新一代星系红移巡天为我们提供了前所未有的巨大3维星系样本,它不仅可以加深我们对星系形成和宇宙大尺度结构的了解,同时使精确测量宇宙的动力学和运动学成为可能。本项目旨在通过对2dF和SDSS巡天资料的统计分析,借助于高精度大规模的宇宙学数值模拟,探讨星系及宇宙大尺度结构的形成和演化研究中的热点研究课题,其中包括宇宙大尺度结构的统计特征、暗晕及星系的偏袒、不同型态星系的起源和演化、星系形成的半解析模型、联合多种观测对宇宙学参数的测定等。在此研究基础上,结合我国重大科学工程LAMOST的技术特点,进一步探讨基于LAMOST的宇宙学,为LAMOST星系红移巡天科学目标的制定、完善和实现积累重要的研究经验。
通过对国际最新星系巡天资料2dF和SDSS的统计分析,并借助于高分辨率宇宙学数值模拟,探讨了星系及宇宙大尺度结构形成和演化研究中的热点研究课题,研究宇宙中重子物质对宇宙大尺度结构的影响,暗晕的结构和成团特征,发现了暗晕的成团对其年龄的依赖性,以及星系分布对暗晕形成历史的相关性。系统独立发展了星系形成的半解析模型,我们利用高分辨模拟具有分辨次结构的优势,对气体冷却和星系并合等部分物理过程给出了更合理的描述,从而解决了以往模型中普遍存在的一些突出问题。 通过对星系红移巡天样本的成团分析,指出了星系成团性及运动性特征随其物理性质的变化,并在星系形成的半解析模型框架下给出了合理的解释。进一步完善了具有高阶精度的宇宙多相流体动力学的数值模拟程序WIGEON, 并应用于研究宇宙中重子物质的分布,并探讨了重子物质和暗物质在空间分布和动力学特征上的差异。基于多尺度分析方法,提出了宇宙学统计的快速算法,这将使我们能在更广泛的位形空间研究宇宙中物质分布的统计特征。结合高分辨数值模拟和半解析模型,建立了LAMOST的星系红移巡天样本,这对开展LAMOST的科学目标研究将具有非常重要的意义。