[論文レビュー] The Herschel/PACS Point Source Catalogue Explanatory Supplement

G. Marton, L. Calzoletti+7 more|arXiv (Cornell University)|May 16, 2017

Calibration and Measurement Techniques被引用数 23

ひとこと要約

本論文では、13,000枚以上のPACSマップをHIPEおよびSUSSEXtractorを用いて処理し、70、100、160 μmバンドの全3バンドで合計108,319～251,392の信頼性の高い点源を含む、Herschel/PACS点源カタログ（HPPSC）を提示する。カタログは、深宇宙の銀河赤方偏移領域で約30 mJyで90%の完全性を達成し、校正星との比較で1%以内の光度測定精度を示しており、Hi-GALなどの外部カタログと10%以内のflux整合性を有している。

ABSTRACT

The Herschel Space Observatory was the fourth cornerstone mission in the European Space Agency (ESA) science programme. It had excellent broad band imaging capabilities in the far-infrared (FIR) and sub-millimetre part of the electromagnetic spectrum. Although the spacecraft finished observing in 2013, it left a large legacy dataset that is far from having been fully explored and still has a great potential for new scientific discoveries. The PACS and SPIRE photometric cameras observed about 8% of the sky in six different wavebands. This document describes the Herschel/PACS Point Source Catalogue (HPPSC), a FIR catalogue based on the broad-band photometric observations of the PACS instrument with filters centred at 70, 100 and 160 microns. We analysed 14842 combined, Level 2.5/Level 3 Herschel/PACS photometric observations. The PACS photometer maps were generated by the JScanam task of the Herschel Interactive Processing Environment (HIPE) v13.0.0. Sources were identified with the HIPE implementation of SUSSEXtractor, and the flux densities obtained by aperture photometry. We found a total of 108 319 point sources that are considered to be reliable in the 70 micron maps, 131 322 at 100 micron and 251 392 point sources in the 160 micron maps. In addition, our quality control algorithm identified 546 587 candidate sources that were found to be extended and 7 185 160 features which did not pass the signal-to-noise and other criteria to be considered reliable sources. These sources were included in the Extended Source List and Rejected Source List of the HPPSC, respectively. The calculated completeness and photometric accuracy values are based on simulations, where artificial sources were injected into the observational timeline with well controlled flux density values. The actual completeness is a complex function of the source flux, photometric band and the background complexity.

研究の動機と目的

• Herschel/PACSの遠赤外光度測定データから、70、100、160 μmバンドの全3バンドにわたる信頼性の高い、公開可能な点源カタログの作成。
• 構造雑音および背景RMSの指標を用いた厳密な源検出と品質管理を通じて、高い光度測定精度と位置の信頼性を確保すること。
• シミュレーションおよびHi-GALやPEP-COSMOSなどの外部調査とのクロスマッチングを通じて、カタログの完全性と光度測定精度の検証。
• HPPSCデータ製品の標準化および自己完結型の解説補足資料の提供により、天文学コミュニティ全体における一貫した科学的利用を可能にすること。
• 拡張源および除外された源の特定と分類を行い、複雑な源環境におけるカタログの有用性を高めること。

提案手法

• Level 2.5/Level 3データからHIPE v13.0.0のJScanamタスクを用いて13,000枚以上のPACSマップを生成し、通常観測、並列観測、小惑星天体観測を含む。
• HIPEに実装されたSUSSEXtractorを用いて源を検出し、アパーチャー光度測定により全波長密度を測定。
• 源の信頼性と信号対雑音比を評価するために、構造雑音（S/N S）および背景RMS（S/N R）の指標を適用。
• 2次元ガウスフィッティングを用いて源のFWHMと縦横比を推定し、エッジ効果、重ね合わせ効果、温暖化アライメント効果をフラグ付け。
• 人工源を用いたシミュレーションにより、さまざまな背景複雑度下での完全性と光度測定精度を推定。
• 検出のクリーニング、複数検出の解消、観測および位置に基づく一意なIDの割り当てにより、源テーブルを統合。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 HPPSCの完全性限界は、さまざまな光度測定バンドおよび背景複雑度においてどのように変化するか？
• RQ2 HPPSCの光度測定精度は、既知の校正基準および外部調査と比較してどの程度正確か？
• RQ3 複雑な領域における拡張発光が、弱い点源の検出にどの程度影響を及えるか？
• RQ4 HPPSCのS/N指標（S/N SおよびS/N R）は、Hi-GALなどの他の調査と比較してどの程度一致するか？
• RQ5 シミュレーションにおける入力位置と比較して、HPPSC源の位置精度はどの程度か？

主な発見

• HPPSCには70 μmで108,319の信頼性の高い源、100 μmで131,322、160 μmで251,392が含まれており、拡張源は546,587、除外された特徴は7,185,160である。
• 深宇宙の銀河赤方偏移領域では約30 mJyで90%の完全性が達成されるが、拡張発光による混在のため、複雑な領域では約1 Jyまで上昇する。
• 校正星との比較で光度測定精度は1%以内であり、Hi-GALのfluxと比較して約10%以内の整合性を示し、flux比のばらつきは約25–30%である。
• 位置精度は、名目上の指向誤差と一致しており、PSFのFWHMと整合しており、シミュレーションによる検証で確認されている。
• 外部の銀河系外カタログからの源の約50%が回収されており、銀河平面調査からの回収率は20–30%程度であるが、これは点源分類基準がコンパクトな形態を好むためであると推測される。
• S/N SおよびS/N Rの値は、赤帯領域ではHi-GALと良好に一致しているが、青帯領域ではHPPSCのS/N Sがより広い範囲をカバーしており、局所的な雑音構造に敏感であることが示唆される。