[논문 리뷰] The ATLAS-SPT Radio Survey of Cluster Galaxies

Andrew O’Brien, N. F. H. Tothill외 2명|arXiv (Cornell University)|2016. 02. 05.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 2인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 ATCA를 사용하여 2.1 GHz에서 SPT 깊은 필드의 100 deg² 모자이크를 수행한 ATLAS-SPT 전파 조사 결과를 제시한다. 이 조사는 8" 해상도와 80 μJy rms 감도를 확보하였으며, 은하 군집의 트레이서로 사용되는 75개의 굽은 尾을 가진 전파 은하 후보를 식별하였다. 이 후보들은 SPT-SZ로 선별된 은하 군집와 유의미한 공간 상관관계를 보이지 않아, 이 전파로 선별된 은하 군집가 다른 집단을 대표할 수 있으며, 특히 SZ 조사에서 놓치기 쉬운 고적색도 은하 군집을 드러내는 데 기여할 수 있음을 시사한다.

ABSTRACT

Using a high-performance computing cluster to mosaic 4,787 pointings, we have imaged the 100 sq. deg. South Pole Telescope (SPT) deep-field at 2.1 GHz using the Australian Telescope Compact Array to an rms of 80 $μ$Jy and a resolution of 8". Our goal is to generate an independent sample of radio-selected galaxy clusters to study how the radio properties compare with cluster properties at other wavelengths, over a wide range of redshifts in order to construct a timeline of their evolution out to $z \sim 1.3$. A preliminary analysis of the source catalogue suggests there is no spatial correlation between the clusters identified in the SPT-SZ catalogue and our wide-angle tail galaxies.

연구 동기 및 목표

• SPT 깊은 필드의 광역, 고감도 전파 조사를 수행하여 굽은 꼬리 전파 은하를 통해 은하 군집을 식별한다.
• 전파로 선별된 군집 후보와 수면-젤드비히 효과(SZ)를 통해 탐지된 군집 후보를 비교하여 선택 편향을 평가한다.
• 적색도 z ~ 1.3까지의 은하 군집에서 전파 성질의 진화를 조사한다.
• 굽은 꼬리 전파 은하가 고적색도 은하 군집을 탐지하는 데 보완적인 방법으로 활용될 수 있는지 탐색한다.
• 다중파장 SSDF 필드에서 센티미터 파장 대역의 전파 커버리지 격차를 메운다.

제안 방법

• ATCA의 6A 및 6C 구성에서 4,787개의 포인팅을 모자이크하여 100 deg² 영역을 8" 해상도와 80 μJy rms 감도로 촬영하였다.
• 3.1 GHz 주요 비드의 FWHM 기반으로 정 hexagonal 격자 간격을 사용하여 니크워스트 샘플링을 적용하여 완전한 커버리지 확보 및 과도한 샘플링 방지.
• PKS 1934-638(복수) 및 PKS 2333-528(위상)를 사용한 표준 캘리브레이션을 수행하였으며, pgflag를 통한 자동 RFI 플래깅을 적용하였다.
• MIRIAD 소프트웨어 패키지를 사용하여 넓은 대역 이미징 및 소스 탐지를 수행하였으며, 주로 스토퍼스 I 총강도에 중점을 두었다.
• 복잡한 형상과 낮은 천구 밀도로 인해 굽은 꼬리 전파 은하 후보를 수작업으로 식별하였다.
• 굽은 꼬리 후보를 SPT-SZ 군집 목록과 교차 매칭하여 군집 적색도에서의 공간 상관관계를 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 ATLAS-SPT 조사에서 탐지된 굽은 꼬리 전파 은하가 수면-젤드비히(SZ) 효과로 탐지된 은하 군집과 같은 집단을 대표하는가?
• RQ2 SPT 깊은 필드에서 전파로 선별된 굽은 꼬리 은하와 SZ로 선별된 군집 사이의 공간 상관관계는 어떠한가?
• RQ3 SZ 조사에서 누락되는 고적색도 은하 군집가 굽은 꼬리 전파 은하로 탐지 가능한 정도는 어느 정도인가?
• RQ4 굽은 꼬리 전파 은하 방법은 거대하고 고적색도 은하 군집을 식별하는 데 얼마나 효과적인가?
• RQ5 빛나는 전파 AGN의 존재와 관련된 SZ 군집 조사의 선택 편향은 무엇인가?

주요 결과

• ATLAS-SPT 조사는 2.1 GHz에서 100 deg²의 이미지를 8" 해상도와 80 μJy rms 감도로 확보하여 SSDF 필드 전역을 커버하였다.
• 총 75개의 굽은 꼬리 전파 은하 후보가 탐지되었으며, 그 중 두 개는 그림 3에 대표적인 예시로 제시되었다.
• 굽은 꼬리 후보 중 유일한 것은 가장 가까운 SPT-SZ 군집에서 2 Mpc 이내에 위치하였고, 네 개는 4 Mpc 이내에 있었다. 이는 유의미한 공간 상관관계가 없음을 시사한다.
• 유의미한 공간 상관관계가 없는 것은 굽은 꼬리 전파 은하가 SPT-SZ 조사로 탐지된 은하 군집과 다른 집단을 대표하고 있음을 시사한다.
• 이 조사는 5σ 감도 한계가 0.4 mJy인 1.3까지의 적색도까지 전파 소스 탐지를 확장하였으며, 고적색도 군집의 진화 연구를 가능하게 하였다.
• 빛나는 AGN에 의한 오염이나 낮은 질량으로 인해 SZ 조사에서 놓치기 쉬운 고적색도 은하 군집를 드러내는 데 굽은 꼬리 은하 방법이 유용할 수 있다.