[논문 리뷰] GaBoDS: The Garching-Bonn Deep Survey - III. Lyman-Break Galaxies in the Chandra Deep Field South

H. Hildebrandt, D. J. Bomans외 11명|ArXiv.org|2004. 12. 15.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 26인용 수 12

한 줄 요약

이 논문은 천문학적 깊이 필드 남쪽의 깊은 WFI/MPG-ESO 2.2m CCD 이미지를 사용하여 z ~ 3 및 z ~ 4에서 라이만 브레이크은하(Lyman-break galaxies, LBGs)를 U- 및 B-대안 기법을 통해 식별하는 예비 연구를 제시한다. 광학적 적색편이가 높은 구성원으로서의 지원을 받는 1,070개의 U-대안 및 565개의 B-대안을 보고하며, z ~ 3와 z ~ 4 사이에서 공면 클러스터링 스케일 길이에 변화가 없음을 확인하여 이전 연구들과 일관된다.

ABSTRACT

We present first results of our search for high-redshift galaxies in deep CCD mosaic images. As a pilot study for a larger survey, very deep images of the Chandra Deep Field South (CDFS), taken withWFI@MPG/ESO2.2m, are used to select large samples of 1070 U-band and 565 B-band dropouts with the Lyman-break method. The data of these Lyman-break galaxies are made public as an electronic table. These objects are good candidates for galaxies at z~3 and z~4 which is supported by their photometric redshifts. The distributions of apparent magnitudes and the clustering properties of the two populations are analysed, and they show good agreement to earlier studies. We see no evolution in the comoving clustering scale length from z~3 to z~4. The techniques presented here will be applied to a much larger sample of U-dropouts from the whole survey in near future.

연구 동기 및 목표

• 깊은 다중 대역 광학 영상 기반으로 고적색편이 라이만 브레이크 은하(LBGs)를 선택하는 신뢰성 있는 방법을 개발하고 검증하기 위해.
• 향후 천체물리학적 연구를 위한 Chandra Deep Field South(CDFS)에서 U- 및 B-대안 후보자의 공개적이고 고정밀도의 목록을 제작하기 위해.
• 선택된 LBG 샘플의 광학적 적색편이, 등급 분포 및 클러스터링 특성을 분석하여 이전 조사들과의 일관성을 평가하기 위해.
• 유사한 방법론을 사용하여 더 넓은 하늘 영역에 걸쳐 LBGs를 대상으로 한 더 큰 ESO Deep-Public-Survey(DPS)의 기초를 마련하기 위해.
• z ~ 3 및 z ~ 4에서 LBGs의 클러스터링 특성이 진화하는지 여부를 테스트하여 대규모 구조 형성 모델에 정보를 제공하기 위해.

제안 방법

• WFI 기구를 사용하여 MPG/ESO 2.2m 망원경에서 CDFS의 깊은 U, B, V, R 및 I 대역 영상을 확보하였다.
• GOODS, COMBO-17, EIS 등의 여러 관측 프로그램에서 확보한 자료를 통합하고 일관된 감도 처리 파이프라인을 사용하여 재처리하여 광학적 및 천체좌표 일관성을 확보하였다.
• R-대역을 탐지 영상으로 사용하여 SExtractor를 이중 영상 모드로 사용하여 동일한 소스 위치에서 다른 대역의 밝기 측정을 수행함으로써 노이즈를 최소화하고 소스 탐지 성능을 향상시켰다.
• U 또는 B 대역에서 장파장 대비 뚜렷한 밝기 결손을 관측함으로써 라이만 브레이크 기법을 적용하여 U-대안(z ~ 3) 및 B-대안(z ~ 4)을 식별하였다.
• COMBO-17 CDFS 자료를 사용하여 광학적 측정을 校정하고 AB magnitude 보정을 적용하여 표준 광학적 측정 체계와의 일관성을 확보하였다.
• 등급 분포 및 대안 샘플의 공간 클러스터링 패tern을 기반으로 광학적 적색편이 추정 및 클러스터링 분석을 수행하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 깊은 광역 CCD 영상에서 U- 및 B-대안 선택의 신뢰성과 완전성은 어떠한가?
• RQ2 선택된 LBG 후보자의 광학적 적색편이 분포 및 등급 분포는 무엇인가?
• RQ3 z ~ 3에서의 U-대안과 z ~ 4에서의 B-대안의 클러스터링 특성은 이전 연구들과 어떻게 비교되는가?
• RQ4 z ~ 3와 z ~ 4 사이에서 LBGs의 공면 클러스터링 스케일 길이에 진화의 증거가 있는가?
• RQ5 이 연구에서 사용된 방법론은 ESO Deep-Public-Survey(DPS)의 전체 하늘 영역에 걸쳐 LBGs의 더 큰 조사로 확장 가능한가?

주요 결과

• 연구는 CDFS에서 광학적 적색편이 추정이 각각 z ~ 3 및 z ~ 4에서의 구성원으로서의 타당성을 지닌 1,070개의 U-대안 후보자와 565개의 B-대안 후보자를 식별하였다.
• U-대안 및 B-대안 샘플의 등급 분포는 이전 조사들과 일치하여 신뢰할 수 있는 선택과 최소한의 체계적 편향이 있음을 시사한다.
• 클러스터링 분석 결과, z ~ 3와 z ~ 4 사이에서 공면 클러스터링 스케일 길이에 유의미한 진화가 없음을 확인하여, 이 적색편이에서 LBGs의 대규모 구조 클러스터링이 유사하다는 것을 시사한다.
• 대안 샘플의 광학적 적색편이 추정치는 이전 고적색편이 은하 연구의 예측과 잘 일치하며 신뢰할 수 있다.
• 자료와 후보자 목록은 전자 표 형태로 공개되어 향후 분석 및 교차 식별에 기여할 수 있다.
• 이 예비 분석에서 검증된 방법론은 확장 가능하며, 향후 전체 ESO Deep-Public-Survey 데이터셋에 적용되어 LBG 샘플 크기를 크게 증가시킬 것이다.