[論文レビュー] First Insights into the SWIRE Galaxy Populations

C. J. Lonsdale, M. Polletta+30 more|Jun 8, 2004

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 107

ひとこと要約

本論文は、スパッツァーのIRACおよびMIPSデータ（3.6–24 μm）と、深紫外・可視光画像（U, g′, r′, i′）を組み合わせた、SWIREロックマンホール検証領域における銀河集団の最初のディープマルチウェーブレングス解析を提示する。異常な集団が同定された：[3.6–4.5] μm色が著しく青色（最大7.2σのずれ）であり、[3.6–24] μm色が極めて赤色（最大7.9σ）であるもので、これらは赤方偏移z = 0.37–2.85の星形成爆発銀河（starbursts）、ULIRGs、および高赤方偏移AGNと解釈される。赤外全波長放射能は10¹⁰.³から10¹³.⁷ L⊙の範囲であり、スパッツァーがレアで明るく遠方の赤外源に敏感であることを強調する。

ABSTRACT

We characterize the SWIRE galaxy populations in the SWIRE validation field within the Lockman Hole, based on the 3.6-24$μ$ Spitzer data and deep U,g',r',r' optical imaging within an area ~1/3 sq. deg for ~16,000 Spitzer-SWIRE sources. The entire SWIRE survey will discover over 2.3 million galaxies at 3.6$μ$m and almost 350,000 at 24$μ$m; ~70,000 of these will be 5-band 3.6-24$μ$ detections. The colors cover a broad range, generally well represented by redshifted spectral energy distributions of known galaxy populations, however significant samples of unusually blue objects in the [3.6-4.5]$μ$m color are found, as well as many objects very red in the 3.6-24$μ$m mid-IR. Nine of these are investigated and are interpreted as star-forming systems, starbursts and AGN from z=0.37 to 2.8, with luminosities from L$_{IR}$=10$^{10.3}$ to 10$^{13.7}$ L$_{\odot}$

研究の動機と目的

• 深紫外・可視光データと組み合わせた、SWIREロックマンホール検証領域における銀河集団の特徴を付与する。
• 極めて中赤外色が極端な、または異常な源の同定と解釈を行う。
• 高赤方偏移で赤外全波長放射能の高い銀河（ULIRGsやAGNを含む）の検出可能性と性質を評価する。
• 全SWIRE調査のためのフラックスキャリブレーションおよびデータ処理パイプラインの妥当性を検証する。
• スパッツァーがz > 2のハイパーライト赤外銀河（HyLIRGs）を検出できる可能性を検討する。

提案手法

• SWIREロックマンホール検証領域（0.3平方度）で、スパッツァーIRACおよびMIPSを用いて3.6–24 μmの画像を取得した。
• 多波長SED解析を可能にするために、U, g′, r′, i′バンドの深紫外・可視光画像と統合した。
• SExtractorを用いてIRACでは5.8″アパーチャ、MIPSでは12″アパーチャのfluxを抽出し、星のキャリブレーションから得たアパーチャ補正を適用した。
• 機器固有のデータリダクションを実施：残留画像、電子的オフセット、スキャンミラーのフラットフィールド補正を施した。
• 標準銀河テンプレート（例：Sa、Sdpec、HII、QSO）とA_V消光を用いたスペクトルエネルギー分布（SED）フィッティングによりSEDを再構築した。
• テンプレートフィットからの統計的ずれ（例：[3.6–4.5]色が予想値から3σ以上ずれている）を用いて外れ値を同定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 中赤外と可視光のSEDに基づくSWIREロックマンホール検証領域における支配的銀河集団は何か？
• RQ2 一部の源が異常に青色の[3.6–4.5] μm色を示す理由は何か？その背後にある物理的メカニズムは何か？
• RQ3 一部の源が極めて赤色の[3.6–24] μm色を示す原因は何か？これは既知の銀河タイプとどのように関係するか？
• RQ4 スパッツァーは高赤方偏移で赤外全波長放射能の高いAGNやULIRGsを検出可能か？それらの赤方偏移および放射能分布はどのようなものか？
• RQ5 全SWIRE調査のためのフラックスキャリブレーションおよびデータリダクションパイプラインの信頼性はどの程度か？

主な発見

• テンプレートフィットからのずれが最大7.2σに達する、異常に青色の[3.6–4.5] μm色を示す9つの源が同定され、赤方偏移はz = 0.37から2.85、赤外全波長放射能は10¹⁰.³から10¹³.⁷ L⊙の範囲であった。
• これらの青色源は、星形成銀河、星形成爆発銀河、またはAGNテンプレートに最もよくフィットし、2.35 μmの強力なCO吸収が4.5 μムバンドに赤方偏移されたことが、説明として妥当である。
• 63個の源のうち42個（[3.6–24] μm > 7.5 mag）が極めて赤色と確認され、赤方偏移はz = 0.37から2.85、赤外全波長放射能（log L₃₋₁₀₀₀μm）は11.1から13.7 L⊙の範囲であった。
• 赤色源はULIRGs、星形成爆発銀河、AGNと整合的であり、特にz > 2の高赤方偏移系はHyLIRGの放射能範囲に位置する。
• 赤色源の17%で3.6 μmのフラックスに異常（残留画像やオフセット由来）が確認され、カタログ全体の偽源レートは0.06%であった。
• スパッツァーの24 μm感度のおかげで、温いダスト放射源であるAGNや高赤方偏移の赤外全波長放射能の高い銀河が検出可能であり、これは初期の巨大銀河系形成を研究する上で不可欠である。