[논문 리뷰] CARS: the CFHTLS-Archive-Research Survey; I. Five-band multi-colour data from 37 sq. deg. CFHTLS-Wide observations

T. Erben, H. Hildebrandt외 11명|2008. 11. 13.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 2인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 CFHTLS-Wide 설문에서 37 제곱도의 균일한 다섯 밴드(u*g g' r' i' z') 광학적 조사 결과를 제시하며, GaBoDS/THELI 파이프라인을 통해 천체역학적 및 광학적 보정이 된 통합 이미지와 소스 목록을 생성한다. 주요 결과는 σ(Δz/(1+z)) ≈ 0.04–0.05의 높은 정확도를 가지며, i′_AB ≈ 24까지 약 1–3%의 이격자만을 포함하는 광학적 적색편이 샘플을 확보하여, z ≈ 0에서 1.4까지의 은하단계에 대한 신뢰성 있는 우주론적 연구를 가능하게 한다.

ABSTRACT

We present the CFHTLS-Archive-Research Survey (CARS). It is a virtual multi-colour survey based on public archive images from the CFHT-Legacy-Survey. Our main scientific interests in CARS are optical searches for galaxy clusters from low to high redshift and their subsequent study with photometric and weak-gravitational lensing techniques. As a first step of the project we present multi-colour catalogues from 37 sq. degrees of the CFHTLS-Wide component. Our aims are to create astrometrically and photometrically well calibrated co-added images. Second goal are five-band (u*, g', r', i', z') multi-band catalogues with an emphasis on reliable estimates for object colours. These are subsequently used for photometric redshift estimates. The article explains in detail data processing, multi-colour catalogue creation and photometric redshift estimation. Furthermore we apply a novel technique, based on studies of the angular galaxy cross-correlation function, to quantify the reliability of photo-z's. The accuracy of our high-confidence photo-z sample (10-15 galaxies per sq. arcmin) is estimated to $σ_{Δ_z/(1+z)}\approx 0.04-0.05$ up to i'<24 with typically only 1-3% outliers. Interested users can obtain access to our data by request to the authors.

연구 동기 및 목표

• 공개된 CFHTLS-Wide 데이터로부터 균일하고 다색 광학 조사를 수행하여 우주론적 연구를 위해 활용할 수 있도록 한다.
• 다섯 밴드 커버리지로 37 제곱도 범위에서 천체역학적 및 광학적 보정이 된 통합 이미지와 소스 목록을 생성한다.
• VVDS, DEEP2, SDSS와 같은 스펙트로스코픽 조사와의 비교를 통해 검증된 BPZ 코드를 사용하여 은하의 신뢰할 수 있는 광학적 적색편이를 유도한다.
• 광학적 및 약한 렌즈 기법을 활용하여 저적색에서 고적색까지의 은하단 탐색을 가능하게 한다.
• 후속 연구를 위한 고품질의 목록을 공개적으로 제공한다.

제안 방법

• 2008년 1월 기준으로 공개된, 다섯 밴드 u*g g' r' i' z' 커버리지가 있는 CFHTLS-Wide의 모든 포인팅을 선별하였다.
• GaBoDS/THELI 이미지 처리 파이프라인을 사용하여 통합된, 천체역학적 및 광학적으로 보정된 이미지를 생성하였다.
• SExtractor를 사용하여 통합 이미지에서 소스 목록을 추출하였으며, 다섯 밴드에서 광학적 측정을 수행하였다.
• 광학적 적색편이를 추정하기 위해 베이지안 광학적 적색편이(BPZ) 코드를 사용하였으며, VVDS, DEEP2, SDSS의 스펙트로스코픽 적색편이 자료를 기반으로 校정 및 검증하였다.
• 광학적 적색편이의 신뢰성을 각도 은하 클러스터링의 상호상관 분석과 외부 스펙트로스코픽 검증을 통해 평가하였다.
• 데이터 품질 제어 및 소스 점검을 지원하기 위해 이미지 마스크와 JPEG 시각화도 생성하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 균일하고 광역의 다섯 밴드 조사에서 CFHTLS-Wide 데이터의 광학적 적색편이 정확도는 어느 정도 달성 가능한가?
• RQ2 다양한 적색편이 범위에서 광학적 적색편이 추정의 신뢰성은 어떠하며, 인접한 적색편이 슬라이스 간의 오염 수준은 어느 정도인가?
• RQ3 광학적 적색편이의 체계적 편향이 특히 저적색 영역에서 은하단 연구에 어느 정도 영향을 미치는가?
• RQ4 VVDS, DEEP2, SDSS와 같은 외부 스펙트로스코픽 조사와 비교했을 때 광학적 적색편이 추정의 성능은 얼마나 우수한가?
• RQ5 이미지 품질과 광학적 보정이 CARS 조사의 다섯 밴드 소스 목록의 신뢰성에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• CARS 조사는 CFHTLS-Wide 설문의 37 제곱도를 커버하며, 모든 다섯 밴드에서 중앙 시야가 <0.9" 이하이다.
• 조사를 통해 i′_AB ≈ 24.5의 5σ 한계 등급을 확보하였으며, SDSS와 비교해 광학적 보정 정확도는 0.04 mag 이내이다.
• 광학적 적색편이 샘플은 i′_AB ≈ 24까지 σ(Δz/(1+z)) ≈ 0.04–0.05의 정확도를 확보하였으며, 이격자 비율은 약 1–3% 이하이다.
• 저적색에서의 체계적 편향은 Δz ≈ 0.1로 관측되었으며, z ≈ 0.5에서 선형적으로 감소하여 z ≈ 1에서 Δz ≈ -0.1이 되며, z ≈ 0.5에서 0이 되는 교차점이 존재한다.
• 상호상관 분석 결과, Δz ≈ 0.1 간격의 적색편이 슬라이스 간에 상당한 오염이 관측되었으며, Δz ≈ 0.3 이상 떨어진 슬라이스 간에는 최소한의 상관관계가 있었다.
• 목록에는 약 390만 개의 은하가 포함되어 있으며, 그 중 145만 개는 신뢰할 수 있는 광학적 적색편이를 가짐(Odds > 0.9)으로, 0 < z < 1.4 범위 내에서 우주론적 은하단 연구에 적합하다.