[論文レビュー] ISOCAM observations in the Lockman Hole - II The 14.3 micron deep survey: data reduction, catalogue and source counts

Laura Bisigello, C. Lari+4 more|ArXiv.org|Jul 30, 2004

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 19

ひとこと要約

本論文は、ロックマンホール領域における深さ14.3 µmのISOCAMサーベイを提示し、データを低減して1 mJyの限界で90%の完全性を持つ283個の銀河系外源のカタログを生成した。研究では赤外銀河系の強い進化が確認され、85%の源が光学的対応体を有しており、星として分類される源はわずか6%であった。これは、宇宙赤外背景の主要寄与者として、進化する-dusty 星形成銀河のモデルを支持する。

ABSTRACT

We present a new analysis of the ISOCAM 14.3 micron deep survey in a 20x20 square arcmins area in the Lockman Hole. This survey is intermediate between the ultra-deep surveys and the shallow surveys in the ELAIS fields. The data have been analyzed with the method presented by Lari et al. (2001). We have produced a catalogue of 283 sources detected above the 5-sigma threshold, with fluxes in the interval 0.1-8 mJy. The catalogue is 90% complete at 1 mJy. The positional accuracy, estimated from the cross-correlation of infrared and optical sources, is around 1.5 arcsec. The search for the optical counterparts of the sources in the survey is performed on a medium-deep r' band optical image (5-sigma depth of r'=25), making use of the radio detections when available. The photometry has been checked through simulations and by comparing the data with those presented in a shallower and more extended ISOCAM survey in the Lockman Hole, that we have presented in a companion paper. Only 15% of the 14.3 micron sources do not have an optical counterpart down to r'=25 mag. We use the 6.7/14.3 micron colour as a star/galaxy separator, together with a visual inspection of the optical image and an analysis of the observed Spectral Energy Distribution of the ISOCAM sources. The stars in the sample turn out to be only 6% of the sample. We discuss the 14.3 micron counts of extragalactic sources, combining our catalogue with that obtained from the shallower ISOCAM survey. The data in the two surveys are consistent, and our results fully support the claims in previous works for the existence of an evolving population of infrared galaxies, confirming the evident departure from non-evolutionary model predictions.

研究の動機と目的

• ISOCAMデータを用いてロックマンホール領域における深さ・高コマ数の14.3 µmサーベイを実施し、微弱な赤外源を調査すること。
• 改良された技術を用いてISOCAMデータを低減・校正し、フラックスの正確性と完全性を確保すること。
• 銀河系外源カウントに適した正確な位置とフラックスを持つ信頼性の高い源カタログを作成すること。
• 多波長データとSED解析を用いて光学的対応体を特定し、源を星か銀河かに分類すること。
• 14.3 µm源カウントを測定し、赤外銀河系の宇宙的進化を検証すること。

提案手法

• Lariら（2001）のデータ低減法を用い、ロックマンホールの20×20弧分領域におけるISOCAM 14.3 µm観測データを処理した。
• 5-σ検出閾値を用いて、0.1〜8 mJyのフラックスを持つ283個の源を同定した。
• ISOカイブック要因を用いてフラックスを校正し、ISOとIRASのゼロポイント間に約10%の乖離を補正した。
• 中程度深さのr’帯画像（5σ深度 r’=25）と、利用可能な場合の電波データを用いて光学的クロス識別を行った。
• 6.7/14.3 µm色、光学画像の視覚的検査、およびSED解析を用いて、星と銀河を分類した。
• 本サーベイのデータを浅いISOCAMサーベイ（論文I）のデータと統合し、14.3 µm源カウントを計算・分析した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ロックマンホール領域におけるISOCAM 14.3 µm深さサーベイの完全性とフラックスの正確性はいかほどか？
• RQ2 14.3 µm源のうち、光学的対応体を有するものは何個で、そのうち星と銀河はそれぞれどの程度の割合を占めるか？
• RQ3 14.3 µm源カウントは、赤外銀河系の宇宙的進化の証拠を示しているか？
• RQ4 結果は、非進化的および進化的銀河進化モデルとどのように比較できるか？
• RQ5 フラックスおよび位置測定値は、独立した校正およびクロス識別とどの程度整合しているか？

主な発見

• 1 mJyで90%の完全性を持つ283個の源のカタログが生成され、フラックスは0.1〜8 mJyの範囲にわたった。
• 光学源との相互相関を用いて位置精度が1.5弧秒と推定された。
• r’=25等まで観測可能な範囲で、14.3 µm源の15%が光学的対応体を欠いていた。
• 星はサンプル全体の6%にとどまり、6.7/14.3 µm色、視覚的検査、SED解析により確認された。
• 深さサーベイと浅さサーベイの14.3 µm源カウントは一貫しており、非進化モデルからの明確な逸脱を示した。
• 結果は、赤外銀河系の進化する集団の存在を強く支持しており、中程度の赤方偏移（z ≈ 0.5–1.3）における明るい、ほこりを含む星形成爆発（starburst）を予測するモデルと整合的である。