[論文レビュー] FIRBACK: I. A deep survey at 175 $μ$m with ISO, preliminary results

J.‐L. Puget, G. Lagache+11 more|arXiv (Cornell University)|Dec 2, 1998

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、赤外線宇宙望遠鏡のISOPHOT機器を用いた175 μmにおけるFIRBACKと呼ばれる深宇宙赤外線サーベイの予備結果を提示する。このサーベイは、IRASの深宇宙サーベイと比較して約10倍多い源密度を検出しており、これは高赤方偏移の赤外線高光度銀河における強い宇宙論的進化を示唆している。これらの銀河は、この波長における宇宙赤外線背景のわずか10%を占めており、全背景を説明するにはより弱いフラックスへの外挿が必要である。

ABSTRACT

FIRBACK is a deep survey conducted with the ISOPHOT instrument aboard the Infrared Space Observatory (ISO) at an effective wavelength of 175 $μ$m. We present here results we have obtained on the first field, the so-called Marano1 which covers around 0.25 square degree. We find that the source density for objects with a flux above 200 mJy exceeds the counts expected for sources found in the IRAS deep surveys with a similar flux by about an order of magnitude. Such an excess was expected on the basis of the high far infrared background detected with the FIRAS and DIRBE instruments aboard the Cosmic Background Explorer (COBE). These sources are likely to be redshifted infrared galaxies. The steep number counts indicate strong cosmological evolution in this population. The detected sources account for only 10 % of the cosmic IR background. An extrapolation of the counts down to about 10 mJy would be needeed to account for the whole background at this wavelength.

研究の動機と目的

• ISO衛星の深宇宙観測を用いて、175 μmにおける遠赤外線源の数密度を測定すること。
• COBEのFIRASおよびDIRBE機器によって検出された宇宙赤外線背景（CIB）の起源を調査すること。
• 深宇宙サーベイで観測された過剰な源密度が、高赤方偏移・進化した赤外線銀河に起因するかどうかを特定すること。
• 検出された源が175 μmにおける全宇宙赤外線背景に果たす寄与を評価すること。
• 全CIBを説明するため、源の数密度をより弱いフラックスへ外挿する必要があるかどうかを評価すること。

提案手法

• 赤外線宇宙望遠鏡（ISO）のISOPHOT機器を用いて、有効波長175 μmで深宇宙サーベイを実施した。
• 約0.25平方度の領域をカバーするMarano1領域に焦点を当てた。
• 200 mJy以上のフラックスを持つ対象の源密度を測定した。
• IRASの深宇宙サーベイの予測とCOBEの背景測定値とを比較した。
• 観測された数密度の外挿を用いて、宇宙赤外線背景への寄与を推定した。
• 観測された数密度と期待値の乖離を説明するための宇宙論的進化の役割を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 深宇宙サーベイにおける175 μmの遠赤外線源の数密度は何か？ これはIRASの予測とどのように異なるか？
• RQ2 このサーベイにおける源密度が、なぜIRASの深宇宙サーベイの予測をはるかに上回っているのか？
• RQ3 検出された源は、COBEによって測定された宇宙赤外線背景のどの程度を占めているか？
• RQ4 高赤方偏移赤外線銀河の集団における宇宙論的進化の役割は何か？
• RQ5 175 μmにおける全宇宙赤外線背景を説明するには、源の数密度をより弱いフラックスへ外挿する必要があるか？

主な発見

• 200 mJy以上のフラックスを持つ対象の源密度は、IRASの深宇宙サーベイからの予測を約1桁分上回っている。
• 観測された過剰は、COBEのFIRASおよびDIRBE機器が測定した高い遠赤外線背景と整合的である。
• 検出された源は、強い宇宙論的進化を経験している高赤方偏移・進化した赤外線銀河である可能性が高い。
• これらの源は、175 μmにおける宇宙赤外線背景のわずか10%程度を占めている。
• この波長における全宇宙赤外線背景を説明するには、約10 mJyまで数密度を外挿する必要がある。
• 急峻な数密度分布は、宇宙時間に伴う赤外線銀河集団の発光関数に顕著な進化が生じていることを示唆している。