаэффектов селекции, искажающих истинное распределение источников ИГВ, проводитсясравнение наблюдаемого распределения с модельными фрактальными и однородными каталогами. Для моделирования эффекта Малмквиста используется аппроксимация видимой функции светимости ИГВ. Также рассмотрен случай с учетом поглощения в плоскости Галактики. Данный подход позволяет изучать пространственную структуру сразувсей выборки без искусственных усечений.В результате моделирования искусственных неоднородных распределений галактиквпервые было установлено, что метод анализа распределения пар взаимных расстоянийобладает устойчивостью ко многим эффектам селекции.
Этот результат имеет большуюзначимость для дальнейшего его применения в других обзорах галактик.Научная и практическая ценность работыВ рамках данной работы были впервые обнаружены с большой степенью достоверностинеоднородности пространственного распределения галактик с масштабами до 1 000 Мпк иамплитудой порядка 20%. Эти выводы принципиально важны для дальнейшего развитиямоделей образования и эволюции крупномасштабной структуры Вселенной. В частностидля объяснения таких неоднородностей в рамках ΛCDM модели требуется разработатьмеханизм значительного роста байеса с красным смещением.7Полученные результаты по анализу крупномасштабных неоднородностей в глубокомполе COSMOS, необходимо использовать для разработки более совершенных моделей эволюции крупномасштабной структуры в теоретической космологии.
Разработанная методика анализа совокупности глубоких полей может быть использована многими группамиисследующими неоднородное распределение галактик вдоль луча зрения узкоугольныхобзоров.Исследование метода попарных расстояний показало его устойчивость к эффектам селекции и работоспособности даже с малыми объемами выборок.
Это свойство данного метода особенно ценно для трудоемких обзоров, в которых предварительный анализ малогочисла имеющихся объектов существенно определяет стратегию планируемых дальнейшихнаблюдений.Основные результаты, выносимые на защитуВ настоящей работе проводится расчет размеров и амплитуд неоднородностей радиального распределения галактик обзора COSMOS [17] с учетом вариации формы пространственной корреляционной функции галактик и существенно не сферической геометриивыборки. Проведено сравнение наблюдаемых флуктуаций с предсказаниями ΛCDM модели и сделан вывод о наличии существенно больших размеров и амплитуд коррелированныхструктур, чем ожидалось в теоретических моделях эволюции небарионной темной материи, и, следовательно, о необходимости больших значений байеса на больших красныхсмещениях.
Полученные результаты подтверждаются недавно опубликованными данными глубокого обзора галактик ALHAMBRA [20], в котором поле Field 4 находится внутриобласти обзора COSMOS. Также есть согласие с результатами наблюдений поля COSMOSв субмиллиметровом диапазоне [13].Наличие положительной корреляции флуктуаций чисел галактик в независимых обзорах одного и того же глубокого поля указывает на реальность флуктуаций плотностивидимой материи. Отсутствие корреляции между флуктуациями в разных полях свидетельствует о независимости структур, видимых в разных направлениях на небесной сфере. Это также указывает на отсутствие влияния универсальных систематических ошибок(типа “спектральной пустыни”), которые могли бы имитировать обнаруженные коррелированные структуры.На защиту выносятся следующие основные результаты:• Флуктуации плотности видимой материи (плотность числа галактик вдоль луча зрения) в глубоких обзорах галактик COSMOS, zCOSMOS, UltraVISTA, XMM-COSMOS,ALHAMBRA, HDF-N имеют размеры до 1 000 Мпк и амплитуду до 20% на красныхсмещениях z ∼ 2.• Коэффициент корреляции Пирсона между флуктуациями числа галактик, полученных в независимых выборках одного и того же поля COSMOS, достигает значения8R = 0.70 ± 0.16, что является свидетельством реальности обнаруженных неоднородностей.• Коэффициент корреляции между флуктуациями числа галактик в глубоком полеCOSMOS и находящемся от него на угловом расстоянии в 60 градусов глубоком полеHDF-N имеет значение R = −0.20 ± 0.31, что подтверждает независимость флуктуаций для сильно разнесенных направлений на небесной сфере, а также отсутствиеодинаковых систематических ошибок фотометрических красных смещений, которыеприводили бы к сильной корреляции флуктуаций в любых направлениях.• Величина параметра галактического байеса относительно флуктуаций небарионнойтемной материи составляет b ∼ 8, что требует развития ΛCDM теории образованиякрупномасштабной структуры, допускающей раннее формирование галактик.• Создан комплекс программ для моделирования искусственных распределений галактик с учётом геометрии выборок и функции светимости, позволяющий оцениватьточность определения фрактальной размерности.• Фрактальная размерность ИГВ составляет D = 2.55 ± 0.06 на масштабах 2 ÷ 6 Гпк.Методы условной плотности и попарных расстояний дают взаимно согласующиесярезультаты.
Сравнение с оценкой фрактальной размерности галактик в обзоре CF-2свидетельствует об эволюции корреляционных свойств распределения галактик.Достоверность результатовРезультаты, полученные в работах [8] и [9] для оптических данных глубокого поля COSMOS,подтверждаются результатами исследований в других диапазонах волн: неоднородности,обнаруженные с использованием фотометрических красных смещений, совпадают с неоднородностями, обнаруженными в спектральных обзорах исследуемых полей в интервалеобщих масштабов.Результаты работы [10] имеют высокую степень достоверности, так как согласуются срезультатами, полученными ранее другими авторами другими методами.
Достоверностьвыводов, полученных в работе [10], проверена моделированием искусственных распределений галактик с заранее заданными свойствами.Апробация результатовРезультаты диссертации докладывались на следующих международных конференциях:• The International Student Conference “Science and Progress”, Russia, Saint-Petersburg,SPbSU, 10-14 november 2014,(http://www.phys.spbu.ru/files/Book-of-abstracts-2014.pdf);9• The International Conference “Sobolev-100 Conference, Radiation mechanisms of astrophysical objects”, Russia, Saint-Petersburg, Pulkovo (MAO RAS), 21-25 september 2015,(http://www.astro.spbu.ru/Sobolev100/sites/default/files/Sobolev-100.pdf);• The International Conference “SN 1987A, Quark Phase Transition in Compact Objectsand Multimessenger Astronomy”, Russia, Terskol (BNO INR RAS), Nizhnij Arkhyz (SAORAS), 2-8 July 2017,(https://www.sao.ru/hq/grb/conf_2017/proceedings.html).Содержание диссертацииДиссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения.
Общий объем диссертации 95 страниц. Диссертация содержит 15 таблиц и 61рисунок. Список литературы включает 76 наименований.Во Введении обосновывается актуальность работы. Представлен обзор литературы натематику крупномасштабной структуры Вселенной, результатов обработки современныхнаблюдений и новых методов анализа пространственных структур.
Описывается постановка целей и задач диссертации, научная новизна, научная и практическая ценностьисследования. Формулируются результаты, выносимые на защиту, приводятся сведения опубликациях и апробации работы с указанием личного вклада автора.В первой главе подробно описываются используемые каталоги галактик в узкоугольных полях COSMOS и HDF-N.
Затем следует описание метода флуктуаций, включающеев себя проверку альтернативных аппроксимаций, предсказания ΛCDM-модели на основегипотезы о галактическом байесе, вводится понятие коэффициента корреляции и приведенной дисперсии.Согласно [19, 24] распределение галактик в глубоких обзорах удачно аппроксимируетсяэмпирическим выражениемβNmod (z, ∆z) = Az α e(−z/z0 ) ∆z,(1)где Nmod (z, ∆z) – число галактик в интервале (z, z +∆z).
Параметры α, β и z0 варьируютсяс помощью метода наименьшихквадратов, а A – постоянная, нормирующая интеграл наZполное число галактик ( Nmod dz=Ntot ). Формула (1) также подтверждается на модельныхвыборках галактик в [2].Метод флуктуаций (Рис. 2) позволяет оценить масштабы неоднородностей по глубоким обзорам галактик, используя большие бины по красному смещению (∆z = 0.05 ÷ 0.3),превышающие точность фотометрической оценки красного смещения (δz ∼ 0.012(1 + z)).Такие бины содержат большое число галактик (N (∆z) ∼ 10 000), благодаря чему шумПуассона (∼ 1/N 1/2 ) будет мал (σP ∼ 0.01), что позволяет обнаружить флуктуации, связанные с крупномасштабными неоднородностями в распределении галактик. Существен-10ным развитием метода является точный учёт геометрии выборки и изменение формыпространственной корреляционной функции.Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
