[논문 리뷰] Proposed identification of Hubble Deep Field submillimeter source HDF 850.1

D. Downes, R. Neri외 24명|ArXiv.org|1999. 07. 12.

Astronomical Observations and Instrumentation참고 문헌 2인용 수 10

한 줄 요약

이 논문은 허블 딥 필드의 마이크로미터 원천 HDF 850.1이 광학적 특징 3-593.0과 연관되어 있으며, 이는 약 1.7의 광학적 적색편이를 가지며, 다중 파장의 마이크로미터 및 광학 데이터를 기반으로 한다. 원천의 스펙트럼 에너지 분포는 초우량 은하 VII Zw 31와 유사하여, 먼지가 많고 고적색편이를 가진 성간 폭발 은하일 가능성이 있으며, z ≈ 1에 위치한 전경 타원은하에 의해 렌즈 효과를 겪고 있을 수 있다.

ABSTRACT

The IRAM interferometer has been used to detect the submm source HDF 850.1 found by Hughes et al. (1998) in the Hubble Deep Field. The flux density measured at 1.3mm is 2.2 mJy, in agreement with the flux density measured at the JCMT. The flux densities and upper limits measured at 3.4, 2.8, 1.3, 0.85, and 0.45 mm show that the emission is from dust. We suggest that the 1.3mm dust source is associated with the optical arc-like feature, 3-593.0, that has a photometric redshift of about 1.7. If HDF 850.1 is at this redshift and unlensed, its spectral energy distribution, combined with that of 3-593.0, matches closely that of the ultraluminous galaxy VII Zw 31. Another possibility is that the dust source may be gravitationally lensed by the elliptical galaxy 3-586.0 at a redshift of 1.

연구 동기 및 목표

• 허블 딥 필드에서 탐지된 마이크로미터 원천 HDF 850.1의 광학적 대응체를 규명하는 것.
• 다중 파장 광도 측정을 통해 HDF 850.1의 적색편이 및 본질적 성질을 결정하는 것.
• 해당 원천이 전경 은하에 의해 중력 렌즈 효과를 겪고 있는지 평가하는 것.
• 기존 초우량 은하와의 비교를 통해 HDF 850.1의 물리적 성질을 추론하는 것.

제안 방법

• IRAM 간섭계를 사용하여 HDF 850.1의 1.3 mm에서의 복사 밀도를 측정하여 마이크로미터 방출을 확인하였다.
• 3.4, 2.8, 1.3, 0.85, 0.45 mm에서의 복사 밀도 측정값과 상한선을 조합하여 먼지 방출 기원을 확인하였다.
• 공간적 일치성과 광학적 적색편이 추정치를 바탕으로 후보 광학적 대응체인 아치형 특징 3-593.0을 식별하였다.
• 다중 대역 광도 측정을 통해 3-593.0의 광학적 적색편이를 약 1.7로 추정하였다.
• HDF 850.1과 3-593.0의 스펙트럼 에너지 분포를 초우량 은하 VII Zw 31의 것과 비교하여 유사성을 평가하였다.
• z ≈ 1에 위치한 전경 타원은하 3-586.0에 의한 중력 렌즈 효과 가능성을 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 허블 딥 필드의 마이크로미터 원천 HDF 850.1의 광학적 대응체는 무엇인가?
• RQ2 HDF 850.1의 적색편이는 얼마이며, 내재된 빛의 세기는 어떤지, 기존의 고적색편이 은하와 일치하는가?
• RQ3 HDF 850.1의 마이크로미터 방출은 성간 폭발 은하에서 기인한 열적 먼지 방출과 일치하는가?
• RQ4 근처에 위치한 타원은하 3-586.0에 의한 중력 렌즈 효과로 인해 관측된 복사 밀도가 증폭되었을 수 있는가?
• RQ5 HDF 850.1의 스펙트럼 에너지 분포는 VII Zw 31와 같은 기존의 초우량 적외선 은하와 어떻게 비교되는가?

주요 결과

• IRAM 간섭계는 HDF 850.1의 1.3 mm에서 2.2 mJy의 복사 밀도를 측정하여 이전의 JCMT 측정과 일치함을 확인하였다.
• 0.45에서 3.4 mm에 걸친 다중 파장 복사 밀도 측정을 통해 방출이 냉각된 먼지에 의해 지배되며, 동기방출이나 자유-자유 방출이 아님을 확인하였다.
• 광학적 아치형 특징 3-593.0는 HDF 850.1의 가장 가능성 있는 대응체로 식별되었으며, 광학적 적색편이 약 1.7에 위치해 있다.
• HDF 850.1과 3-593.0의 병합된 스펙트럼 에너지 분포는 초우량 은하 VII Zw 31와 매우 유사하여 유사한 물리적 기원을 가짐을 시사한다.
• 원천은 z ≈ 1에 위치한 전경 타원은하 3-586.0에 의해 중력 렌즈 효과를 겪고 있을 수 있으며, 이는 높은 복사 밀도를 설명할 수 있다.
• 만약 렌즈 효과 없이 z ≈ 1.7에 위치해 있다면, HDF 850.1는 성간 폭발 기원과 일치하는 초우량 적외선 은하로 간주될 수 있다.