[論文レビュー] (Sub)millimetre interferometric imaging of a sample of COSMOS/AzTEC submillimetre galaxies - I. Multiwavelength identifications and redshift distribution

O. Miettinen, V. Smolčić+18 more|CaltechAUTHORS (California Institute of Technology)|Feb 20, 2015

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 154被引用数 25

ひとこと要約

本研究では、1.3 mmで1.8角秒の分解能を達成したIRAM Plateau de Bure干渉計を用いて、COSMOS/AzTECの15個のサブミリ波長銀河（SMG）を、初めてサブミリ波長干渉像として観測した。複数波長対応体を特定し、光度赤方偏移および電波〜サブミリ波長スペクトル指数分析により赤方偏移を測定した。30個の源を含む統合サンプルの中央値赤方偏移はz̃ = 3.17 ± 0.27であり、フラックス密度と赤方偏移の間に顕著な傾向は認められなかった。

ABSTRACT

We used the PdBI to map a sample of 15 SMGs in the COSMOS field at the wavelength of 1.3 mm. The target SMGs were originally discovered in the JCMT/AzTEC 1.1 mm continuum survey at S/N=4-4.5. This paper presents, for the first time, interferometric millimetre-wavelength observations of these sources. The angular resolution of our observations, 1.8", allowed us to accurately determine the positions of the target SMGs. Using a detection threshold of S/N>4.5 regardless of multiwavelength counterpart association, and 4

研究の動機と目的

• COSMOS領域内に位置するAzTEC 1.1 mm調査で検出された15個のサブミリ波長銀河（SMG）の高分解能（サブ）ミリ波長干渉像観測を実施すること。
• Plateau de Bure干渉計を用いて1.8角秒の角分解能を達成することで、位置精度の向上と源の形態解析を実現すること。
• 光学〜近赤外波長の光度測定と分光的赤方偏移を用いて、SMGの複数波長対応体を特定すること。
• 光度赤方偏移とCarilli-Yunの電波〜サブミリ波長スペクトル指数指標を用いて、SMGサンプルの赤方偏移分布を特定すること。
• フラックス制限されたSMGサンプルにおいて、赤方偏移とサブミリ波長フラックス密度の相関関係を評価し、多重性割合を評価すること。

提案手法

• IRAM Plateau de Bure干渉計（PdBI）を用いて、COSMOS領域内に位置する15個のAzTEC検出SMGに対して1.3 mm干渉観測を実施した。
• 約1.8角秒の角分解能を達成し、正確な源位置特定と形態解析が可能になった。
• 1.3 mmでの検出閾値はS/N > 4.5とし、1.5角秒以内に複数波長対応体が存在する場合は4 < S/N ≤ 4.5の緩い閾値を適用した。
• 光学〜近赤外波長調査（例：UltraVISTA、Spitzer、HST）の多波長データとPdBIデータを統合し、対応体の特定を実施した。
• 多波長Sedフィッティングによる光度赤方偏移と、Carilli-Yunの電波〜サブミリ波長スペクトル指数法を用いて赤方偏移を推定した。
• 本研究のサンプルと、最も明るい15個のAzTEC SMG（AzTEC1–15）を統合し、1.1 mmでフラックスおよびS/N制限された完全な30源のサンプルを構築し、統計的解析を実施した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 PdBIで観測された15個のCOSMOS/AzTEC SMGの真の赤方偏移分布は何か？ また、光度赤方偏移と電波〜サブミリ波長スペクトル指数赤方偏移の結果はどのように比較できるか？
• RQ2 このサンプルのSMGは1.8角秒分解能で解像可能か？ また、複数成分または複雑な形態を示す割合はどの程度か？
• RQ3 このフラックス制限されたSMGサンプルにおいて、サブミリ波長フラックス密度と赤方偏移の間に顕著な相関関係があるか？
• RQ4 完全でフラックスおよびS/N制限された1.1 mmサンプルにおけるSMGの多重性割合は何か？ また、過去の推定値と比較するとどうか？
• RQ5 やや明るいSMG（AzTEC1–15）とやや暗いSMG（AzTEC16–30）の赤方偏移はどのように比較できるか？ 両者の分布は同一のものに従っているか？

主な発見

• PdBI調査では、S/N > 4.5の22個の源が1.3 mmで検出され、そのうち3個（AzTEC21、27、28）は縁が広がったまたはクラスタ型の形態を示すわずかに解像されたSMGであった。
• 15個のCOSMOS SMG（AzTEC16–30）の中央値赤方偏移は、光度赤方偏移および電波〜サブミリ波長スペクトル指数赤方偏移からz̃ = 3.20 ± 0.25と算出された。
• 30個のSMG（AzTEC1–30）の統合サンプルの中央値赤方偏移はz̃ = 3.17 ± 0.27であり、以前のミリ波選択SMGサンプルと整合的であった。
• 明るい（AzTEC1–15）とやや暗い（AzTEC16–30）サブグループの平均赤方偏移は統計的に有意に差がなく（⟨z⟩ = 3.16 ± 0.37 および 3.02 ± 0.20）、フラックス密度と赤方偏移の間に顕著な傾向は認められなかった。
• K-S検定の結果、2つのサブグループの赤方偏移分布は同様の母集団から抽出された可能性が高く、最高赤方偏移の源（z > 4.3）は強力な放射体に集中していた。
• 30個のSMGにおける多重性割合は、解像された構造と3つの源で確認された複数成分を根拠に、約25% ± 9%と推定された。