[論文レビュー] The ATLAS-SPT Radio Survey of Cluster Galaxies

Andrew O’Brien, N. F. H. Tothill+2 more|arXiv (Cornell University)|Feb 5, 2016

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 2被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、ATCAを用いて2.1 GHzで実施された100 deg²のATLAS-SPT電波調査を提示する。8"の分解能と80 μJyのルーズ・ルミネンス感度を達成した。湾曲した尾を持つ電波銀河候補75個を同定し、SPT-SZで選別された銀河団と顕著な空間相関性を示さない。これは、電波で選別された銀河団が、SZ調査で見逃された可能性のある高赤方偏移銀河団を示している可能性を示唆している。

ABSTRACT

Using a high-performance computing cluster to mosaic 4,787 pointings, we have imaged the 100 sq. deg. South Pole Telescope (SPT) deep-field at 2.1 GHz using the Australian Telescope Compact Array to an rms of 80 $μ$Jy and a resolution of 8". Our goal is to generate an independent sample of radio-selected galaxy clusters to study how the radio properties compare with cluster properties at other wavelengths, over a wide range of redshifts in order to construct a timeline of their evolution out to $z \sim 1.3$. A preliminary analysis of the source catalogue suggests there is no spatial correlation between the clusters identified in the SPT-SZ catalogue and our wide-angle tail galaxies.

研究の動機と目的

• SPT深域フィールドにおける広域・高感度電波調査を実施し、湾曲尾電波銀河を用いて銀河団を同定すること。
• 電波で選別されたクラスタ候補とSunyaev-Zel’dovich (SZ)効果で検出されたクラスタを比較し、選別バイアスを評価すること。
• 赤方偏移z ~ 1.3までの銀河団における電波的性質の進化を調査すること。
• 湾曲尾電波銀河を高赤方偏移銀河団を検出する補完的手段としての可能性を検討すること。
• マルチウェーブレングスSSDFフィールドにおけるセントメーター波長帯の電波カバレッジの空白を埋めること。

提案手法

• ATCAの6Aおよび6C設定を用いて、100 deg²にわたる4,787点のスナップショットをモザイク化し、8"の分解能と80 μJyのルーズ・ルミネンス感度を達成した。
• 3.1 GHzの主ビームFWHMに基づき、ヘキサゴナルグリッド間隔を用いたナイキストサンプリングを実施し、完全なカバレッジを確保し、アンダーサンプリングを回避した。
• 標準的なキャリブレーションを実施し、PKS 1934-638（電波強度）とPKS 2333-528（位相）をキャリブレーターとして用い、pgflagを用いた自動RFIフラグジングを実行した。
• ワイドバンドイメージングと源検出にはMIRIADソフトウェアパッケージを用い、ストークスIの全強度に焦点を当てた。
• 複雑な形状と低密度のため、湾曲尾電波銀河候補は手動で同定した。
• 湾曲尾候補をSPT-SZクラスタカタログとクロスマッチさせ、クラスタの赤方偏移における空間相関性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ATLAS-SPT調査で検出された湾曲尾電波銀河は、SZ効果で検出された銀河団と同一の集団を示しているか？
• RQ2 SPT深域フィールドにおいて、電波で選別された湾曲尾銀河とSZで選別されたクラスタとの空間相関性はいかほどか？
• RQ3 SZ調査が、電波で湾曲尾銀河で検出可能な高赤方偏移銀河団をどの程度見逃しているのか？
• RQ4 湾曲尾電波銀河法は、質量が大きく高赤方偏移の銀河団を同定するためにどの程度有効か？
• RQ5 明るい電波AGNの存在に関連する、SZクラスタ調査における選別バイアスは何か？

主な発見

• ATLAS-SPT調査は、100 deg²の2.1 GHzイメージを8"分解能と80 μJyのルーズ・ルミネンス感度で達成し、SSDFフィールド全体をカバーした。
• 合計75個の湾曲尾電波銀河候補が検出され、そのうち2例が図3に代表例として示された。
• 湾曲尾候補のうち、1つが最近隣接するSPT-SZクラスタから2 Mpc以内に位置し、4つが4 Mpc以内に位置しており、空間相関性は顕著でない。
• 顕著な空間相関性の欠如は、湾曲尾電波銀河がSPT-SZ調査で検出された銀河団とは異なる集団を示している可能性を示唆している。
• 調査は、赤方偏移z ~ 1.3まで電波源検出を拡張し、5σのフラックス限界0.4 mJyを達成し、高赤方偏移クラスタの進化を研究可能にした。
• 電波AGNの汚染や低質量のため、SZ調査で見逃される可能性のある高赤方偏移クラスタを、湾曲尾銀河法が明らかにできる可能性がある。