[論文レビュー] Low Surface Brightness Galaxies around the HDF-S: I. Object extraction and photometric results

L. Haberzettl, D. J. Bomans+2 more|University of Groningen research database (University of Groningen / Centre for Information Technology)|Jan 28, 2007

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 40被引用数 5

ひとこと要約

本研究では、ハッブル・ディープ・フィールド・サウスを標高とする0.76 deg²の領域における低表面ねらい度（LSB）銀河の深紫外フォトメトリック調査を、超感度なNOAOディープ・ワイドフィールド調査データ（限界表面ねらい度 μ_BW ~ 29 mag arcsec⁻²）を用いて実施した。明るい天体の自動検出と、暗い天体の空間フィルタリングおよび視覚的点検を組み合わせることで、3つの極めて低い中心表面ねらい度（μ₀,BW ≤ 25 mag arcsec⁻²）を持つLSB銀河候補を含む12個のLSB銀河候補を同定し、従来のCCD調査と比較して表面密度が4倍に上昇した。

ABSTRACT

This study reports on photometric results of a search for LSB galaxies in a 0.76deg^2 field centered on the HDF-S. We present results from photometric analysis of the derived sample galaxies and compare number densities to results of former surveys. We used public data from the NOAO Deep Wide-Field survey and the multi-wavelength Goddard Space Flight Center survey. The former reaches a limiting surface brightness of mu_BW~29 magarcsec^-2 and is therefore one of the most sensitive ground based data sets systematically analyzed for LSB galaxies. To reduce the contamination by High Surface Brightness (HSB) galaxies at higher redshift, mimicking LSBs due to the ''Tolman Dimming'' effect, we placed a lower diameter limit of 10.8 arcsec and compared the colors of our candidate galaxies with the redshift tracks of 5 ''standard'' HSB galaxy types. We report the detection of 37 galaxies with low apparent central surface brightness (mu_BW>=22 magarcsec^-2). Using color-color diagrams we were able to derive a subsample of 9 LSB galaxy candidates with intrinsic central surface brightnesses below mu_(0,BW)=22.5 magarcsec^-2 and diameters larger than the preselected size limit of 10.8 arcsec. We selected three additional LSB candidates due to there extreme low blue central surface brightness (mu_BW>=25 magarcsec^-2). These galaxies were only found in the larger and more sensitive NOAO data. So finally we derived a sample of 12 LSB galaxy candidates and therfore this survey results in a four times higher surface density than other CCD based surveys for field galaxies before.

研究の動機と目的

• 低表面ねらい度（LSB）銀河のパラメータ空間を、より暗い中心表面ねらい度、より小さいサイズ、より高い数密度にまで拡張すること。
• 従来の調査で表面ねらい度と明るさの限界によりLSB銀河の検出が抑制される選択バイアスを是正すること。
• 多波長フォトメトリを用いて、ハッブル・ディープ・フィールド・サウス周辺の深紫外・広視野領域におけるLSB銀河の同定と特徴付けを行うこと。
• 高赤方偏移におけるTolmanの明るさの減衰によって模倣される高表面ねらい度（HSB）銀河を、色-色図と10.8 arcsec以上の最小直径閾値を用いて低減すること。

提案手法

• NOAOディープ・ワイドフィールド調査およびゲーデル宇宙飛行センターの多波長調査から公開された深紫外CCD撮像データを用い、限界表面ねらい度が μ_BW ~ 29 mag arcsec⁻²に達する。
• 2段階の検出手法を適用：明るさが μ_BW ≥ 24 mag arcsec⁻² の場合に空間フィルタリングと視覚的点検を用い、明るさが μ_BW ≥ 22 mag arcsec⁻² の場合に自動源検出を用いる。
• 色-色図を用いて、Tolmanの減光によって模倣される高赤方偏移HSB銀河と真正のLSB銀河を区別し、5種類の標準HSB銀河タイプの赤方偏移トレースと比較する。
• LSBを模倣する可能性のあるコンパクトで高赤方偏移HSB銀河を除外するため、最小直径10.8 arcsecの制限を課す。
• 全候補に対してBバンドおよびRバンドの表面ねらい度プロファイルのフィッティングを実施し、遮断や逆遮断などの構造的特徴を評価する。
• 内在的中心表面ねらい度（μ₀,BW ≤ 22.5 mag arcsec⁻²）、サイズ、および極めて暗い明るさ（μ_BW ≤ 25 mag arcsec⁻²）に基づき、最終的なLSB候補を選定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 HDF-S周辺の深紫外・広視野領域におけるLSB銀河の表面ねらい度分布はどのようなものか？ また、従来の調査と比較するとどう異なるか？
• RQ2 超深紫外地上望遠鏡撮像は、フレーマン限界（μ₀,BW = 21.65 mag arcsec⁻²）未満の中心表面ねらい度を持つLSB銀河を検出可能か？
• RQ3 高赤方偏移HSB銀河がTolmanの減光によってLSB銀河を模倣する程度はどの程度か？ そして、その汚染をどのように低減できるか？
• RQ4 新たに同定されたLSB銀河の表面ねらい度プロファイルに、遮断や逆遮断などの構造的特徴が見られるか？
• RQ5 本調査におけるLSB銀河の表面密度はどの程度か？ また、従来のCCDベースの調査と比較するとどうなるか？

主な発見

• B_Wバンドにおいて、明るさの中心表面ねらい度 ≤ 22 mag arcsec⁻² の銀河が37個検出され、暗い天体の濃集を示している。
• 中心表面ねらい度が μ₀,BW = 22.5 mag arcsec⁻² 未満で、直径が10.8 arcsecを超えるLSB銀河候補のサブサンプルが9個同定された。
• 3つの追加の極端LSB候補が、極めて低い青色中心表面ねらい度（μ_BW ≤ 25 mag arcsec⁻²）のため同定された。これらはすべて、より深いNOAOデータでのみ検出された。
• 極端LSB候補の1つであるLSB J22320-60381は、μ₀,BW = 26.91 mag arcsec⁻² の最低測定中心表面ねらい度を示し、既知の最も暗い天体の1つである。
• 12候補の表面ねらい度プロファイルから、遮断（10個の銀河で確認）および逆遮断（3個の銀河で確認）といった構造的特徴が明らかになった。これは、ディスクの複雑な進化を示唆する。
• 最終的な12個のLSB銀河候補は、1平方度あたり約4個の表面密度を示し、従来のCCDベースのフィールド銀河調査と比較して4倍の増加を示した。