[논문 리뷰] Multi-wavelength extragalactic surveys and the role of MeerKAT and SALT

M. J. Jarvis|arXiv (Cornell University)|2011. 07. 26.

Astronomy and Astrophysical Research참고 문헌 9인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 VISTA, 허셜, 메르카트, SALT 망원경을 활용하여 재이온화 시대에서 현재까지 은하 진화, 항성 형성 및 질량 순환 활동을 추적하는 융합적 다파장 외성간 탐사 전략을 제안한다. VIDEO와 우라바르타의 깊은 적외선 영상 데이터를 바탕으로 하여 메르카트의 전파 연속분광 및 수소-1차원(H i) 탐사와 SALT의 스펙트럼 적색편이 측정을 융합함으로써, 정확한 광학적 적색편이 측정, 소스 식별 및 통계적 스택을 가능하게 하여 낮은 H i 질량을 가진 은하와 가려진 활동을 탐색한다.

ABSTRACT

In these proceedings I discuss a range of surveys that are currently underway at optical, near-infrared and far-infrared wavelengths that have large components accessible to both the Southern African Large Telescope (SALT) and the Meer Karoo Array Telescope (MeerKAT). Particular attention is paid to the surveys currently underway with ESO's VISTA telescope, which will provide the ideal data from which to select targets for SALT spectroscopy whilst also providing the necessary depth and photometric redshift accuracy to trace the uJy radio population, found through the proposed MeerKAT surveys. Such surveys will lead to an accurate picture of evolution of star-formation and accretion activity traced at radio wavelengths. Furthermore, SALT spectroscopy could play a crucial role in following up Herschel surveys with its large collecting area and blue sensitivity which occupies a niche in instrumentation on 8- and 10-m class telescopes.

연구 동기 및 목표

• 기존 및 향후 구축 예정인 시설을 활용하여 남반구에서 깊고 다파장의 외성간 탐사를 가능하게 하기 위해.
• VISTA의 근적외선 데이터를 광학 및 마이크로파 대역 데이터와 융합함으로써 전파 및 적외선 원거리 탐사의 광학적 적색편이 정확도와 소스 선별 성능을 향상시키기 위해.
• SALT의 대량 대상 스펙트럼 분석을 통해 메르카트 탐사(MIGHTEE, LADUMA, MESMER)의 과학적 수확을 향상시키기 위해.
• 전파 및 적외선 데이터의 통계적 스택을 통해 혼잡한 한계 이하의 영역을 탐색하고 낮은 H i 질량을 가진 은하를 탐지하기 위해.
• 특히 고적색편이 및 전파로 강한 신호를 내는 소스를 대상으로 SALT을 깊은 외성간 탐사의 핵심 장비로 위치시키기 위해.

제안 방법

• VISTA의 VIDEO 탐사에서 확보한 깊은 적외선 영상(Y, J, H, Ks)을 활용하여 z ~ 4까지의 은하 및 SERVS를 통해 z ~ 5까지의 L* 타원은하를 탐지한다.
• VIDEO 및 우라바르타 데이터를 허셜-ATLAS 및 HerMES 적외선 탐사와 융합하여 은밀한 항성 형성과 AGN 활동을 추적한다.
• SALT의 다중 대상 스펙트럼 분석기를 활용하여 VIDEO 및 우라바르타 영역 내 은하, 특히 전파 소스의 스펙트럼 적색편이를 측정한다.
• 이미 알려진 적색편이를 가진 은하 위치에 메르카트의 전파 스펙트럼선 데이터를 스택하여 낮은 H i 질량 시스템을 탐지한다.
• SALT의 청색 감도를 활용하여 고적색편이 은하의 발광선을 탐지하고 z ~ 8.8에서의 라이먼-알파 발광체를 식별한다.
• 다양한 파장대의 데이터를 통합하여 고적색편이 전파 소스를 선별하고 LADUMA 및 MIGHTEE 탐사의 최적 타겟 선별을 최적화한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 VIDEO 및 우라바르타와 같은 깊은 적외선 탐사가 희미한 전파 및 마이크로파 소스의 광학적 적색편이 정확도를 어떻게 향상시킬 수 있는가?
• RQ2 메르카트가 탐지한 전파 소스의 식별 및 적색편이 측정을 가능하게 하는 SALT 스펙트럼 분석의 역할은 무엇인가?
• RQ3 혼잡한 한계 이하의 전파 및 적외선 데이터 스택을 통해 낮은 H i 질량 은하와 가려진 활동을 어떻게 드러낼 수 있는가?
• RQ4 기존 장비와 비교해 SALT의 청색 감도와 다중 대상 기능이 깊은 외성간 탐사의 후속 관측을 얼마나 향상시킬 수 있는가?
• RQ5 VISTA, 허셜, 메르카트, SALT 데이터의 융합은 향후 SKA 예비 탐사의 타겟 선별을 어떻게 최적화할 수 있는가?

주요 결과

• VIDEO 탐사는 3–4.5 deg² 영역에서 Y=24.6, J=24.5, H=24.0, Ks=23.5 AB magnitude의 5σ 깊이에 도달하여 z ~ 4까지의 L* 은하를 탐지할 수 있다.
• 더 깊은 깊이를 확보한 SERVS는 L* 은하를 z ~ 5까지 탐지할 수 있어 근적외선 탐사의 범위를 재이온화 시대까지 확장한다.
• SALT의 스펙트럼 적색편이 측정은 VIDEO 및 우라바르타 영역 내 희미하고 고표면 밀도의 대상에 대해 가능하게 하여 소스 식별을 향상시킨다.
• 이미 알려진 적색편이를 가진 은하 위치에 메르카트 전파 데이터를 스택함으로써, 장비의 노이즈 한계 이하의 낮은 질량의 H i 시스템도 탐지할 수 있다.
• 허셜, VISTA, SALT 데이터의 융합을 통해 허셜의 혼잡한 한계 이하에서도 스택이 가능하여 더 희미한 적외선 소스를 탐색할 수 있다.
• SALT의 청색 감도 덕분에 고적색편이 은하의 발광선을 유일하게 탐지할 수 있으며, 특히 z ~ 8.8에서의 라이먼-알파 발광체 식별에 매우 유용하다.