[論文レビュー] ISOCAM observations in the Lockman Hole - I The 14.3 micron shallow survey: data reduction, catalogue, and optical identifications

D. Fadda, C. Lari+5 more|ArXiv.org|Jul 30, 2004

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 30被引用数 10

ひとこと要約

本論文は、赤外線宇宙望遠鏡のISOCAMを用いて、ロックマン穴領域における14.3 μmの浅い調査を実施し、高度なデータ還元および光度校正手法を用いて信頼性の高い源カタログを生成した。この調査では、それぞれ0.8、0.6、0.45 mJyで80%、50%、20%の完全性に達しており、r′ = 25まで光学的対応源を欠く源はわずか5%にとどまる。これは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の打ち上げまで、中赤外域データセットとして特異な存在である。

ABSTRACT

We present the image and catalogue of the 14.3 micron shallow survey of 0.55 square degrees in the region of the Lockman Hole (10h52m03s +57d21m46s, J2000) with the Infrared Space Observatory (ISO). The data have been analyzed with the recent algorithm by Lari et al. (2001) conceived to exploit ISO data in an optimal way, especially in the case of shallow surveys with low redundancy. Photometry has been accurately evaluated through extensive simulations and also the absolute calibration has been checked using a set of 21 stars detected at 14.3 micron, optical, and near-IR bands. On the basis of simulations, we evaluate that the survey is 80%, 50%, and 20% complete at 0.8, 0.6, and 0.45 mJy, respectively. Below the 20% completeness limit, fluxes are generally overestimated since the sources are preferentially detected if their positions correspond to positive oscillations of the noise. Moreover, from a comparison with the deep survey, we estimate that only sources brighter than 0.45 mJy are highly reliable. Only 5% of these sources do not have optical counterparts down to r'=25. Since none of the Spitzer imaging bands cover the 14.3 micron wavelength range, this data set will remain unique until the advent of the James Webb Space Telescope.

研究の動機と目的

• 赤外線宇宙望遠鏡のISOCAMデータを用いて、ロックマン穴領域における信頼性の高い14.3 μmの浅い調査を実施すること。
• 低再冗長性の浅い調査に最適化されたデータ還元アルゴリズムを開発・適用し、光度測定の精度を向上させること。
• 正確なフラックス測定値と位置情報を持つ包括的な源カタログを作成すること。
• 中赤外源の光学的対応源をr′ = 25マグニチュードまで同定すること。
• 広範なシミュレーションと校正チェックを通じて、調査の信頼性と完全性の限界を評価すること。

提案手法

• 浅い調査に特に適した低再冗長性のISOデータ処理に、Lariら（2001）のアルゴリズムを適用した。
• 異なるフラックスレベルにおける光度測定の精度と完全性の限界を評価するために、広範なシミュレーションを実施した。
• 14.3 μm、光学的および近赤外帯で検出された21個の星を用いて、絶対的光度校正を実施した。
• 光学的フォローアップ観測にはアイザック・ニュートン望遠鏡を用い、対応源を同定した。
• シミュレーション結果に基づき、それぞれ0.8、0.6、0.45 mJyで80%、50%、20%の完全性の閾値を定義した。
• より深い調査との比較を通じて信頼性を評価し、0.45 mJy以上の源が高信頼性であると結論づけた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ISOCAMデータを用いたロックマン穴領域における14.3 μmの浅い調査の光度測定の信頼性と完全性はどの程度か？
• RQ2 高再冗長性が欠如する状況下でフラックス測定はどの程度正確であり、ノイズの変動が源検出に与える影響は何か？
• RQ3 14.3 μmの中赤外源のうち、r′ = 25マグニチュードまで光学的対応源を欠く割合はどの程度か？
• RQ4 この調査の信頼性は、より深い調査と比較してどう異なるか？また、どのフラックスレベルで源が高信頼性と見なせるか？
• RQ5 なぜこのデータセットは特異的であり、なぜスパッティラーのバンドが14.3 μmの波長域をカバーしていないという点で、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の打ち上げまで独自性を保っているのか？

主な発見

• シミュレーション結果に基づき、調査は0.8 mJyで80%完全、0.6 mJyで50%完全、0.45 mJyで20%完全である。
• 20%完全性の閾値未満のフラックスは、正のノイズ変動への検出バイアスのため、系統的に過大評価される。
• 0.45 mJy以上の源は、より深い調査との比較によって高信頼性であると確認された。
• カタログに含まれる源のうち、わずか5%がr′ = 25マグニチュードまで光学的対応源を欠くにとどまる。
• スパッティラーの画像バンドが14.3 μmの波長域をカバーしていないことから、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の打ち上げまで、このデータセットは独自性を保っている。
• 21個の星の多波長検出を用いた絶対的光度校正により、フラックス測定の高精度が検証された。