[論文レビュー] A multi-wavelength survey of AGN in the XMM-LSS field: I. Quasar selection via the KX technique

Theodoros Nakos, J. P. Willis+17 more|ArXiv.org|Dec 18, 2008

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 49被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、XMM-LSS領域におけるクェーサー候補を抽出するための多波長フィルタ法であるKX技術を提案する。93個のKXで選別された候補のうち25個がSED解析および分光測定によりクェーサーとして確認され、27%の確認率と90%の完全性を達成した。これは、青色クェーサーおよび赤化されたクェーサー、とりわけレアなタイプ2クェーサーを含む、両方のタイプを効果的に同定できることを示している。

ABSTRACT

AIMS: We present a sample of candidate quasars selected using the KX-technique. The data cover 0.68 deg^2 of the X-ray Multi-Mirror (XMM) Large-Scale Structure (LSS) survey area where overlapping multi-wavelength imaging data permits an investigation of the physical nature of selected sources. METHODS: The KX method identifies quasars on the basis of their optical (R and z') to near-infrared (Ks) photometry and point-like morphology. We combine these data with optical (u*,g'r',i',z') and mid-infrared (3.6-24 micron) wavebands to reconstruct the spectral energy distributions (SEDs) of candidate quasars. RESULTS: Of 93 sources selected as candidate quasars by the KX method, 25 are classified as quasars by the subsequent SED analysis. Spectroscopic observations are available for 12/25 of these sources and confirm the quasar hypothesis in each case. Even more, 90% of the SED-classified quasars show X-ray emission, a property not shared by any of the false candidates in the KX-selected sample. Applying a photometric redshift analysis to the sources without spectroscopy indicates that the 25 sources classified as quasars occupy the interval 0.7 < z < 2.5. The remaining 68/93 sources are classified as stars and unresolved galaxies.

研究の動機と目的

• 従来の光学色選別法に起因するバイアスを克服する多波長光度測定法を用いたクェーサー候補の選別手法を開発・検証すること。
• KX技術が、UV過剰法で見逃されがちな通常の青色クェーサーおよび赤化・本質的に赤いクェーサーを同定する性能を評価すること。
• SED分類と分光的追従観測を用いて、KXで選別されたサンプルの汚染度と完全性を評価すること。
• 特に近赤外領域を対象として、大面積調査における分光的追従観測の優先順位を決定する信頼性が高く効率的な手法を提供すること。

提案手法

• KX技術は、クェーサーの非熱的スペクトルエネルギー分布（SED）に起因するKsバンドにおける近赤外過剰と、点状の画像形状に基づいてクェーサーを同定する。
• クェーサーは、非熱的SEDに起因する特徴的な色-色領域（R′−z′、z′−Ks）に位置づけられ、星や銀河と明確に分離される。
• u∗g′r′i′z′、Ks、および中赤外（3.6–24 μm）バンドからの多波長データを用いて、スペクトルエネルギー分布（SED）を再構築し、候補を分類する。
• 非分光的対象については、赤方偏移分布を推定するために光度赤方偏移を計算し、確認されたクェーサーは0.7 ≤ z ≤ 2.5の範囲に分布している。
• KX手法の効率は、E = Nf² / (Ne × Nc) の式で定量化され、ここでNfは確認されたクェーサー数、Neはモデルから予想されるクェーサー数、Ncは全候補数である。
• 分光的赤方偏移を用いてSED分類の妥当性を検証した。25体のSED分類クェーサーのうち12体が分光的に確認された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 KX技術は、UV過剰法で見逃されがちなクェーサーを含め、広い赤方偏移範囲にわたってクェーサーを効果的に選別できるか？
• RQ2 KXで選別されたサンプルの汚染度は、他の光度測定選別法と比較してどの程度か？
• RQ3 色基準のみに依存する手法と比較して、SED解析はクェーサー候補選別の信頼性をどの程度向上できるか？
• RQ4 KX手法は、深さのある多波長調査においてクェーサーを同定する際に、完全性と効率の両面でどの程度の性能を示すか？

主な発見

• KX技術は、XMM-LSS領域の0.68 deg²から93体のクェーサー候補を抽出し、うち25体がSED解析および分光測定によりクェーサーとして確認された。
• KXで選別されたサンプルの確認率は27%であり、E = Nf² / (Ne × Nc) で定義される全体の効率は約25%であった。
• サンプルの完全性は90%に達しており、Ks < 18の領域におけるKXで選別されたクェーサーの有効表面密度は46 ± 9 deg⁻²であり、モデル予測の50 deg⁻²と一致している。
• 確認されたクェーサーの90%がX線放射を示しており、これは偽陽性候補には見られない特徴である。これにより、選別手法の信頼性が裏付けられた。
• タイプ2クェーサーが1体検出された。これは、より厳しい色カットでは見逃されがちなタイプであり、本手法が本質的に赤いまたは遮へいされたクェーサーを同定できる能力を示している。
• 非分光的対象の光度赤方偏移の推定結果から、確認されたクェーサーは0.7 ≤ z ≤ 2.5の赤方偏移範囲に分布しており、典型的なクェーサー集団と整合的である。