[論文レビュー] The JWST UNCOVER Treasury survey: Ultradeep NIRSpec and NIRCam ObserVations before the Epoch of Reionization

Rachel Bezanson, Ivo Labbé+41 more|arXiv (Cornell University)|Dec 8, 2022

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 37

ひとこと要約

本論文は UNCOVER JWST Treasury プログラムの設計を概説し、Abell 2744 周辺の超深度 NIRCam 画像と NIRSpec/PRISM 分光、データ公開計画および予想される銀河数を詳述している。

ABSTRACT

In this paper we describe the survey design for the Ultradeep NIRSpec and NIRCam ObserVations before the Epoch of Reionization (UNCOVER) Cycle 1 \JWST Treasury program, which executed its early imaging component in November 2022. The UNCOVER survey includes ultradeep ($\sim29-30\mathrm{AB}$) imaging of $\sim$45 arcmin$^2$ on and around the well-studied Abell 2744 galaxy cluster at $z=0.308$ and will follow-up ${\sim}500$ galaxies with extremely deep low-resolution spectroscopy with the NIRSpec/PRISM during the summer of 2023, with repeat visits in summer 2024. We describe the science goals, survey design, target selection, and planned data releases. We also present and characterize the depths of the first NIRCam imaging mosaic, highlighting previously unparalleled resolved and ultradeep 2-4 micron imaging of known objects in the field. The UNCOVER primary NIRCam mosaic spans 28.8 arcmin$^2$ in seven filters (F115W, F150W, F200W, F277W, F356W, F410M, F444W) and 16.8 arcmin$^2$ in our NIRISS parallel (F115W, F150W, F200W, F356W, and F444W). To maximize early community use of the Treasury data set, we publicly release full reduced mosaics of public JWST imaging including 45 arcmin$^2$ NIRCam and 17 arcmin$^2$ NIRISS mosaics on and around the Abell 2744 cluster, including the Hubble Frontier Field primary and parallel footprints.

研究の動機と目的

• 超深度でレンズ補強されたJWST観測を通じて最初の銀河と宇宙再電離の研究を動機づける。
• イメージングと分光、フィールド選択、およびターゲット優先順位を含む UNCOVER 調査設計を説明する。
• データ処理、公開データリリース、共同利用を最大化する付随データセットの概要を示す。

提案手法

• NIRCam検出された高赤方偏移銀河を対象とした深いNIRCam前観測（7フィルター）と超深いNIRSpec/PRISM分光を組み合わせたイメージング先行戦略を提案する。
• Abell 2744の重力レンズ効果を活用して、無視の空域能力を超える固有の深さを押し広げる。
• Grizliベースのデータ処理を用いて較正済みの結合モザイクとPSFマッチ済みカタログを作成する。
• 露出時間2.77〜19.4時間の7つのNIRSpec MSAマスクと0.6–5.3 μm のスペクトル領域をカバー。
• 縮約されたNIRCam/NIRISSモザイクおよび進化するデータ製品を公的に公開し、幅広い共同利用を可能にする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 UNCOVER の NIRCam/NIRISS モザイクにおける超深度観測深度が予想されるのはどれで、それが z>6–10 の銀河の検出へどう結びつくか。
• RQ2 Abell 2744 における重力レンズ効果は、内在的に暗い高赤方偏移銀河を探る調査能力をどのように高めるか。
• RQ3 UNCOVER における高-z候補および他のターゲットクラス（塵を多く含む恒星形成銀河、準安定・不活性銀河、AGN）の予想数はどれくらいか。
• RQ4 UNCOVER コンポーネントの公的データ公開（DR1、DR2、DR3）の計画時系列と内容はどうなるか。

主な発見

レンズ付き（クラスター）	パラレル
36	9
~100 s	~50
~1500	~1500
~50	~150
>6	>10
>20	>60

• UNCOVER は、主要撮像領域約28.8平方分のNIRCamフィルターで5σレベル約30 AB等級、NIRISSパラレル撮像で16.8平方分の超深度イメージングを達成する。
• NIRCam 前観測の深さは F115W, F150W, F200W, F277W, F356W, F410M, F444W で約30 AB等級（いくつかのバンドで約29 AB）に達し、レンズ補助を得て z>10 の銀河の検出を可能にする。
• NIRSpec/PRISM 分光（0.6–5.3 μm, R ~ 30–300）は、7つのMSAマスク構成にまたがる約500–1000ターゲットの連続スペクトルを取得し、連続体赤方偏移と発光線を測定する。
• ターゲットクラスの予測数には、約36のレンズ付き z>12 候補と並列観測で約9、両方の領域における z≈6–7 の銀河約1,500、z>1–>3 の塵を多く含む恒星形成銀河と準安定銀河が数十、（表2参照）を含む。
• コミュニティの利用を最大化するため、包括的なデータ公開計画を概説（DR1 画像モザイクとレンズモデル、DR2 光度カタログ、DR3 簡略化された PRISM スペクトルと派生特性）として示す。