[논문 리뷰] ISOCAM observations in the Lockman Hole - II The 14.3 micron deep survey: data reduction, catalogue and source counts

Laura Bisigello, C. Lari외 4명|ArXiv.org|2004. 07. 30.

Astronomy and Astrophysical Research인용 수 19

한 줄 요약

이 논문은 락먼홀 영역에서 14.3 µm ISOCAM 설문을 수행하여, 1 mJy까지 90% 완전도의 283개의 은하계 외부 천체 소스로 구성된 완전한 목록을 확보하였다. 위치 정확도는 1.5 arcsec 수준이었으며, 적외성 은하계의 강력한 진화를 확인하였다. 이 중 85%의 소스가 광학 대응체를 가지며, 별로 분류된 소스는 6%에 불과하여, 먼지가 풍부한 항성 형성 은하가 천체적 적외선 배경의 주요 기여자임을 지지하는 모델을 뒷받침한다.

ABSTRACT

We present a new analysis of the ISOCAM 14.3 micron deep survey in a 20x20 square arcmins area in the Lockman Hole. This survey is intermediate between the ultra-deep surveys and the shallow surveys in the ELAIS fields. The data have been analyzed with the method presented by Lari et al. (2001). We have produced a catalogue of 283 sources detected above the 5-sigma threshold, with fluxes in the interval 0.1-8 mJy. The catalogue is 90% complete at 1 mJy. The positional accuracy, estimated from the cross-correlation of infrared and optical sources, is around 1.5 arcsec. The search for the optical counterparts of the sources in the survey is performed on a medium-deep r' band optical image (5-sigma depth of r'=25), making use of the radio detections when available. The photometry has been checked through simulations and by comparing the data with those presented in a shallower and more extended ISOCAM survey in the Lockman Hole, that we have presented in a companion paper. Only 15% of the 14.3 micron sources do not have an optical counterpart down to r'=25 mag. We use the 6.7/14.3 micron colour as a star/galaxy separator, together with a visual inspection of the optical image and an analysis of the observed Spectral Energy Distribution of the ISOCAM sources. The stars in the sample turn out to be only 6% of the sample. We discuss the 14.3 micron counts of extragalactic sources, combining our catalogue with that obtained from the shallower ISOCAM survey. The data in the two surveys are consistent, and our results fully support the claims in previous works for the existence of an evolving population of infrared galaxies, confirming the evident departure from non-evolutionary model predictions.

연구 동기 및 목표

• ISOCAM 데이터를 활용하여 락먼홀 영역에서 깊고 고주기적인 14.3 µm 설문을 수행하여 약한 적외선 소스를 탐색한다.
• 향상된 기법을 사용하여 ISOCAM 데이터를 감소 및 보정하여 광도 정확도와 완전도를 확보한다.
• 은하계 외부 소스 수세기의 정확한 위치와 광도를 갖춘 신뢰할 수 있는 소스 목록을 구축한다.
• 다중 파장 데이터와 SED 분석을 활용하여 광학 대응체를 식별하고, 별 또는 은하로 소스를 분류한다.
• 14.3 µm 소스 수세기를 측정하고, 적외선 은하계의 우주적 진화 여부를 테스트한다.

제안 방법

• 락먼홀의 20×20 arcmin 영역에서 ISOCAM 14.3 µm 관측 데이터에 Lari 등(2001)의 데이터 감소 방법을 적용하였다.
• 5-σ 탐지 임계값을 사용하여 0.1에서 8 mJy 사이의 광도를 가진 283개의 소스를 식별하였다.
• ISO 요약부 계수를 사용하여 광도를 보정하였으며, ISO와 IRAS의 영점 간 약 10%의 불일치를 보정하였다.
• 중간 깊이의 r’-대역 이미지(5σ 감도 r’=25)를 사용하여 광학 교차 식별을 수행하였고, 가능할 경우 라디오 데이터도 활용하였다.
• 6.7/14.3 µm 색상, 광학 이미지의 시각적 점검, SED 분석을 통해 별과 은하를 분리하여 소스를 분류하였다.
• 이 깊은 설문의 데이터를 얕은 ISOCAM 설문(Paper I)의 데이터와 융합하여 14.3 µm 소스 수세기를 계산하고 분석하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 락먼홀에서의 ISOCAM 14.3 µm 깊은 설문의 완전도와 광도 정확도는 어떠한가?
• RQ2 14.3 µm 소스 중 광학 대응체를 가지는 비율은 얼마이며, 별과 은하로 분류되는 비율은 각각 얼마인가?
• RQ3 14.3 µm 소스 수세기에서 적외선 은하계의 우주적 진화 증거가 나타나는가?
• RQ4 결과는 비진화 모델과 진화 모델 간에 어떻게 비교되는가?
• RQ5 광도 및 위치 측정 결과가 독립적인 보정 및 교차 식별 결과와 얼마나 일치하는가?

주요 결과

• 1 mJy에서 90% 완전도의 283개 소스로 구성된 목록을 확보하였으며, 광도 범위는 0.1에서 8 mJy 사이였다.
• 광학 소스와의 교차 상관 분석을 통해 위치 정확도를 1.5 arcsec로 추정하였다.
• r’=25 mag까지의 감도에서 14.3 µm 소스 중 15%만 광학 대응체를 가지지 않았다.
• 6.7/14.3 µm 색상, 시각적 점검, SED 분석을 통해 별은 전체 샘플의 6%에 불과함을 확인하였다.
• 깊은 설문과 얕은 설문의 14.3 µm 소스 수세기는 일관되었으며, 비진화 모델과의 명백한 이탈을 보였다.
• 결과는 진화하는 적외선 은하계의 존재를 강력히 지지하며, 중간 적색이동(z ≈ 0.5–1.3)에서 뚜렷한 먼지가 풍부한 항성 폭발 은하가 천체적 적외선 배경의 주요 기여자임을 예측하는 모델과 일치한다.