[論文レビュー] The Survey of Centaurus A's Baryonic Structures (SCABS). I. Survey Description and Initial Source Catalogues

Matthew A. Taylor, Roberto P. Muñoz+4 more|arXiv (Cornell University)|Aug 25, 2016

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 3被引用数 7

ひとこと要約

本論文は、4メートルのバーデル望遠鏡に搭載されたダークエネルギー・カメラ（DECam）を用いて、NGC 5128の周囲約21 deg²を対象とした、深さと広視野を兼ね備えた光学画像撮影調査、すなわちセプタウルス・アラックスのバリオン構造物サーベイ（SCABS）を提示する。5バンド（u′g′r′i′z′）の画像測光を、約50万～150万個の源に対して実施し、点源の50%および90%の完全性限界がそれぞれu′=24.08および23.62 mag（AB）まで達しており、セプタウルス・アラックス銀河団における矮星族銀河、球状星団、および星族の詳細な研究を可能にする。

ABSTRACT

We present new, wide-field, optical ($u'g'r'i'z'$) Dark Energy Camera observations covering $\sim21\,{ m deg}^2$ centred on the nearby giant elliptical galaxy NGC5128 called "The Survey of Centaurus A's Baryonic Structures" (SCABS). The data reduction and analysis procedures are described including initial source detection, photometric and astrometric calibration, image stacking, and point-spread function modelling. We estimate 50 and 90 percent, field-dependent, point-source completeness limits of at least $u'=24.08$ and $23.62$ mag (AB), $g'=22.67$ and $22.27$ mag, $r'=22.46$ and $22.00$ mag, $i'=22.05$ and $21.63$ mag, and $z'=21.71$ and $21.34$ mag. Deeper imaging in the $u'$-, $i'$- and $z'$-bands provide the fainter limits for the inner $\sim3\,{ m deg}^2$ of the survey, and we find very stable photometric sensitivity across the entire field of view. Source catalogues are released in all filters including spatial, photometric, and morphological information for a total of $\sim5 imes10^5-1.5 imes10^6$ detected sources (filter-dependent). We finish with a brief discussion of potential science applications for the data including, but not limited to, upcoming works by the SCABS team.

研究の動機と目的

• セプタウルス・アラックス銀河団の深さと広視野を兼ね備えた光学サーベイを実施し、矮星族銀河や球状星団のような微弱なバリオン構造物をマップすること。
• 約21 deg²の領域にわたり、高感度で多バンド測光（u′g′r′i′z′）を提供することで、微弱な源のスペクトルエネルギー分布（SED）解析を可能にすること。
• 約50万～150万個の検出源について、測光的・天球的・形態的パラメータを含む、公開可能で高精度な源カタログを提供すること。
• PISCeS や MJB15/16 といった既存のサーベイに補完的に、5バンドで広い波長域カバーと、内側領域のより深い感度を提供すること。
• NGC 5128の質量集積歴、銀河系の前方星、および背景の銀河赤方偏移集団の今後の研究を可能にすること。

提案手法

• CTIOの4メートルのバーデル望遠鏡に搭載されたダークエネルギー・カメラ（DECam）を用いて、NGC 5128を中心とした約21 deg²の領域を深さのある画像撮影した。
• 画像の合成と点拡散関数（PSF）モデリングを実施し、視野全体にわたる深さと測光的精度を向上させた。
• 標準星場と機器ゼロポイントを用いて、測光的および天球的キャリブレーションを実施した。
• 人工星実験を用いて、サーベイ領域全体における測光的深さと完全性限界を定量化した。
• ソース検出アルゴリズムを適用し、全5バンドで空間的・測光的・形態的パラメータを含むソースカタログを生成した。
• 標準測光系を用いてサーベイをABマグニチュードにキャリブレーションし、視野全体にわたる感度の妥当性を検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SCABSサーベイは、21 deg²の視野において、u′、g′、r′、i′、z′バンドでそれぞれどの程度の測光的深さと完全性を達成しているか？
• RQ2 広視野DECamモザイクにおける測光的感度とPSF安定性は、視野全体でどのように変化するか？
• RQ3 NGC 5128の周囲約300 kpc圏内に存在する微弱なバリオン構造物（特に矮星族銀河や球状星団）の分布と数密度はどのようになっているか？
• RQ4 検出された源の多バンドSEDは、その星族と距離をどの程度制約できるか？
• RQ5 セプタウルス・アラックス方向の源集団に占める銀河系の前方星と背景銀河の寄与はどの程度か？

主な発見

• サーベイは、点源の50%および90%の完全性限界が、それぞれu′=24.08および23.62 mag（AB）、g′=22.67および22.27 mag、r′=22.46および22.00 mag、i′=22.05および21.63 mag、z′=21.71および21.34 magに達している。
• 内側約3 deg²領域では、u′、i′、z′バンドでより深い限界に達しており、優れた統合深さに起因する。視野全体にわたって測光的感度が安定している。
• 全5バンドで合計約50万～150万個の源が検出され、空間的・測光的・形態的パラメータが公開カタログに含まれている。
• サーベイはほぼ100万個の源に対して多バンドSEDの利点を提供し、強固な星族および測光的赤方偏移の研究を可能にする。
• データは、NGC 5128の矮星族銀河集団、球状星団、および前方星の詳細な研究を可能にし、今後のSEDモデリングのためのより深い赤外線画像も既に入手済みである。
• SCABSチームは、全72 deg²のカタログを公開する計画であり、背景差し引きを実施して矮星族銀河集団を分離し、さらなる解析を実施する予定である。