[논문 리뷰] Deep Extragalactic VLBI-Optical Survey (DEVOS) II. Efficient VLBI detection of SDSS quasars

S. Frey, Leonid Gurvits외 4명|ArXiv.org|2007. 11. 06.

Radio Astronomy Observations and Technology참고 문헌 20인용 수 9

한 줄 요약

이 연구는 SDSS와 FIRST 설문조사에서 광학적으로 식별된 활성은하핵을 5 GHz에서 성공적인 VLBI 탐지 가능성을 높이기 위해 효율적인 사전 선별 방법을 제시한다. 이 방법은 광도 밀도와 밀도 기준만을 사용하여 26개 소스 중 22개(85%)를 탐지하는 데 성공하였다. 이 접근법은 천체물리학적 및 천체역학 연구를 위한 고해상도 광학-라디오 활성은하핵 샘플을 대규모로 자원 효율적으로 구축할 수 있게 한다.

ABSTRACT

Context: The Deep Extragalactic VLBI-Optical Survey (DEVOS) aims at constructing a large sample of compact radio sources up to two orders of magnitude fainter than those studied in other Very Long Baseline Interferometry (VLBI) surveys. Optical identification of the objects is ensured by selecting them from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) list. Aims: While continuing to build up the DEVOS data base, we investigated how the VLBI detection rate could be enhanced by refining the initial selection criteria introduced in the first paper of this series. Methods: We observed 26 sources in two adjacent, slightly overlapping 2 deg radius fields with the European VLBI Network (EVN) at 5 GHz frequency on 2 March 2007.The phase-reference calibrator quasars were J1616+3621 and J1623+3909. The objects selected were unresolved both in the Faint Images of the Radio Sky at Twenty-centimeters (FIRST) survey catalogue and the SDSS Data Release 4. Results: We present images of milli-arcsecond (mas) scale radio structures and accurate coordinates of 24 extragalactic sources. Most of them have never been imaged with VLBI. Twenty-two compact radio sources (85% of our initial sample) are considered as VLBI detections of the corresponding optical quasars in SDSS. We found an efficient way to identify quasars as potential VLBI targets with mas-scale compact radio stucture at >1 mJy level, based only on the FIRST and SDSS catalogue data by applying simple selection criteria.

연구 동기 및 목표

• 깊은 간성외부 VLBI-광학 설문조사(DEVOS)의 처리 능력을 향상시키기 위해 관측 자원 소모를 줄이기 위해 타깃 선별 기준을 정밀화한다.
• 공개된 SDSS 및 FIRST 설문조사 데이터만을 사용하여 5GHz VLBI 영상으로 탐지 가능한 밀도 높은, 극히 작고 라디오가 강한 활성은하핵을 신뢰할 수 있고 데이터 기반으로 사전 선별할 수 있는 방법을 규명한다.
• 광학 및 저해상도 라디오 데이터를 활용하여 가장 가능성 있는 후보자들만을 대상으로 하여 VLBI 영상 처리를 통해 간성외부 천체 소스의 수를 늘린다.
• SDSS 광학 좌표가 단위 위상 기반 VLBI 관측에서 신뢰할 수 있는 사전 위치로 사용될 수 있는지 검증한다.
• 현재의 카탈로그 데이터를 바탕으로 대규모 VLBI-광학 설문조사의 잠재적 수확량을 추정한다.

제안 방법

• 타깃 선별은 SDSS 활성은하핵 중 FIRST 설문조사에서 해상도가 낮고 1.4 GHz에서 통합 광도 밀도가 20 mJy 이상인 소스를 식별함으로써 이루어졌다.
• 연구는 유럽 VLBI 네트워크(EVN)를 사용하여 2개의 인접한 2° 반경 영역에서 26개 소스를 5 GHz에서 위상 기반 보정을 사용하여 관측하였다. 보정 천체로는 J1616+3621과 J1623+3909를 사용하였다.
• 데이터 감소 및 영상 처리는 표준 VLBI 보정 및 영상 기법을 사용하여 수행되었으며, 위상 기반 보정과 자기 보정을 포함하였다.
• 소스 탐지 및 천체역학적 정렬은 VLBI 위치를 SDSS 광학 좌표 및 FIRST 설문조사 데이터와 비교하여 검증되었다.
• 선택 기준의 효율성은 초기 샘플 크기와 광학 및 라디오 대역에서의 알려진 밀도와의 비교를 통해 시험되었다.
• 이 방법은 FIRST 및 SDSS 양측에서 해상도가 낮은 소스는 대부분 밀도 높은 핵 중심 라디오 방출을 지닌 작고 밀집된 소스일 가능성이 높다는 가정에 기반한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 SDSS 및 FIRST 설문조사 데이터만을 사용하여 사전 선별한 활성은하핵을 대상으로 5GHz VLBI 설문조사에서 높은 탐지율을 달성할 수 있는가?
• RQ2 비해상도가 낮은 광학 및 라디오 형태를 선택 기준으로 사용할 경우, 5GHz에서 탐지 가능한 밀도 높은 라디오 소스를 식별하는 데 얼마나 효율적인가?
• RQ3 SDSS 광학 좌표가 위상 기반 VLBI 관측에서 신뢰할 수 있는 사전 위치로 사용될 수 있는 정도는 어느 정도인가?
• RQ4 관측된 탐지율을 바탕으로, FIRST 및 SDSS 데이터만을 사용한 대규모 VLBI-광학 설문조사에서 기대되는 수확량은 얼마인가?
• RQ5 FIRST 광도 밀도가 20 mJy 이상인 알려진 SDSS 활성은하핵 중에서 개선된 선별 방법을 사용하여 VLBI로 탐지 가능한 소수는 몇 개인가?

주요 결과

• 연구는 85%의 VLBI 탐지율을 달성하여, EVN를 사용하여 5GHz 대역에서 26개의 타깃 SDSS 활성은하핵 중 22개를 성공적으로 영상 처리하였다.
• VLBI로 확인된 24개 소스 중 20개는 밀리초각 해상도에서 새로운 탐지 결과를 보였으며, 이는 간성외부 천구에 아직 탐색되지 않은 중요한 라디오 구조가 존재함을 시사한다.
• 이 방법을 통해 피크 광도 밀도가 위상 기반 보정 천체와 유사한 80 mJy 수준인 5개의 소스를 탐지하였으며, 이는 가장 밀도 높고 밝은 라디오 소스 중 일부일 가능성이 있음을 시사한다.
• 두 개의 소스(J163020.7+375656 및 J163302.1+392427)는 5 GHz에서 탐지 가능한 밀집된 구조를 보이지 않아 확장된 방출 또는 핵 중심 비율이 낮을 가능성이 있음을 시사한다.
• 이 연구와 DEVOS 예비 프로젝트(Paper I)의 병합 탐지율은 광학(SDSS)과 라디오(FIRST) 양측에서 해상도가 낮고 S1.4 > 20 mJy를 만족하는 활성은하핵에 대해 거의 90%에 이를 정도로 높다.
• SDSS DR6 활성은하핵 샘플 전반에 걸쳐 이 기준을 만족하는 소스에 대해 탐지율을 외삽하면 약 7,500개의 잠재적 VLBI 탐지가 가능할 것으로 추정되며, 이는 대규모 고정밀 광학-라디오 설문조사의 실현 가능성을 높인다.