[논문 리뷰] FIRBACK: I. A deep survey at 175 $μ$m with ISO, preliminary results

J.‐L. Puget, G. Lagache외 11명|arXiv (Cornell University)|1998. 12. 02.

Astronomy and Astrophysical Research인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 인프라레드 우주 관측소의 ISOPHOT 기구를 사용하여 175 μm에서 수행된 깊은 원거리 적외선 조사인 FIRBACK의 初기 결과를 제시한다. 이 조사에서는 IRAS의 깊은 조사에서 예상되는 것보다 약 10배 높은 소스 밀도를 검출하였으며, 이는 고적색 이동 고적외선 빛나는 은하군에서 강한 우주론적 진화를 암시한다. 이러한 은하군은 이 파장에서 우주적 적외선 배경의 10%만 차지하며, 전체 배경을 설명하기 위해 더 희미한 복사계수로의 외삽이 필요하다.

ABSTRACT

FIRBACK is a deep survey conducted with the ISOPHOT instrument aboard the Infrared Space Observatory (ISO) at an effective wavelength of 175 $μ$m. We present here results we have obtained on the first field, the so-called Marano1 which covers around 0.25 square degree. We find that the source density for objects with a flux above 200 mJy exceeds the counts expected for sources found in the IRAS deep surveys with a similar flux by about an order of magnitude. Such an excess was expected on the basis of the high far infrared background detected with the FIRAS and DIRBE instruments aboard the Cosmic Background Explorer (COBE). These sources are likely to be redshifted infrared galaxies. The steep number counts indicate strong cosmological evolution in this population. The detected sources account for only 10 % of the cosmic IR background. An extrapolation of the counts down to about 10 mJy would be needeed to account for the whole background at this wavelength.

연구 동기 및 목표

• ISO 위성의 깊은 관측을 이용하여 175 μm에서 원거리 적외선 소스의 수세기 수치를 측정하기 위해.
• COBE의 FIRAS 및 DIRBE 기구가 측정한 우주적 적외선 배경의 기원을 조사하기 위해.
• 깊은 조사에서 관측된 초과 소스 밀도가 고적색 이동, 진화한 적외선 은하군에 기인한 것인지 판단하기 위해.
• 검출된 소스들이 175 μm에서 전체 우주적 적외선 배경에 기여하는 정도를 평가하기 위해.
• 이 파장에서 전체 우주적 적외선 배경을 설명하기 위해 소스 수세기의 더 희미한 복사계수로의 외삽이 필요한지 평가하기 위해.

제안 방법

• 적외선 우주 관측소(ISOPHOT 기구)를 사용하여 효과적 파장 175 μm에서 깊은 조사를 수행하였다.
• 약 0.25 제곱도의 영역을 차지하는 Marano1 영역에 집중하였다.
• 200 mJy 이상의 복사계수를 가진 천체의 소스 수세기를 측정하였다.
• IRAS 깊은 조사 예측과 COBE 배경 측정치를 관측된 소스 수세기와 비교하였다.
• 관측된 수세기의 외삽을 통해 우주적 적외선 배경에 기여하는 정도를 추정하였다.
• 관측된 수세기와 기대치 사이의 괴리점을 설명하기 위해 우주론적 진화의 역할을 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 깊은 조사에서 175 μm에서 원거리 적외선 소스의 수세기는 얼마이며, IRAS 예측과 어떻게 비교되는가?
• RQ2 이 조사에서 소스 밀도가 IRAS 깊은 조사 예측보다 현저히 높은 이유는 무엇인가?
• RQ3 검출된 소스들이 COBE가 측정한 우주적 적외선 배경을 어느 정도 차지하는가?
• RQ4 우주론적 진화는 고적색 이동 적외선 은하군 집단에서 어떤 역할을 하는가?
• RQ5 이 파장에서 전체 우주적 적외선 배경을 설명하기 위해 소스 수세기를 더 희미한 복사계수로 외삽할 필요가 있는가?

주요 결과

• 200 mJy 이상의 복사계수를 가진 천체의 소스 밀도는 IRAS 깊은 조사 예측보다 약 10배 높다.
• 관측된 초과는 COBE의 FIRAS 및 DIRBE 기구가 측정한 고원거리 적외선 배경과 일치한다.
• 검출된 소스들은 고적색 이동, 진화한 적외선 은하군일 가능성이 높으며, 강한 우주론적 진화를 겪고 있다.
• 이 소스들은 175 μm에서 우주적 적외선 배경의 약 10%만 차지한다.
• 이 파장에서 전체 우주적 적외선 배경을 설명하기 위해 약 10 mJy까지 소스 수세기를 외삽할 필요가 있다.
• 급격한 수세기 기울기는 원거리 적외선 은하군 집단의 빛나는 성질 함수가 우주 시간에 걸쳐 상당한 진화를 겪고 있음을 암시한다.