[論文レビュー] The VIPERS Multi-Lambda Survey. I. UV and NIR Observations, multi-color catalogues and photometric redshifts

T. Moutard, S. Arnouts+16 more|arXiv (Cornell University)|Feb 18, 2016

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 91被引用数 43

ひとこと要約

本論文は、VIPERS Multi-Lambda Surveyから得られた多波長UVおよびNIR観測を提示する。GALEXとCFHT/WIRCamのデータを22–27 deg²の領域に統合し、150万個の源からなる光度赤方偏移が信頼性高く推定された光度カタログを構築した。典型的な精度はσz ≤ 0.04、深刻な誤差率はη ≤ 2%に抑えられ、i ∼ 23まで達する。これにより、0.5 ≤ z ≤ 1.2の高赤方偏移領域における銀河進化および環境依存性の研究が可能になった。

ABSTRACT

We present observations collected in the CFHTLS-VIPERS region in the ultraviolet (UV) with the GALEX satellite (far and near UV channels) and the near infrared with the CFHT/WIRCam camera ($K_s$-band) over an area of 22 and 27 deg$^2$, respectively. The depth of the photometry was optimized to measure the physical properties (e.g., SFR, stellar masses) of all the galaxies in the VIPERS spectroscopic survey. The large volume explored by VIPERS will enable a unique investigation of the relationship between the galaxy properties and their environment (density field and cosmic web) at high redshift (0.5 < z < 1.2). In this paper, we present the observations, the data reductions and the build-up of the multi-color catalogues. The CFHTLS-T0007 (gri-χ^2) images are used as reference to detect and measure the $K_s$-band photometry, while the T0007 u-selected sources are used as priors to perform the GALEX photometry based on a dedicated software (EMphot). Our final sample reaches $NUV_{AB}$~25 (at 5σ) and $K_{AB}$~22 (at 3σ). The large spectroscopic sample (~51,000 spectroscopic redshifts) allows us to highlight the robustness of our star/galaxy separation, and the reliability of our photometric redshifts with a typical accuracy $σ_z \le$ 0.04 and a catastrophic failure rate η < 2% down to i~23. We present various tests on the $K_s$ band completeness and photometric redshift accuracy by comparing with existing, overlapping deep photometric catalogues. Finally, we discuss the BzK sample of passive and active galaxies at high redshift and the evolution of galaxy morphology in the (NUV-r) vs (r-K_s) diagram at low redshift (z < 0.25) thanks to the high image quality of the CFHTLS. The images, catalogues and photometric redshifts for 1.5 million sources (down to $NUV \le$ 25 or $K_s \le$ 22) are released and available at this URL: http://cesam.lam.fr/vipers-mls/

研究の動機と目的

• 高赤方偏移における銀河の物理的性質を研究するため、広い領域で紫外線（GALEX）および近赤外線（WIRCam）の深さのある多波長光度を取得すること。
• 統一された光度と光度赤方偏移を備えた包括的な多色カタログを構築し、銀河性質の統計的分析を可能にすること。
• 0.5 ≤ z ≤ 1.2の範囲で、銀河性質と環境（密度場、宇宙の網構造）の関係を調査できること。
• 約51,000個の赤方偏移を有する大規模なスペクトロスコピックサンプルを用いて、星/銀河分離および光度赤方偏移の精度を高精度に保証すること。
• NUV ≤ 25およびKs ≤ 22まで達する150万個の源の画像、カタログ、光度赤方偏移を含む公開可能なデータセットを提供すること。

提案手法

• UV光度は、CFHTLS領域のT0007 u*-選択源を事前知識として用いた専用ソフトウェア（EMphot）を用いて算出された。
• 近赤外線Ksバンド光度は、源検出およびフラックス測定の基準としてCFHTLS-T0007（gri-χ²）画像を用いて測定された。
• 光度赤方偏移は、大規模なスペクトロスコピックサンプル（約51,000個のVIPERS赤方偏移）を用いて校正され、高精度かつ低深刻誤差率を達成した。
• 星/銀河分離はスペクトロスコピックサンプルを用いて検証され、全マグニチュード範囲で堅牢な分類が確認された。
• 完全性および光度赤方偏移の精度は、重複する深さのある光度カタログとの照合によってテストされた。
• KsバンドデータにBzK選択法を適用し、高赤方偏移銀河集団の研究が可能になった。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 多波長光度を用いた場合、0.5 ≤ z ≤ 1.2の赤方偏移範囲における銀河の光度赤方偏移はどの程度の精度で得られるか？
• RQ2 特に微弱なマグニチュードにおいて、VIPERS領域におけるKsバンド光度およびUV光度の完全性と信頼性はいかがなものか？
• RQ3 多色カタログは、高赤方偏移における既知の銀河集団（BzK非活性および星形成銀河）をどの程度正確に再現できるか？
• RQ4 光度赤方偏移および多波長データから明らかになるように、環境（密度場、宇宙の網構造）はz ∼ 1における銀河性質にどの程度影響を及えるか？
• RQ5 UVおよびNIR光度の組み合わせにより、高赤方偏移銀河の星形成率および星質量を信頼性高く推定できるか？

主な発見

• 最終的な光度カタログは、NUV_AB ∼ 25（5σ）およびK_AB ∼ 22（3σ）のKsバンドまで達する深さに達した。
• 光度赤方偏移は、i ∼ 23までσz ≤ 0.04の典型的な精度とη ≤ 2%の深刻な誤差率を達成し、大規模スペクトロスコピックサンプルを用いて検証された。
• 星/銀河分離は信頼性が高く、スペクトロスコピック赤方偏移との比較により、全マグニチュード範囲で堅牢であることが確認された。
• BzK星形成銀河はKs ∼ 22まで、BzK非活性銀河はKs ∼ 20.7まで完全なサンプルとして得られた。
• CFHTLSの高品質な画像により、低赤方偏移（z ≤ 0.25）における銀河の形態が(NUV−r)対(r−Ks)図で詳細に研究可能になった。
• 150万個の源の光度および光度赤方偏移を含むデータセットは、http://cesam.lam.fr/vipers-mls/ でコミュニティの利用のために公開された。