[論文レビュー] The LOFAR Two-metre Sky Survey IV. First Data Release: Photometric redshifts and rest-frame magnitudes

K. J. Duncan, J. Sabater+25 more|University of Hertfordshire Research Archive (University of Hertfordshire)|Nov 19, 2018

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 50被引用数 35

ひとこと要約

本論文は、LOFAR Two-metre Sky Survey First Data Release (DR1) の光学的対応体の 94.4% に対して、Pan-STARRS と WISE の光度を組み合わせた新規ハイブリッド光度赤方偏移手法を用いて光度赤方偏移と静止フレームマグニチュードを提示する。散乱は 3.9%、外れ値率は 7.9% であり、電波出力に強い依存性は見られないが、選択効果や源の進化に起因する赤方偏移依存の性能傾向が顕著に観察される。

ABSTRACT

The LOFAR Two-metre Sky Survey (LoTSS) is a sensitive, high-resolution 120-168 MHz survey of the Northern sky. The LoTSS First Data Release (DR1) presents 424 square degrees of radio continuum observations over the HETDEX Spring Field (10h45m00s $ 0.15$) of 7.9%. We also find that, at a given redshift, there is no strong trend in photo-$z$ quality as a function of radio luminosity. However there are strong trends as a function of redshift for a given radio luminosity, a result of selection effects in the spectroscopic sample and/or intrinsic evolution within the radio source population. Additionally, for the sample of sources in the LoTSS First Data Release with optical counterparts, we present rest-frame optical and mid-infrared magnitudes based on template fits to the consensus photometric (or spectroscopic when available) redshift.

研究の動機と目的

• LOFAR Two-metre Sky Survey First Data Release (DR1) の電波連続スペクトルで選択された源に対して、正確な光度赤方偏移を提供し、物理的性質の推定を安定的に行う。
• AGN や星形成銀河を含む多様な電波源集団を扱う挑戦に応じて、この不均一なサンプルに最適化されたハイブリッド光度赤方偏移手法を開発する。
• コンSENSUS光度赤方偏移（または分光的赤方偏移）を用いて、ホスト銀河の静止フレーム光学および中赤外マグニチュードを推定し、マルチワーブルンプ科学を支援する。
• 電波出力および赤方偏移の関数として光度赤方偏移の性能を定量化し、選択効果や固有の進化に起因する系の傾向を特定する。
• 将来的な分光的調査（例：WEAVE-LOFAR）の前に、天文コミュニティに価値を追加するカタログを提供し、LOFAR DR1 サーベイの科学的リターンを最大化する。

提案手法

• 電波識別源のためのマルチバンド光度データセットを構築するため、Pan-STARRS 3π サーベイからの光学的光度と AllWISE サーベイからの中赤外光度を統合する。
• 電波連続スペクトルで選択された多様な銀河集団に特化した、新規のハイブリッド光度赤方偏移手法を採用し、広帯域およびライン励起に敏感なフィルタを統合する。
• 精度と一貫性を向上させるために、利用可能な場合には光度赤方偏移と分光的赤方偏移を統合するコンセンサス赤方偏移アプローチを採用する。
• コンセンサス赤方偏移を入力として、テンプレートフィッティング手法を用いて光学および中赤外バンドの静止フレームマグニチュードを導出する。
• 分光的サンプルを用いて光度赤方偏移の性能を評価し、散乱および外れ値率（|z_phot - z_spec| / (1 + z_spec) > 0.15）を計算して信頼性を評価する。
• 電波出力および赤方偏移の関数としての photo-z の品質の傾向を分析し、選択効果や源集団の固有の進化を特定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 LOFAR DR1 フィールドにおける電波連続スペクトルで選択された源の光度赤方偏移性能は何か？ また、赤方偏移および電波出力の関数としてどのように変化するか？
• RQ2 ハイブリッド光度赤方偏移手法は、AGN や星形成銀河を含む多様な電波源集団を処理する上でどれほど効果的か？
• RQ3 LOFAR で検出された電波源のホスト銀河の静止フレーム光学および中赤外マグニチュードは何か？ また、コンセンサス赤方偏移を用いてどのように推定されるか？
• RQ4 電波出力や赤方偏移に関連する光度赤方偏移精度の系統的バイアスは存在するか？ その原因は何か？
• RQ5 分光的サンプルの選択効果や電波源集団の固有の進化が、観測された photo-z 性能の傾向にどの程度影響を与えているか？

主な発見

• 光度赤方偏移手法は、電波連続スペクトルで検出されたサンプルに対して散乱 3.9%、外れ値率 7.9% を達成し、高い信頼性を示している。
• 同じ赤方偏移で電波出力に強い依存性は認められないため、異なるタイプの電波源に対して本手法が一貫して頑健であることが示唆される。
• 同じ電波出力で赤方偏移の関数として、photo-z 性能に顕著な傾向が観察され、これは分光的サンプルの選択効果や源集団の固有の進化に起因する可能性が高い。
• 光学的対応体を有する 94.4% の源に対して、コンセンサス光度（または分光的）赤方偏移を用いて静止フレーム光学および中赤外マグニチュードが推定された。
• ハイブリッド光度赤方偏移アプローチは、AGN や星形成系を含む電波選択銀河の多様性を一貫して効果的に処理でき、サンプル全体で一貫した性能を示した。
• 光度赤方偏移および静止フレームマグニチュードの価値を追加したカタログは、ホスト銀河の性質や電波源の進化に関する多様なフォローアップ研究を可能にする。