[論文レビュー] Deep Extragalactic VLBI-Optical Survey (DEVOS) II. Efficient VLBI detection of SDSS quasars

S. Frey, Leonid Gurvits+4 more|ArXiv.org|Nov 6, 2007

Radio Astronomy Observations and Technology参考文献 20被引用数 9

ひとこと要約

本研究では、SDSSおよびFIRST調査の光学的特徴を持つクェーサーを、5 GHz帯でのVLBI検出に効率的に事前選別する手法を提示する。flux密度およびコンパクト性基準のみを用いて、26個中22個（85%）の検出率を達成した。この手法により、宇宙物理学的・宇宙論的研究のための高解像度電波-光学クェーサー標本を、大規模かつリソース効率よく構築できる。

ABSTRACT

Context: The Deep Extragalactic VLBI-Optical Survey (DEVOS) aims at constructing a large sample of compact radio sources up to two orders of magnitude fainter than those studied in other Very Long Baseline Interferometry (VLBI) surveys. Optical identification of the objects is ensured by selecting them from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) list. Aims: While continuing to build up the DEVOS data base, we investigated how the VLBI detection rate could be enhanced by refining the initial selection criteria introduced in the first paper of this series. Methods: We observed 26 sources in two adjacent, slightly overlapping 2 deg radius fields with the European VLBI Network (EVN) at 5 GHz frequency on 2 March 2007.The phase-reference calibrator quasars were J1616+3621 and J1623+3909. The objects selected were unresolved both in the Faint Images of the Radio Sky at Twenty-centimeters (FIRST) survey catalogue and the SDSS Data Release 4. Results: We present images of milli-arcsecond (mas) scale radio structures and accurate coordinates of 24 extragalactic sources. Most of them have never been imaged with VLBI. Twenty-two compact radio sources (85% of our initial sample) are considered as VLBI detections of the corresponding optical quasars in SDSS. We found an efficient way to identify quasars as potential VLBI targets with mas-scale compact radio stucture at >1 mJy level, based only on the FIRST and SDSS catalogue data by applying simple selection criteria.

研究の動機と目的

• 観測リソースの要求を低減するために、ターゲット選別基準を精緻化することで、Deep Extragalactic VLBI-Optical Survey (DEVOS) のスループットを向上させること。
• 公開済みのSDSSおよびFIRST調査データのみを用いて、5 GHz帯のVLBI画像法で検出可能なコンパクトで電波活性なクェーサーを、信頼性の高いデータ駆動型の方法で事前選別する。
• 光学および低解像度電波データを活用して、最も有望な候補に限定して、VLBIで画像化可能な銀河系外天体の数を増加させること。
• SDSS光学座標が、クェーサーの位相参照VLBI観測において十分に正確に使用可能であるかどうかを検証すること。
• 現在のカタログデータに基づいて、大規模なVLBI-光学調査の潜在的収量を推定すること。

提案手法

• ターゲット選別は、FIRST調査で未分解であり、1.4 GHz帯で統合flux密度が20 mJyを超えるSDSSクェーサーを特定することに基づいた。
• 研究では、2つの隣接する2°半径の領域に26個の天体を含む標本を、欧州VLBIネットワーク（EVN）を用いて5 GHz帯で位相参照法（カリブレーター：J1616+3621およびJ1623+3909）で観測した。
• データの減衰処理および画像化には、標準的なVLBIキャリブレーションおよび画像化技術（位相参照およびセルフキャリブレーションを含む）を用いた。
• 源の検出および天体測位の整合性は、VLBI位置とSDSS光学座標、FIRST調査データを比較することで検証した。
• 選別基準の効率性は、初期サンプルサイズとVLBI検出数、および光学および電波バンドにおける既知のコンパクト性を比較することでテストした。
• 本手法は、FIRSTおよびSDSSで未分解の源は、ミリアーセコンドスケール解像度で検出可能なコンパクトでコア主導の電波放射を有すると考えられるという仮定に依存している。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SDSSおよびFIRST調査データのみに基づく事前選別によって、VLBI調査で高い検出率を達成できるか？
• RQ2 未分解の光学的および電波的形態を基準にした選別が、5 GHz帯で検出可能なコンパクトな電波源を同定するうえでどの程度効率的か？
• RQ3 SDSS光学座標は、位相参照VLBI観測のための信頼できる事前位置としてどの程度利用可能か？
• RQ4 観測された検出率を踏まえて、FIRSTおよびSDSSデータのみを用いた大規模なVLBI-光学調査の期待される収量は何か？
• RQ5 FIRSTのflux密度が20 mJyを超える既知のSDSSクェーサーのうち、洗練された選別法を用いてVLBIで検出可能と予想されるのは何個か？

主な発見

• 本研究では、EVNを用いて5 GHz帯で26個中22個（85%）のSDSSクェーサーを成功裏に画像化し、85%のVLBI検出率を達成した。
• 24個のVLBIで同定された源のうち20個は、ミリアーセコンドスケール解像度で新たに検出されたものであり、銀河系外の空域に未解明の電波構造が多数存在することを示唆している。
• 本手法により、ピークflux密度が位相参照カリブレーター（80 mJy）と同等の5つの源が検出された。これは、それらが最もコンパクトで明るい電波源に属する可能性が高いことを示している。
• 2つの源（J163020.7+375656およびJ163302.1+392427）は、5 GHz帯で検出可能なコンパクト構造を示さなかった。これは、拡張した電波放射または低いコア主導度を示している可能性がある。
• 本研究とDEVOSパイロットプロジェクト（論文I）の両方の検出率を合算すると、光学（SDSS）および電波（FIRST）で両方ともコンパクトで、S1.4 > 20 mJyを満たすクェーサーでは、ほぼ90%の検出率に達する。
• SDSS DR6クェーサー全サンプルに本選別基準を適用した場合の検出率を外挿すると、約7,500件の潜在的VLBI検出が得られ、大規模かつ高精度な電波-光学調査が可能になると推定される。