[論文レビュー] WSRT Observations of the Hubble Deep Field Region

M. Garrett, AG de Bruyn+3 more|arXiv (Cornell University)|Aug 31, 2000

Radio Astronomy Observations and Technology被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、ハッブル・ディープフィールド領域における深さ1.4 GHzのWSRT観測を報告し、85の電波放射領域を検出。そのうち8つはHDF内に位置し、そのうち4つは1.4 GHzで以前に検出されていなかった。主な貢献は、中赤方偏移の星形成銀河に関連する2つの新しい電波源の同定に加え、VLAで分解できない22件の新しい検出が得られ、これは近くの星形成銀河の拡張された電波放射または合成された源を示唆している。

ABSTRACT

We present deep WSRT 1.4 GHz observations of the Hubble Deep Field region. At the 5 sigma level, the WSRT clearly detects 85 regions of radio emission in a 10' x 10' field centred on the HDF. Eight of these regions fall within the HDF itself, four of these are sources that have not previously been detected at 1.4 GHz, although two of these are VLA detections at 8.5GHz. The two new radio sources detected by the WSRT are identified with relatively bright (I<21m) moderate redshift spiral and irregular type galaxies. In the full field, the WSRT detects 22 regions of emission that were not previously detected by the VLA at 1.4GHz. At least two of these are associated with nearby, extended star-forming galaxies.

研究の動機と目的

• 高感度・高ダイナミックレンジのWSRT観測を用いて、ハッブル・ディープフィールドにおける微弱なマイクロJy電波源集団を調査すること。
• VLAの分解能や混雑のため1.4 GHzで見逃された電波源、特に拡張または重複した放射に関連する源を同定すること。
• 光学および赤外データを含む多波長クロス識別を用いて、新たに検出された電波源の性質を特定すること。
• サブ-mJy領域における低ランクのAGNおよび星形成銀河における電波変動の役割を評価すること。
• 多波長研究のため、HDFおよびハッブルフラッキングフィールド（HFF）における電波源カタログの完全性を向上させること。

提案手法

• 観測は、アップグレードされたウェスターボルク合成電波望遠鏡（WSRT）を用い、1.38 GHzで6回の12時間セッションにわたり、複数のアレイ構成を用いて広いuvカバレッジを達成した。
• データはNEWSTARで処理され、最も明るい121源に対して自己校正が適用され、ダイナミックレンジの向上と残存ノイズの低減が図られた。
• 15''のビームを用いて、中央10′×10′領域の最終画像を作成し、主 beam 衰減補正後の1ビームあたり9 μJyのrmsノイズレベルを達成した。
• ピーク輝度が5σ（45 μJy）を超える場合に源として識別し、位置はAIPSのタスクIMFITを用いてフィッティングした。
• 光学（CFHT Iバンド）および赤外（ISO）データとのクロス識別を実施し、電波源と銀河の関連を付与した。
• VLA、WSRT、ISOデータ間の輝度密度比較を用いてスペクトル指数および星形成率を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ハッブル・ディープフィールドにおける微弱な電波源のうち、どれくらいの割合がVLAでは分解または混雑しているが、WSRTの大きなビームのおかげで検出可能であるか？
• RQ2 VLAでは1.4 GHzで検出されなかったが、WSRTで新たに検出された22件の電波源の性質は何か？
• RQ3 マイクロJy領域における低ランクのAGNまたは星形成銀河に電波変動の兆候があるか？
• RQ4 多波長データに基づいて、新たに検出された電波源が星形成銀河に関連していると特定できるか？
• RQ5 近くのスパイラル銀河の電波ランクに、拡張ディスク放射がどれくらい寄与しているか？

主な発見

• WSRTは、ハッブル・ディープフィールドを中心とする10′×10′領域で85の明確な電波放射領域を検出し、5σ感度は45 μJyであった。
• HDF内部に8つの電波源が検出され、そのうち4つは1.4 GHzで以前に検出されていなかった。そのうち2つは中赤方偏移のスパイラル銀河および不規則銀河に関連する新しい源であった。
• VLAでは1.4 GHzで検出されなかったが、WSRTで検出された22の電波領域があり、これはVLAデータにおける分解能または混雑の影響を示している。
• WSRT独自で検出された2つの新規源（3720+1247および3636+1132）は、明るく近くのスパイラル銀河（I ≈ 18.4および18.6 mag）と明確に関連しており、それぞれ星形成率は約5および約3 M⊙ yr⁻¹の程度であった。
• VLAでは1.4および8.5 GHzで検出されたが、WSRTでは検出されなかった源（VLA J123656+621302）があり、これは数か月から数年のスケールでの電波変動を示唆しており、変動するAGN活動の可能性がある。
• 以前にVLAで検出された源がWSRTデータで非検出となったことは、マイクロJy領域のAGN集団において電波変動が顕著な要因である可能性を示しており、源関数および稼働率の研究に影響を与える。