[論文レビュー] The WIRCam Deep Survey I: Counts, colours and mass-functions derived from near-infrared imaging in the CFHTLS deep fields

R. M. Bielby, P. Hudelot+11 more|MPG.PuRe (Max Planck Society)|Nov 29, 2011

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 1被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、CFHTLSの深紫外領域をカバーする2.1 deg²の深紫外赤外画像測定であるWIRCam Deep Survey (WIRDS) を提示する。J、H、Ksバンドで50%の完全性がAB ≈24.5に達する。CFHTLSの光学データとWIRDSを組み合わせることで、8バンドの光度カタログを作成し、約180万個の銀河について正確な光度赤方偏移、星の質量、銀河タイプを導出し、z=2までの星の質量関数を測定した。その結果、ダウンサイズの傾向と整合的で、中程度の質量（log(M/M☉) ≈10–11）においてGALFORMシミュレーションとの一致が向上した質量依存的進化が得られた。

ABSTRACT

We present a new near-infrared imaging survey in the four CFHTLS deep fields: the WIRCam Deep Survey (WIRDS). WIRDS comprises extremely deep, high quality (FWHM ~0.6") J, H and K imaging covering a total effective area of 2.1 deg^2 and reaching AB 50% completeness limits of ~24.5. We combine our images with the CFHTLS to create a unique eight-band ugrizJHK photometric catalogues in the CFHTLS deep fields; these four separate fields allow us to make a robust estimate of the effect of cosmic variance for all our measurements. We use these catalogues to estimate precise photometric redshifts, galaxy types and stellar masses for a unique sample of ~1.8 million galaxies. Our JHK number counts are consistent with previous studies. We apply the BzK selection to our gzK filter set and find that the star forming BzK selection successfully selects 76% of star-forming galaxies in the redshift range 1.4

研究の動機と目的

• 深紫外赤外データを用いて、z ≤ 2における銀河の星の質量関数を高精度で測定すること。
• 4つの独立したCFHTLS深紫外領域を分析することで、宇宙分散の影響を評価すること。
• 1.4 < z < 2.5の領域において、BzK選別基準が星形成銀河と消極的銀河をどれだけ的確に特定できるかを評価すること。
• 観測された質量関数とGALFORM半経験的モデルの予測を比較すること。
• 天文学コミュニティの皆様に利用可能な、高品質な光度カタログと画像を公開すること。

提案手法

• CFHTのWIRCamを用いて、J、H、Ksバンドの深紫外画像測定を実施し、FWHM ≈ 0.6 arcsecで、AB ≈24.5で50%の完全性を達成した。
• WIRDSの赤外データと既存のCFHTLS光学データ（ugriz）を統合し、4つの独立した深紫外領域で8バンド（ugrizJHKs）の光度カタログを作成した。
• 検出画像としてχ²ベースのgriおよびKs画像を用い、カタログの妥当性を検証する2つのバージョンの光度カタログを作成した。
• Le PHAREソフトウェアを用いて、8バンド光度測定へのSEDフィッティングにより、光度赤方偏移と星の質量を導出した。
• 観測された星の質量関数を二重Schechter関数でモデル化し、赤方偏移に伴う進化をフィッティングした。
• 観測された質量関数とBzK選別基準の成功率を、GALFORM半経験的モデルの予測と比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 CFHTLS深紫外領域における銀河の数密度、色、星の質量関数は、z ≈ 0.2からz ≈ 2にかけてどのように進化するか？
• RQ2 WIRDS光度カタログにおいて、1.4 < z < 2.5の領域でBzK選別基準が星形成銀河と消極的銀河をどれだけ的確に分離できるか？
• RQ3 深紫外調査における銀河質量関数の測定に宇宙分散がどの程度影響を及ぼし、4つの独立した領域によってその影響がどれほどしっかり制約されているか？
• RQ4 GALFORM半経験的モデルの予測は、観測された星の質量関数とどの程度一致するか。特に低質量および高質量領域、およびz > 1.2の領域でどうか？
• RQ5 質量関数における特徴的な星の質量（M*）と銀河の数密度の赤方偏移依存的傾向は何か？

主な発見

• WIRDSのJ、H、Ksバンドの数密度は、以前の研究と整合的で、調査の深さと光度測定の品質を裏付けた。
• 星形成用BzK選別は、1.4 < z < 2.5の範囲で76%の星形成銀河を的確に特定した。一方、消極的銀河の選別では52%の回収率であった。
• 全銀河の星の質量関数は、二重Schechter関数でよく記述され、z=0からz=2にかけてM*が徐々に低下した。
• 質量M ≲ 10^10.75 M☉の銀河は、z ≲ 1まで著しく進化を続けたが、より質量の大きな銀河（M ≳ 10^10.75 M☉）はz ≈ 0.8–1で現在の数に達しており、これはダウンサイズの傾向と整合的であった。
• GALFORMモデルは中程度の質量（10 ≤ log(M/M☉) ≤ 11）で観測された質量関数とよく一致したが、低質量領域（log(M/M☉) ≤ 10）では数密度を低く予測し、z ≈ 1.2を超えると性能が劣化した。
• 4つの個別の領域から得られた質量関数は互いに一貫しており、宇宙分散の制約が強く、測定の信頼性が高まった。