[論文レビュー] Photometric redshifts for the CFHTLS-Wide

F. Brimioulle, M. Lerchster+3 more|ArXiv.org|Nov 19, 2008

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 8

ひとこと要約

本論文は、CFHTLS-Wide調査の260万個の銀河に対して、u*,g',r',i',z'光度測定値を用いてPHOTO-zコードを適用し、バイアスのない高精度な光度赤方偏移カタログを提示する。全サンプルではσΔz/(1+z) = 0.033–0.037、外れ値率が1–2.5%を達成し、バイアスのない6,100個の銀河を含む頑健なサブサンプルでは外れ値率1%、σΔz/(1+z) = 0.037に達し、弱いレンズ効果を用いた宇宙論的分析に最適である。

ABSTRACT

We want to derive bias free, accurate photometric redshifts for those fields of the CFHTLS-Wide data which are covered in the u*, g', r', i' and z' filters and are public on January 2008. These are 37 square degrees in the W1, W3 and W4 fields with photometric data for a total of 2.597.239 galaxies. We use the photometric redshift code PHOTO-z of Bender et al. (2001). We compare our redshifts for the W1, W3 and W4 fields to about 7500 spectroscopic redshifts from the VVDS therein. For galaxies with 17.5 <= i' AB <= 22.5 the accuracies and outlier rates become sigma=0.033, eta~2 % for W1, sigma=0.037, eta~2% for W3 and sigma=0.035, eta~2.5 % outliers for W4 fields. For the total galaxy sample with about 9000 spectroscopic redshifts from VVDS, DEEP2 or SDSS we obtain a sigma=0.04 and eta~5.7% for the PHOTO-z redshifts. We consider the photometric redshifts of Erben et al. (2008) which were obtained with exactly the same photometric catalog using the BPZ-redshift code and compare them with our computed redshifts. We also merge the subsample with good photometric redshifts from PHOTO-z with that one from BPZ to obtain a sample which then contains 'secure' redshifts according to both the PHOTO-z and the BPZ codes. This sample contains about 6100 spectra and the photometric redshift qualities become sigma=0.037 and eta~1.0% for our PHOTO-z redshifts. We conclude that this work provides a bias free, low dispersion photometric redshift catalog, that we have criteria at hand to select a 'robust' subsample with fewer outliers. Such a subsample is very useful to study the redshift dependent growth of the dark matter fluctuations with weak lensing cosmic shear analyses or to investigate the redshift dependent weak lensing signal behind clusters of galaxies in the framework of dark energy equation of state constraints.

研究の動機と目的

• 多バンド光度測定値を用いて、CFHTLS-Wide調査領域におけるバイアスのない正確な光度赤方偏移を導出すること。
• VVDS、DEEP2、SDSSからのスペクトロスコピック赤方偏移と比較することで、光度赤方偏移の信頼性を評価すること。
• SEDの不一致や高い光度測定誤差により、赤方偏移が不正確となる可能性のある銀河を特定・フラグ付けすること。
• 外れ値が最小限の高品質なサブサンプルを構築し、高精度な宇宙論的解析に適したデータを提供すること。
• PHOTO-zコードの性能をBPZコードと比較し、赤方偏移補正手法の影響を評価すること。

提案手法

• CFHTLS-Wide調査のu*,g',r',i',z'光度測定値に、PHOTO-z光度赤方偏移コード（Bender et al. 2001）を適用した。
• バリデーションの基準として、VVDS（7,500個の銀河）、DEEP2、SDSS（9,000個の銀河）からのスペクトロスコピック赤方偏移を用いた。
• 高い光度赤方偏移誤差、または他の赤方偏移とデゲネラシーを起こしやすいSEDを示す銀河をフラグ付けした。
• Erben et al. (2008) のBPZ光度赤方偏移結果と比較し、補正式 z_BPZ-corr = 1.29*z_BPZ - 0.13 を適用した。
• PHOTO-zとBPZコードの両方で信頼性のある赤方偏移が得られた銀河を選別して「共通サンプル」と定義した。
• 外れ値を除去するクリッピング処理を施した上で、σΔz/(1+z) と外れ値率 η を用いて赤方偏移の精度を定量化した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 CFHTLS-Wideのu*,g',r',i',z'フィルタセットを用いたPHOTO-zコードによる光度赤方偏移の精度と信頼性はいかほどか？
• RQ2 PHOTO-zの光度赤方偏移は、スペクトロスコピック赤方偏移と比較して、バイアス、散乱、外れ値率の面でどの程度の性能を示すか？
• RQ3 光度誤差とSEDタイプの基準を用いて、外れ値が最小限の頑健な銀河サブサンプルを特定できるか？
• RQ4 同じデータセットにおいて、PHOTO-zの性能はBPZコードおよびその補正版と比較してどの程度か？
• RQ5 複数の光度赤方偏移コードに共通するサンプルを構築することで、弱いレンズ効果応用における赤方偏移品質はどの程度向上するか？

主な発見

• 17.5 ≤ i′_AB ≤ 22.5 を満たす銀河では、W1でσΔz/(1+z) = 0.033、W3で0.037、W4で0.035を達成した。
• 外れ値率ηはW1とW3で約2%、W4で2.5%であり、全領域で高い信頼性を示している。
• 全サンプル（約9,000個のスペクトロスコピック赤方偏移）では、PHOTO-zがσΔz/(1+z) = 0.04、η = 5.7%を達成した。
• 両コードで信頼性があるとされた頑健なサブサンプル（約6,100個の銀河）では、σΔz/(1+z) = 0.037、η = 1.0%を達成した。
• 両コードに共通するサンプルでは、PHOTO-zの外れ値率が1%に低下し、BPZでは1.5–1.8%に改善され、散乱も向上した。
• PHOTO-zカタログはバイアスがなく、銀河クラスタの背後に位置する弱いレンズ効果を用いた宇宙密度揺らぎおよびスケール比テストに適している。