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Galaxy assembly bias의 이론적 기원 galaxy assembly bias는 동일한 halo mass를 가진 halo들이더라도 형성 시기, 주변 환경, tidal field, merger history 등의 차이에 따라 서로 다른 clustering amplitude를 보이는 현상을 의미한다. 즉, halo mass만으로는 은하 집단의 분포를 완전히 설명할 수 없으며, halo의 “형성 과정” 자체가 clustering 특성에 영향을 준다는 사실이 galaxy assembly bias의 중심 개념이다. 이 현상은 단순한 bias 모델이 가정하는 mass-only dependence를 깨뜨리고, galaxy–halo connection이 훨씬 복잡하고 고차원적인 물리 과정을 포함한다는 점을 보여준다. assembly bias는 우주론적 초기 ..
Galaxy bias의 물리적 기원과 scale dependence galaxy bias는 은하 분포가 실제 물질(특히 dark matter) 분포를 어떤 방식으로 반영하는지를 설명하는 핵심 개념이다. 우주의 은하들은 dark matter halo 내부에서 형성되기 때문에 은하의 공간 분포는 halo의 분포와 밀접하게 연결되어 있다. 그러나 은하가 단순히 물질 밀도의 “정확한 사본”으로 존재하는 것은 아니며, 은하 형성 과정과 halo 물리, baryonic feedback 등 다양한 요인이 복합적으로 작용하면서 은하 분포는 dark matter 분포에 대한 편향(bias)을 갖게 된다. 이 현상이 바로 galaxy bias이며, large-scale structure 연구와 cosmological parameter 분석에서 반드시 고려해야 하는 핵심 요인이다. gala..
Cluster abundance와 cosmological parameter constraint galaxy cluster는 우주에서 가장 거대한 중력 결합 구조로, 암흑물질·가시 물질·고온의 intracluster medium(ICM)까지 포함한 복합적인 천체 집단이다. 이러한 거대 구조는 우주 전체의 밀도, 초기 요동의 크기, 구조 성장의 속도에 민감하게 반응하기 때문에, cluster abundance는 cosmological parameter를 정밀하게 제약하는 데 매우 중요한 관측 자료가 된다. 특히 cluster가 얼마나 자주, 어떤 질량 규모에서, 어느 redshift 구간에서 분포하는지를 분석하면 matter density parameter Ωm, 밀도 요동의 진폭 σ₈, dark energy의 영향, 중력 이론의 수정 여부까지 직접적으로 검증할 수 있다. cluster abundan..
Large-scale tidal field와 cosmic web의 형성 우주의 대규모 구조인 cosmic web은 은하, 필라멘트, 시트(sheet), 보이드가 복잡하게 얽혀 형성된 3차원 네트워크로 구성되어 있으며, 이러한 구조는 중력에 의해 장기간 진화한 밀도 요동의 결과다. 그러나 cosmic web의 형성은 단순히 밀도의 크고 작은 변동만으로 설명되지 않는다. 우주의 질량 분포가 만들어내는 large-scale tidal field가 밀도 요동의 성장 속도와 방향성을 결정함으로써, 구조가 어떤 모양을 취하며 어떤 패턴으로 배열되는지를 근본적으로 규정하기 때문이다. 즉, tidal field는 cosmic web의 ‘형태를 조각하는 힘’이라고 표현할 수 있다. large-scale tidal field는 gravitational potential의 공간적 기울기가 만든..
IGM metallicity evolution과 cosmic chemical enrichment IGM(intergalactic medium)의 금속 함량, 즉 metallicity는 우주가 첫 세대의 별과 은하를 형성한 이후 어떤 방식으로 화학적 진화를 겪어 왔는지를 보여주는 핵심 지표다. 금속은 별 내부 핵융합에서 생성된 뒤 초신성 폭발이나 항성풍을 통해 주변으로 방출되며, 은하 밖으로 유입된 금속은 IGM의 화학적 풍경을 바꾼다. 이러한 금속의 축적과 확산 과정은 cosmic chemical enrichment라고 불리며, 초기 은하 형성, 별 생성 속도, 피드백 강도, 은하의 바람(outflow), 그리고 대규모 구조의 형성 과정과 깊게 연결되어 있다. IGM metallicity evolution은 초기 우주의 population III 별에서 시작해, 점차 복잡한 형태의 은하·은하단 구조..
IGM temperature-density relation의 시간 진화 분석 IGM(intergalactic medium)의 온도–밀도 관계는 초기 우주 이후 가스가 어떤 방식으로 가열되고 냉각되었는지를 종합적으로 반영하는 핵심 열역학 지표다. 특히 temperature–density relation(TDR)은 IGM의 온도 T가 밀도 ρ와 어떤 방식으로 연결되는지를 나타내며, 일반적으로 T = T₀ (ρ/ρ̄)^(γ−1) 형태로 기술된다. 여기에서 T₀는 평균 밀도에서의 기저 온도를 의미하고 γ는 기체가 밀도에 따라 얼마나 가열 또는 냉각되는지를 나타내는 기울기다. 이 관계는 단순한 경험식이 아니라, 재이온화 이후 IGM이 겪는 복잡한 heating과 cooling, 밀도 요동과의 상호작용, adiabatic expansion 등 다양한 물리적 과정을 반영한 결과다. TDR의 ..