[논문 리뷰] A QSO survey via optical variability and zero proper motion in the M92 field. IV. More QSOs due to improved photometry

J. Brunzendorf, H. Meusinger|ArXiv.org|2002. 06. 14.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 27인용 수 5

한 줄 요약

이 연구는 광학적 변화성과 영점 운동을 통해 M92 영역 내 준성성은 (QSOs)의 탐지 성능을 향상시켰으며, 향상된 광도 정확도로 162장의 디지털화된 B-대역 필름을 재처리하였다. 개선된 방법은 95개의 QSO와 14개의 세이프트 1은 각각 확인하였으며, 고우선도 후보자들 사이에서 86%의 높은 성공률 기록하여 VPM 방법이 전통적 설문 조사와는 달리 SED에 영향을 받지 않는 강력한 대안임을 확인하였고, B=19.9까지 뚜렷한 빨간 QSO 집단이 존재하지 않음을 시사하였다.

ABSTRACT

We continue the QSO search in the 10 square degrees Schmidt field around M92 based on variability and proper motion (VPM) constraints. We have re-reduced 162 digitised B plates with a time-baseline of more than three decades and have considerably improved both the photometric accuracy and the star-galaxy separation at B>19. QSO candidates are selected and marked with one out of three degrees of priority based on the statistical significance of their measured variability and zero proper motion. Spectroscopic follow-up observations of 84 new candidates with B>19 revealed an additional 37 QSOs and 7 Seyfert1s. In particular, all 92 high-priority candidates are spectroscopically classified now; among them are 70 QSOs and 9 Seyfert1s (success rate 86%). We expect that 87% (55%) of all QSOs with B<19.0 (19.8) are contained in this high-priority subsample. For the combined sample of high-priority and medium-priority objects, a completeness of 89% is estimated up to B_lim=19.5. The sample of all AGNs detected in the framework of the VPM search in the M92 field contains now 95 QSOs and 14 Seyfert1s with B<19.9. Although the VPM QSOs were selected by completely different criteria, their properties do not significantly differ from those of QSOs found by more traditional optical survey techniques. In particular, the spectra and the optical broad band colours do not provide any hints on a substantial population of red QSOs up to the present survey limit.

연구 동기 및 목표

• 광학적 변화성과 영점 운동(VPM) 기준을 활용하여 M92 영역 내 준성성 탐지의 완전성과 신뢰성을 향상시키기 위해.
• 이전 VPM 설문 조사에서 밝기 B > 19에서의 심각한 완전성 결손이 낮은 광도 정확도로 인해 발생했음을 해결하기 위해.
• 고도의 정교한 데이터 처리 기법을 통해 어두운 천체(B > 19)에서의 항성-은하성 분리 및 광도 정확도를 향상시키기 위해.
• 새로 선별된 후보자들에 대한 분광학적 후속 관측을 통해 확인된 QSO와 세이프트 1은의 수를 증가시키기 위해.
• 기존 색상 기반 설문 조사와 비교했을 때 VPM로 선별된 QSO가 체계적으로 다를 수 있는지, 특히 빨간 QSO 집단의 존재 여부를 평가하기 위해.

제안 방법

• 1963~1997년 동안 타우텐부르크 스탠드포트 망원경에서 촬영한 162장의 디지털화된 B-대역 필름을 재처리하여 SExtractor 패키지를 사용해 광도 정확도와 소스 분류를 향상시켰다.
• 개선된 변화성 지표(Iσ, IΔ)와 운동량 임계값(Iμ)을 적용하여 변화가 있으며 움직이지 않는 소스를 QSO 후보로 식별하였다.
• 변화성과 운동량의 통계적 유의성에 기반해 후보자들을 고우선도 및 중간우선도 하위표본으로 분류하였다.
• 카라아르토 2.2m 망원경을 사용해 84개의 새로운 후보자들에 대해 분광학적 후속 관측을 실시하여 활성은하핵(AGN) 성격을 확인하였다.
• 외부 설문 조사(Hartwick & Schade, Wisotzki)와의 비교를 통해 수량 수(counts, N(<B))를 이용해 설문 조사의 완전성을 추정하였다.
• 기존 샘플과 비교해 VPM로 선별된 AGN의 광학적 밴드 색상과 스펙트럼을 분석하여 체계적 차이가 있는지, 특히 빨간 QSO의 존재 여부를 테스트하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 VPM 방법에서 광도 정확도가 향상될 경우 B > 19에서의 완전성 결손이 어느 정도 감소하는가?
• RQ2 고우선도 후보자들 중에서 진짜 QSO와 세이프트 1은을 식별하는 데 VPM 방법의 성공률은 얼마인가?
• RQ3 특히 어두운 밝기에서 VPM 설문 조사의 완전성은 다른 광학 QSO 설문 조사와 비교해 어떻게 되는가?
• RQ4 기존 설문 조사와 비교했을 때 VPM로 선별된 QSO가 광학 색상이나 스펙트럼에서 체계적인 차이를 보이는가? 특히 빨간 QSO 집단이 뚜렷한가?
• RQ5 VPM 방법이 SED에 영향을 받지 않는 준성성 선택 기법으로서 신뢰도가 어느 정도인가?

주요 결과

• 재처리된 데이터는 B = 19에서 평균 광도 정확도가 σ ≈ 0.1 mag, B = 20에서 σ ≈ 0.2 mag에 도달하여 어두운 천체 탐지 성능이 크게 향상되었다.
• 고우선도 후보자 92명(18 ≤ B ≤ 19.8) 중 70명이 QSO로 확인되었고, 9명은 세이프트 1은으로 확인되어 성공률가 86%에 달했다.
• 고우선도 표본은 B ≤ 19에서 QSO에 대해 약 87% 완전도를 기록했고, B ≤ 19.8에서는 55% 완전도를 기록했다.
• 고우선도 및 중간우선도 표본의 조합은 B = 19.5까지 약 89% 완전도를 달성했으며, 외부 설문 조사와 일치하는 수량 수치를 보였다.
• 최종 VPM 표본은 B ≤ 19.9인 95개의 QSO와 14개의 세이프트 1은을 포함하고 있으며, 모두 30년 이상의 장기적 광도 곡선을 확보하였다.
• VPM로 선별된 QSO의 스펙트럼과 광학 밴드 색상은 B의 설문 조사 한계까지 뚜렷한 빨간 QSO 집단이 존재하지 않음을 시사하였다.