[논문 리뷰] Deep Optical Imaging of the COSMOS Field with Hyper Suprime-Cam Using Data from the Subaru Strategic Program and the University of Hawaii

Masayuki Tanaka, G. Hasinger외 19명|arXiv (Cornell University)|2017. 06. 02.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 8인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 HSC 수소전략 프로그램과 하와이 대학교의 HEROES 조사 자료를 융합하여 현재까지 가장 깊은 광학 영상 데이터를 COSMOS 영역에 제공한다. 점원소에 대해 5σ 깊이가 g=27.8, r=27.7, i=27.6, z=26.8, y=26.2 mag에 도달하며, 보다 아크초 이하의 분해능과 높은 광도 측정 정확도(2%) 및 천문학적 정확도(30 mas)를 확보하였다. 이 데이터는 HSC 데이터 포털을 통해 공개되었다.

ABSTRACT

We present the deepest optical images of the COSMOS field based on a joint dataset taken with Hyper Suprime-Cam (HSC) by the HSC Subaru Strategic Program (SSP) team and the University of Hawaii (UH). The COSMOS field is one of the key extragalactic fields with a wealth of deep, multi-wavelength data. However, the current optical data are not sufficiently deep to match with, e.g., the UltraVista data in the near-infrared. The SSP team and UH have joined forces to produce very deep optical images of the COSMOS field by combining data from both teams. The coadd images reach depths of g=27.8, r=27.7, i=27.6, z=26.8, and y=26.2 mag at 5 sigma for point sources based on flux uncertainties quoted by the pipeline and they cover essentially the entire COSMOS 2 square degree field. The seeing is between 0.6 and 0.9 arcsec on the coadds. We perform several quality checks and confirm that the data are of science quality; ~2% photometry and 30 mas astrometry. This accuracy is identical to the Public Data Release 1 from HSC-SSP. We make the joint dataset including fully calibrated catalogs of detected objects available to the community at https://hsc-release.mtk.nao.ac.jp/.

연구 동기 및 목표

• COSMOS 영역에 대해 가능한 한 깊은 광학 영상 데이터를 확보하기 위해, 다중 파장 데이터가 풍부한 천체물리학적 주요 조사 영역을 대상으로 한다.
• 이미 존재하는 광학 데이터의 깊이 한계를 극복하여, UltraVista와 같은 깊은 적외선 조사와 견줄 만한 성능을 확보하고자 한다.
• HSC 수소전략 프로그램과 하와이 대학교의 HEROES 조사 자료를 융합하여 영상의 깊이와 커버리지 향상을 도모하고자 한다.
• 과학적으로 신뢰할 수 있고, 공개 가능한 데이터셋을 제공하며, 높은 광도 측정 정확도와 천문학적 정확도를 확보하고자 한다.
• 미래의 은하 진화, 블랙홀 성장, 고적색도(z ~ 6)까지의 대규모 구조 연구를 가능하게 하고자 한다.

제안 방법

• COSMOS 2 제곱도 영역 전역에 걸쳐 HSC 수소전략 프로그램(SSP)과 하와이 대학교의 HEROES 조사 자료를 융합한 공통 영상 데이터를 활용한다.
• 균일하고 고품질의 영상 데이터를 생성하기 위해, 광도 기준점을 27.0 mag/ADU로 통합한 공통 영상 처리 파이프라인을 적용한다.
• 현장에서의 데이터 처리 및 품질 보증 시스템을 통해 영역 전반에 걸쳐 일관된 PSF 및 광도 측정 정확도를 확보한다.
• 접한 영역 간의 중복 영역에서 중복 탐지 및 측정 실패를 제거하기 위해 플래그 기반 선택 기법을 적용한다.
• 공통 영상, 분산도 지도, 마스크 영상 등 과학적 활용이 가능한 데이터 제품을 FITS 형식으로 생성하며, 각각 별도의 HDU로 구성한다.
• HSC-SSP 데이터 배포 포털을 통해 공개 접근을 제공하며, 데이터베이스 쿼리, 영상 조각 추출, 카탈로그 및 영상의 직접 다운로드 기능을 포함한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 HSC-SSP 및 UH 자료를 융합하여 COSMOS 영역의 광학 영상에서 확보할 수 있는 최대 깊이 수준은 무엇인가?
• RQ2 공통 영상의 광도 측정 정확도 및 천문학적 정확도는 기존 HSC-SSP 데이터 배포와 비교해 어떻게 되는가?
• RQ3 SSP 및 UH 자료의 융합이 COSMOS 영역의 광학 커버리지 깊이와 균일성에 얼마나 기여하는가?
• RQ4 이러한 데이터셋은 고적색도 은하 및 AGN 연구에 어떻게 기여할 수 있으며, 특히 적외선 영역 조사와 비교해 어떤가?
• RQ5 과학 공동체가 이 융합 데이터셋을 효과적으로 활용하기 위해 최적의 데이터 접근 및 처리 워크플로우는 무엇인가?

주요 결과

• 공통 영상의 점원소에 대해 5σ 깊이가 전체 2 제곱도의 COSMOS 영역 전역에서 g=27.8, r=27.7, i=27.6, z=26.8, y=26.2 mag에 도달한다.
• 영상은 0.6–0.9 arcsec의 시야 폭(반폭)을 확보하여 높은 공간 해상도를 확보한다.
• 점원소에 대해 광도 측정 정확도는 2%, 천문학적 정확도는 30 mas로, HSC-SSP 공개 데이터 배포 1과 동일한 정밀도를 확보한다.
• 완전하게 校정된 소스 카탈로그가 포함되어 있으며, https://hsc-release.mtk.nao.ac.jp 에서 공개 가능하다. 데이터베이스 쿼리, 영상 조각 추출, 직접 다운로드 기능을 제공한다.
• 공통 영상 데이터는 FITS 형식으로 제공되며, 과학 영상, 분산도, 마스크 영상 등 별도의 HDU로 구성되어 있어, 개구경 보정을 고려한 정확한 플럭스 측정이 가능하다.
• 중복 및 측정 정확도가 낮은 소스를 제거하기 위해 권장 플래그 컷을 포함한 데이터 배포가 이루어졌다.