[논문 리뷰] Photometric redshifts for the CFHTLS-Wide

F. Brimioulle, M. Lerchster외 3명|ArXiv.org|2008. 11. 19.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 CFHTLS-Wide 설문의 260만 개 은하에 대해 u*,g',r',i',z' 광도 측정치를 바탕으로 PHOTO-z 코드를 사용하여 편향이 없는 고정확도 광학적 적색편이 목록을 제시한다. 전체 표본에서 σΔz/(1+z) = 0.033–0.037 및 1–2.5%의 이격률을 달성하였으며, 안정적인 부분 표본 6,100개는 1% 이격률과 σΔz/(1+z) = 0.037을 확보하여 약한 렌즈링 우주론에 이상적이다.

ABSTRACT

We want to derive bias free, accurate photometric redshifts for those fields of the CFHTLS-Wide data which are covered in the u*, g', r', i' and z' filters and are public on January 2008. These are 37 square degrees in the W1, W3 and W4 fields with photometric data for a total of 2.597.239 galaxies. We use the photometric redshift code PHOTO-z of Bender et al. (2001). We compare our redshifts for the W1, W3 and W4 fields to about 7500 spectroscopic redshifts from the VVDS therein. For galaxies with 17.5 <= i' AB <= 22.5 the accuracies and outlier rates become sigma=0.033, eta~2 % for W1, sigma=0.037, eta~2% for W3 and sigma=0.035, eta~2.5 % outliers for W4 fields. For the total galaxy sample with about 9000 spectroscopic redshifts from VVDS, DEEP2 or SDSS we obtain a sigma=0.04 and eta~5.7% for the PHOTO-z redshifts. We consider the photometric redshifts of Erben et al. (2008) which were obtained with exactly the same photometric catalog using the BPZ-redshift code and compare them with our computed redshifts. We also merge the subsample with good photometric redshifts from PHOTO-z with that one from BPZ to obtain a sample which then contains 'secure' redshifts according to both the PHOTO-z and the BPZ codes. This sample contains about 6100 spectra and the photometric redshift qualities become sigma=0.037 and eta~1.0% for our PHOTO-z redshifts. We conclude that this work provides a bias free, low dispersion photometric redshift catalog, that we have criteria at hand to select a 'robust' subsample with fewer outliers. Such a subsample is very useful to study the redshift dependent growth of the dark matter fluctuations with weak lensing cosmic shear analyses or to investigate the redshift dependent weak lensing signal behind clusters of galaxies in the framework of dark energy equation of state constraints.

연구 동기 및 목표

• 다중 대역 광도 측정치를 사용하여 CFHTLS-Wide 설문 영역의 편향 없는 정확한 광학적 적색편이를 유도하기.
• VVDS, DEEP2, SDSS의 분광적 적색편이와 비교하여 광학적 적색편이의 신뢰성을 평가하기.
• SED 불일치 또는 높은 광도 오차로 인해 적색편이가 잘못될 가능성이 있는 은하를 식별하고 표시하기.
• 정밀 우주론 분석을 위한 최소한의 이격률을 가진 안정적인 고품질 부분 표본을 생성하기.
• PHOTO-z 코드의 성능을 BPZ 코드와 비교하고 적색편이 보정 방법의 영향을 평가하기.

제안 방법

• CFHTLS-Wide 설문의 u*,g',r',i',z' 광도 측정치에 대해 PHOTO-z 광학적 적색편이 코드(Bender 등 2001)를 적용하였다.
• 검증을 위해 VVDS(7,500개 은하), DEEP2, SDSS(9,000개 은하)의 분광적 적색편이를 기준으로 사용하였다.
• 높은 광학적 적색편이 오차 또는 다른 적색편이와의 혼동이 일어날 가능성이 있는 SED를 가진 은하를 표시하였다.
• Erben 등(2008)의 BPZ 광학적 적색편이 결과와 비교하였으며, 보정 공식 z_BPZ-corr = 1.29*z_BPZ - 0.13을 포함하였다.
• PHOTO-z 및 BPZ 코드 양쪽에서 신뢰할 수 있는 적색편이를 가진 은하를 선별하여 '공통 표본'을 정의하였다.
• 극단적인 이격률을 제거하기 위해 클리핑을 적용한 σΔz/(1+z) 및 이격률 η를 사용하여 적색편이 정확도를 정량화하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 CFHTLS-Wide u*,g',r',i',z' 필터 조합에 대해 PHOTO-z 코드를 사용하여 유도된 광학적 적색편이의 정확도와 신뢰성은 어떠한가?
• RQ2 PHOTO-z의 광학적 적색편이는 분광적 적색편이와 비교해 볼 때 편향, 산란 및 이격률 측면에서 어떻게 나타나는가?
• RQ3 광도 오차 및 SED 유형 기준을 사용하여 이격률이 최소한인 안정적인 부분 표본을 식별할 수 있는가?
• RQ4 동일한 데이터셋에서 PHOTO-z의 성능은 BPZ 코드 및 보정된 버전과 비교해 어떻게 나타나는가?
• RQ5 다양한 광학적 적색편이 코드 간의 공통 표본은 약한 렌즈링 응용 분야에서 적색편이 품질을 얼마나 향상시킬 수 있는가?

주요 결과

• 17.5 ≤ i′_AB ≤ 22.5인 은하에 대해, W1에서는 σΔz/(1+z) = 0.033, W3에서는 0.037, W4에서는 0.035를 기록하였다.
• 이격률 η는 W1 및 W3에서 약 2%, W4에서는 2.5%로 나타나 모든 영역에서 높은 신뢰성을 보였다.
• ~9,000개의 분광적 적색편이를 포함한 전체 표본에서, PHOTO-z는 σΔz/(1+z) = 0.04 및 η = 5.7%를 달성하였다.
• PHOTO-z 및 BPZ 양쪽에서 신뢰성 있는 결과를 가진 안정적인 부분 표본은 약 6,100개의 은하를 포함하며, σΔz/(1+z) = 0.037 및 η = 1.0%를 기록하였다.
• 양 코드 간의 공통 표본은 PHOTO-z의 이격률을 1%로, BPZ의 이격률을 1.5–1.8%로 감소시켰으며 산란도 향상되었다.
• PHOTO-z 목록은 편향이 없으며, 은하 클러스터 뒤의 약한 렌즈링 우주론적 시각 및 비율 테스트에 적합하다.