[논문 리뷰] EROs found behind lensing clusters. II. Stellar populations and dust properties of optical dropout EROs and comparison with related objects

D. Schaerer, A. Hempel외 7명|arXiv (Cornell University)|2007. 03. 15.

Astronomy and Astrophysical Research인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 허블, 비s티, 스피itzer, 찬다의 다중 파장 광도 측정을 통해 강한 렌즈 효과를 겪는 은하단 뒤에 있는 렌즈된 극도로 빨간색 물체(EROs)를 분석하여 적색편이, 항성 집단, 먼지 성질을 규명한다. 광도 적색편이가 높은 적색편이(z~6–7)를 지지하지만, 물체들의 밝은 절대 등급, 수밀도, 장파장 데이터는 저적색편이(z~1–3)의 먼지가 많은 성형은 각각 0.5–5×10¹⁰ M☉의 일반적인 항성 질량과 1–18 M☉ yr⁻¹의 성형률을 가지며, 한 개의 극한의 LIRG는 z~3에서 SFR~1000 M☉ yr⁻¹를 보인다.

ABSTRACT

We determine the nature, redshift, stellar populations and dust properties of optically faint or non-detected extremely red objects (ERO) found from our survey of the lensing clusters A1835 and AC114. We perform SED fitting and use deep optical, HST, VLT, Spitzer data, and for some objects and sub-mm data. For most of the lensed EROs we find photometric redshifts showing a strong degeneracy between "low-z" (z~1-3) and high-z (z~6-7). Although formally best fits are often found at high-z, their resulting bright absolute magnitudes, the number density of these objects, and in some cases Spitzer photometry or longer wavelength observations, suggest strongly that all of these objects are at "low-z". The majority of these objects are best fitted with young (

연구 동기 및 목표

• 강한 렌즈 효과를 겪는 은하단 A1835와 AC114 뒤에 있는 광학적으로 희미하거나 검출되지 않은 EROs의 진정한 성격, 적색편이, 항성 집단, 먼지 성질을 규명하는 것.
• 이 EROs에 대해 저적색편이(z~1–3)와 고적색편이(z~6–7) 솔루션 간의 혼동이 있는 광도 적색편이의 모순을 해결하는 것.
• z~6.5 후성형 은하 HUDF-J2와 Yan 등(2004)의 IRAC 선택 EROs와 같은 관련 고적색편이 후보들과의 비교.
• APEX, 허셀, ALMA와 같은 향후 관측을 위해 중간적외선에서 서브밀리미터까지의 SED를 예측하는 것.
• z~6.5 후성형 후보로 여겨졌던 HUDF-J2의 성격을 재평가하여, z~2.3–2.6의 먼지가 많은 성형은으로 더 타당하게 재해석하는 것.

제안 방법

• 합성, 반경험적, 경험적 스펙트럼 템플릿의 포괄적인 라이브러리를 사용한 업데이트된 Hyperz 코드를 이용한 SED 피팅.
• 심층적 옵티컬(ACS/HST), 적외선(VLT/ISAAC), 중간적외선(Spitzer/IRAC), 장파장 데이터(Spitzer/MIPS 24 µm 및 Chandra의 서브밀리미터)의 광도를 사용하여 SED 모델링.
• 관측된 밴드 magnitude를 템플릿 SED에 맞추어 광도 적색편이를 유도하였으며, 저적색편이와 고적색편이 솔루션 간의 혼동을 철저히 평가.
• 중력 렌즈 확대 보정을 거친 봉우리 빛의 총광도를 통해 항성 질량과 성형률(SFR)을 추정.
• Yan 등(2004)의 IRAC 선택 EROs와의 비교 및 최신 광도와 스펙트럼 템플릿을 사용한 z~6.5 후성형 후보 HUDF-J2의 재평가.
• 가장 먼지가 많은 물체의 전체 적외선에서 서브밀리미터까지의 SED를 예측하여 APEX, 허셀, ALMA와 같은 향후 관측을 안내하는 데 사용.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 렌즈 효과를 겪는 EROs가 실제로 고적색편이(z~6–7)에 위치해 있는가, 아니면 강한 먼지 흡수로 인해 저적색편이(z~1–3)에 위치해 있는가?
• RQ2 이 EROs의 내재된 항성 집단 성질(연령, 금속성, 질량)과 먼지 함량(A_V)은 무엇이며, 알려진 고적색편이 후보들과 어떻게 비교되는가?
• RQ3 z~6.5 후성형 후보로 여겨졌던 HUDF-J2의 관측된 24 µm 복사가 고적색편이 후성형이 아니라 저적색편이 먼지가 많은 성형으로 설명될 수 있는가?
• RQ4 렌즈 효과를 겪는 EROs의 성질은 Yan 등(2004)의 IRAC 선택 EROs와 어떻게 비교되며, 유사한 항성 집단과 먼지 특성을 공유하는가?
• RQ5 이 먼지가 많은 EROs의 중간적외선에서 서브밀리미터 범위의 예측 SED는 무엇이며, 허셀과 ALMA와 같은 향후 시설에서 얼마나 탐지 가능할까?

주요 결과

• 대부분의 렌즈 효과를 겪는 EROs의 광도 적색편이는 z~6–7를 지지하지만, 높은 절대 등급, 수밀도, 장파장 광도(Spitzer 및 서브밀리미터)는 저적색편이(z~1–3) 기원을 강력히 지지한다.
• EROs의 대부분은 젊고(≤0.5–0.7 Gyr), 먼지가 많은 성형 집단에 가장 잘 맞으며, 최근 또는 계속 진행 중인 강한 성형을 시사한다.
• 세 개의 EROs는 A_V ≈ 2.4–4의 강한 흡수를 보이며, 가장 극단적인 물체인 SMMJ14009+0252는 z~3의 LIRG로서 성형률 약 1000 M☉ yr⁻¹, 항성 질량 약 6×10¹¹ M☉를 가진다.
• z~6.5 후성형 후보로 여겨졌던 HUDF-J2는 z~2.3–2.6의 먼지가 많은 성형은으로 더 타당하게 재해석되며, 이는 24 µm 복사의 자연스러운 설명을 제공하고 다른 렌즈 효과를 겪는 EROs의 SED와도 일치한다.
• Yan 등(2004)의 IRAC 선택 EROs도 렌즈 효과를 겪는 EROs와 매우 유사한 SED와 성질을 보이며, 복합 집단이 아니라 젊고 먼지가 많은 성형 템플릿을 사용해 합리적인 피팅이 가능하다.
• 가장 먼지가 많은 EROs의 예측 SED는 중간적외선에서 서브밀리미터 범위에서 강한 복사를 보이며, APEX, 허셀, ALMA와 같은 관측 시설에서 탐지 가능한 주요 대상이 된다.