[論文レビュー] The OTELO survey. I. Description, data reduction, and multi-wavelength catalogue

Á. Bongiovanni, Marina Ramón-Pérez+22 more|UCrea (University of Cantabria)|Jan 30, 2020

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 108被引用数 13

ひとこと要約

OTELO調査は、GTC/OSIRISの可調ファイターを用いて9175 Åで微弱な銀河外発光線系を検出する、これまでで最も深い狭帯域調査を実施した。11,237件の源から成る多波長カタログを提供し、6,600件の赤方偏移測定（σ_z < 0.2）を実施。発光線候補は4,336件、吸収線系は483件を同定し、高赤方偏移銀河やレアな発光線対象の検出が著しく向上した。

ABSTRACT

The evolution of galaxies through cosmic time is studied observationally by means of extragalactic surveys. The OTELO survey aims to provide the deepest narrow-band survey to date in terms of minimum detectable flux and emission line equivalent width in order to detect the faintest extragalactic emission line systems. In this way, OTELO data will complements other broad-band, narrow-band, and spectroscopic surveys. The red tunable filter of the OSIRIS instrument on the 10.4 m Gran Telescopio Canarias (GTC) is used to scan a spectral window centred at $9175 Å$, which is free from strong sky emission lines, with a sampling interval of $6 Å$ and a bandwidth of $12 Å$ in the most deeply explored Extended Groth Strip region. Careful data reduction using improved techniques for sky ring subtraction, accurate astrometry, photometric calibration, and source extraction enables us to compile the OTELO catalogue. This catalogue is complemented with ancillary data ranging from deep X-ray to far-infrared, including high resolution HST images, which allow us to segregate the different types of targets, derive precise photometric redshifts, and obtain the morphological classification of the extragalactic objects detected. The OTELO multi-wavelength catalogue contains 11237 entries and is 50\% complete at AB magnitude 26.38. Of these sources, 6600 have photometric redshifts with an uncertainty $z_{phot}$ better than $0.2 (1+z_{phot})$. A total of 4336 of these sources correspond to preliminary emission line candidates, which are complemented by 81 candidate stars and 483 sources that qualify as absorption line systems. The OTELO survey products were released to the public on 2019.

研究の動機と目的

• 微弱な銀河外発光線系を検出するため、最小検出可能フラックスおよび発光線等価幅の観点から、これまでで最も深い狭帯域調査を実施すること。
• 広帯域・狭帯域・分光調査の既存データを補完し、広い赤方偏移範囲にわたる高感度で多波長のデータを提供すること。
• HST、X線、電波域の観測を含む深さのある多波長補助データを活用し、正確な赤方偏移測定と形態分類を可能にすること。
• 特に高赤方偏移領域において、希少な発光線系および吸収線系を同定・特徴づけること。
• 将来的な銀河形成・進化研究を支援するため、公開可能な価値付加済みデータ製品を提供すること。

提案手法

• 10.4 m グラン・テレスコピオ・カナリアス（GTC）のOSIRIS機器に搭載された赤外可調ファイターを用い、9175 Åを中心として6 Å刻み、12 Å帯域幅でスキャンしたスペクトル窓を走査した。
• 高精度な光度測定を実現するため、改善されたスカイリング除去、正確な位置合わせ、光度校正、源抽出を含む高度なデータ還元手法を採用した。
• OTELOデータを、X線（Chandra）、UV（GALEX）、光学（SDSS、CFHT、Subaru）、近赤外（WIRCam）、サブミリ波長（Spitzer、VLA）調査からの多波長補助データセットと統合した。
• 銀河、クェーサー、星、褐色矮星のSEDフィッティングライブラリを用いてLePhareコードを適用し、6,600件の源でσ_z / (1+z) < 0.2の赤方偏移を達成した。
• 擬似スペクトルと色超過技術を用いて発光線候補を同定し、後者によりスペクトル手法の欠落を補い、誤検出を低減した。
• HST画像からの形態的分析と赤方偏移分布を用いて、発光線系、星、吸収線系を分類した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 OTELO調査における微弱な発光線系の検出感度は、フラックスおよび等価幅の観点でどの程度か？
• RQ2 OTELO調査における微弱な銀河外源の赤方偏移測定はどの程度正確に可能か？赤方偏移不確実性分布は？
• RQ3 色超過法と擬似スペクトル法は、発光線候補同定においてどの程度相補的か？
• RQ4 検出された源のうち何パーセントが発光線系か？赤方偏移分布および主な発光線は何か？
• RQ5 拡張源の観測数カウントは、宇宙分散と汚染を考慮した場合、文献予測とどの程度一致するか？

主な発見

• OTELOの多波長カタログには11,237件の源が含まれ、AB等級26.38で50%完全性に達し、これまでで最も深い狭帯域調査である。
• 11,237件の源のうち6,600件が赤方偏移測定されており、不確実性δz_phot < 0.2 (1 + z_phot)を満たしており、サンプルの大半で信頼性の高い赤方偏移推定が可能である。
• 合計4,336件の源が発光線系候補として同定され、そのうち1,812件はz = 0.33〜z = 3.9の赤方偏移で、Hα+[NII]、[OIII]、Hβ、[OII]、MgIIといった強力な光学発光線に起因すると判明した。
• 色超過法により3,226件の発光線候補が同定され、そのうち1,542件が擬似スペクトルでも検出された。これは、この手法がスペクトル解析のみで見逃された候補の50%以上を回復できることを示している。
• F3からM7のスペクトル型を持つ81件の星候補が検出され、銀河系の恒星分布モデルと整合的であった。
• さらに483件の源が吸収線系として分類され、宇宙の歴史にわたる多様な天体物理的集団が存在することが示された。