红移 z~3 时银河系大尺度结构及其宇宙学意义

我们报告发现了一个在红移为 <z>=3.090 处的高度显著的银河系浓度结构。该结构在对数谱红移直方图中清晰可见，数据来源于在 9'×18' 的观测场中对光谱选定的“Lyman 破界”天体进行的红移测量，测得 78 个红移范围在 2.0 < z <3.4 之间。该结构在天平面投影的尺寸至少为 11'×8'，或 14h_{70}^{-1} × 10h_{70}^{-1} Mpc（以共轨距离计；Ω_M=1）。该浓度结构包含 15 颗星系和一颗微弱（R=21.7）的 QSO。我们将该结构置于多种宇宙学模型的背景下进行讨论，认为 Lyman 破界星系必须是非常偏向质量的探测器，其有效偏差值在质量尺度 M~10^{15}M_{\sun} 处，从 Ω_M=0.2 时的 b~2 到 Ω_M=1 时的 b >~6 不等。 在冷暗物质情景下，较大的偏差值暗示单个 Lyman 破界星系与质量为 M~10^{12} M_{\sun} 的暗暗面板相关联，从而强化了这些天体作为当今时代巨型星系祖先的解释。对额外观测场的光谱初步结果表明，此类大尺度结构在 z~3 时相当常见，约有一个类似结构存在于每个调查场中。所推断的空间密度与我们正在观测的中等丰富度星系簇早期非线性演化的可能性相吻合。最后，发现的调查中一颗 QSO 的光谱（z_{em} = 3.356）在拥有最多星系数目的 3 个红移箱中显示出金属线吸收系统，分别为 z = 2.93、3.09 和 3.28。这些结果是旨在探索 2.7 <~ z <~ 3.4 范围内星系形成天体性质与分布的“定向”红移调查的首次结果。