[論文レビュー] The VOICE Survey : VST Optical Imaging of the CDFS and ES1 Fields

M. Vaccari, G. Covone+16 more|arXiv (Cornell University)|Apr 5, 2017

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 32被引用数 9

ひとこと要約

VOICE調査は、VST/OMEGACAMを用いて、Chandra Deep Field South（CDFS）およびELAIS-S1領域の深さのある多バンド光学画像を提供し、それぞれ4 deg²にわたり$ugri$および$uBVR$カバレッジを実現する。この調査は、VISTA、Spitzer、Herschel、ATCAからの既存の多波長レガシーデータを強化し、銀河進化研究のための正確な光度赤方偏移、星形成質量、星形成率の測定を可能にする。データはCDS/VizieRおよびVOICEウェブサイトを通じて公開されている。

ABSTRACT

We present the VST Optical Imaging of the CDFS and ES1 Fields (VOICE) Survey, a VST INAF Guaranteed Time program designed to provide optical coverage of two 4 deg$^2$ cosmic windows in the Southern hemisphere. VOICE provides the first, multi-band deep optical imaging of these sky regions, thus complementing and enhancing the rich legacy of longer-wavelength surveys with VISTA, Spitzer, Herschel and ATCA available in these areas and paving the way for upcoming observations with facilities such as the LSST, MeerKAT and the SKA. VOICE exploits VST's OmegaCAM optical imaging capabilities and completes the reduction of WFI data available within the ES1 fields as part of the ESO-Spitzer Imaging Extragalactic Survey (ESIS) program providing $ugri$ and $uBVR$ coverage of 4 and 4 deg$^2$ areas within the CDFS and ES1 field respectively. We present the survey's science rationale and observing strategy, the data reduction and multi-wavelength data fusion pipeline. Survey data products and their future updates will be released at http://www.mattiavaccari.net/voice/ and on CDS/VizieR.

研究の動機と目的

• 南半球におけるCDFSおよびES1領域の最初の深さのある多バンド光学カバレッジを提供し、既存の長波長調査を補完すること。
• X線、赤外、電波調査の既存データと光学データを統合することで、正確な光度赤方偏移、星形成質量、星形成率の推定を可能にすること。
• LSST、MeerKAT、SKAといった将来の調査を支援するため、高精度な多波長データ基盤を提供すること。
• 科学コミュニティに校正済みで合成されたモザイク画像および源カタログをCDS/VizieRおよびVOICEウェブサイトを通じて提供・公開すること。

提案手法

• VST/OMEGACAM機器を用いて、CDFSおよびES1領域それぞれで4 deg²にわたる深さのある$ugri$および$uBVR$画像を取得する。
• フラットフィールド、照度、ゲイン、ゼロポイントのばらつきを補正するカスタムパイプラインを用いて、個々の露光を合成する。
• SEP（Source ExtractorのPython実装）を用いて$r$バンドモザイク上で源抽出を実施し、他のバンドでの測光を検出された源位置で測定する。
• 観測された星の色と理論的モデルを比較することで、測光校正を実施し、精度を向上させる。
• SERVSおよびSWIREのデータを再処理し、バンド統合を実施することで、GALEX、VISTA、Spitzer、Herschel、ATCAのデータと統合する。
• 0.1–500 μmの範囲で一貫性のある多波長データセットを構築し、SEDフィッティングおよび機械学習ベースの光度赤方偏移推定を可能にする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 深さのある広視野光学画像は、豊富な多波長データを有する地域において、南半球の光度赤方偏移推定精度をどのように向上させるか？
• RQ2 光学、赤外、電波データの組み合わせは、CDFSおよびES1領域の高赤方偏移銀河の星形成質量および星形成率をどの程度まで制約できるか？
• RQ3 VOICE調査は、LSST、MeerKAT、SKAといった将来の施設の科学的成果を、これらのよく研究された領域でどの程度向上させるか？
• RQ4 改善された測光校正および源抽出が、深さのある調査における銀河カタログの信頼性に与える影響は何か？
• RQ5 VOICEの多波長SEDカバレッジは、高赤方偏移の星形成爆発銀河およびチリダス銀河の同定および特徴付けにどの程度効果的に機能するか？

主な発見

• VOICE調査は、CDFSおよびES1領域の最初の深さのある多バンド光学画像を提供し、それぞれ4 deg²にわたって$ugri$および$uBVR$バンドをカバーする。
• 合成され、測光校正済みのモザイク画像は、動的範囲と深さが向上しており、$r \sim 25.5$ magまでにわたる微弱な源の検出が可能である。
• SEPを用いた$r$バンドモザイク上での源抽出および測光が実施され、クロスバンド測定により一貫性のあるフラックス校正が確保された。
• SERVSおよびSWIREデータの再処理と、GALEX、VISTA、Herschel、ATCAデータセットとの整合化により、多波長データ統合が達成された。
• UVからサブミリメートル波長にわたる統合SEDカバレッジにより、CIGALEなどのツールを用いた信頼性の高い光度赤方偏移推定および物理的性質の導出が可能になった。
• 調査データおよびカタログは、http://www.mattiavaccari.net/voice/およびCDS/VizieRに公開されており、HELPプロジェクトの下で継続的なアップデートが予定されている。