[논문 리뷰] (Sub)millimetre interferometric imaging of a sample of COSMOS/AzTEC submillimetre galaxies - I. Multiwavelength identifications and redshift distribution

O. Miettinen, V. Smolčić외 18명|CaltechAUTHORS (California Institute of Technology)|2015. 02. 20.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 154인용 수 25

한 줄 요약

이 연구는 1.3 mm에서 1.8 초초의 분辨도를 달성한 IRAM Plateau de Bure Interferometer를 사용하여 COSMOS/AzTEC submillimetre 은하 15개에 대한 최초의 submillimetre 간섭계 영상화를 수행한다. 다중파장 대응체를 식별하고, 광학적 및 전파-서브밀리미터 스펙트럼 지수 분석을 통해 적색편이를 측정하며, 병합 샘플의 중앙 적색편이 z̃ = 3.17 ± 0.27을 발견한다. 이는 30개의 소스로 구성된 샘플에서 병렬 밀도와 적색편이 간에 유의미한 추세가 없음을 확인한다.

ABSTRACT

We used the PdBI to map a sample of 15 SMGs in the COSMOS field at the wavelength of 1.3 mm. The target SMGs were originally discovered in the JCMT/AzTEC 1.1 mm continuum survey at S/N=4-4.5. This paper presents, for the first time, interferometric millimetre-wavelength observations of these sources. The angular resolution of our observations, 1.8", allowed us to accurately determine the positions of the target SMGs. Using a detection threshold of S/N>4.5 regardless of multiwavelength counterpart association, and 4

연구 동기 및 목표

• COSMOS 영역 내 AzTEC 1.1 mm 조사에서 검출된 15개의 submillimetre 은하(SMGs)에 대한 고해상도 (서브)밀리미터 간섭계 영상화를 수행한다.
• Plateau de Bure Interferometer를 사용하여 1.8 초초의 각 해상도를 확보함으로써 위치 정확도를 향상시키고 소스 형태를 해소한다.
• 광학에서 적외선에 이르는 광도 측정과 분광적 적색편이를 이용하여 SMGs의 다중파장 대응체를 식별한다.
• 광학적 적색편이와 Carilli-Yun 전파-서브밀리미터 스펙트럼 지수 지표를 사용하여 SMG 샘플의 적색편이 분포를 결정한다.
• 병합 샘플에서의 다중성 비율을 평가하고, 병합된 샘플에서 적색편이와 서브밀리미터 밀도 간의 상관관계가 있는지 시험한다.

제안 방법

• COSMOS 영역 내 15개의 AzTEC 검출 SMGs에 대해 IRAM Plateau de Bure Interferometer(PdBI)를 사용하여 1.3 mm 간섭계 관측을 수행한다.
• 정확한 소스 위치 결정과 형태 분석을 가능하게 하기 위해 약 1.8 초초의 각 해상도를 확보한다.
• 1.3 mm에서 S/N > 4.5의 탐지 임계값을 사용하며, 1.5 초초 이내에 다중파장 대응체가 있는 경우 4 < S/N ≤ 4.5의 유연한 임계값을 적용한다.
• 다양한 파장대(예: UltraVISTA, Spitzer, HST)의 광학에서 적외선까지의 다중파장 데이터와 PdBI 데이터를 융합하여 대응체 식별을 수행한다.
• 다중파장 SED 피팅을 통한 광학적 적색편이와 Carilli-Yun 전파-서브밀리미터 스펙트럼 지수 방법을 이용하여 적색편이를 추정한다.
• 현재 샘플을 가장 밝은 15개의 AzTEC SMGs(AzTEC1–15)와 융합하여, 1.1 mm에서 병합된 샘플로 30개의 소스로 구성된 완전한, 병합된 밀도 및 S/N 기반 샘플을 구성하여 통계 분석을 수행한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 PdBI로 관측된 15개의 COSMOS/AzTEC SMGs의 진정한 적색편이 분포는 무엇이며, 광학적 적색편이와 전파-서브밀리미터 스펙트럼 지수 적색편이는 어떻게 비교되는가?
• RQ2 이 샘플의 SMGs는 1.8 초초 해상도에서 해소되는가? 그리고 복합적인 형태나 다중 성분을 보이는 비율은 얼마인가?
• RQ3 이 병합된 밀도 기반 SMG 샘플에서 서브밀리미터 밀도와 적색편이 간에 유의미한 상관관계가 있는가?
• RQ4 완전하고 병합된 밀도 및 S/N 기반 1.1 mm 샘플에서 SMGs의 다중성 비율은 얼마이며, 이는 이전 추정치와 어떻게 비교되는가?
• RQ5 더 어두운 SMGs(AzTEC16–30)의 적색편이는 더 밝은 SMGs(AzTEC1–15)와 비교해 어떻게 다른가? 그리고 동일한 분포를 따르는가?

주요 결과

• PdBI 조사에서 S/N > 4.5를 만족하는 22개의 소스가 1.3 mm에서 탐지되었으며, 이 중 3개는 길쭉하거나 덩어리진 형태를 보이는 약간의 해상도가 있는 SMGs(AzTEC21, 27, 28)이다.
• 15개의 COSMOS SMGs(AzTEC16–30)의 중앙 적색편이는 광학적 및 전파-서브밀리미터 스펙트럼 지수 적색편이로부터 유도된 z̃ = 3.20 ± 0.25이다.
• 30개의 SMGs(AzTEC1–30)로 구성된 병합 샘플의 중앙 적색편이는 z̃ = 3.17 ± 0.27이며, 이는 이전의 mm-선택된 SMG 샘플과 일치한다.
• 더 밝은(AzTEC1–15) 및 더 어두운(AzTEC16–30) 하위군의 평균 적색편이는 통계적으로 구별되지 않으며(각각 ⟨z⟩ = 3.16 ± 0.37 및 3.02 ± 0.20), 적색편이와 밀도 간에 유의미한 추세가 없다.
• K-S 검정 결과, 두 하위군의 적색편이 분포는 동일한 모집단에서 유래한 것으로 보이며, 가장 높은 적색편이를 가진 소스들(z > 4.3)은 강력한 복사체들 중에서 발견된다.
• 30개의 SMGs 중 다중성 비율은 약 ~25% ± 9%로 추정되며, 이는 해상도가 높은 구조와 세 개의 소스에서 확인된 다중 성분에 기반한다.