[논문 리뷰] The VANDELS ESO public spectroscopic survey: final Data Release of 2087 spectra and spectroscopic measurements

B. Garilli, R. J. McLure외 95명|University of Groningen research database (University of Groningen / Centre for Information Technology)|2021. 01. 19.

Astronomy and Astrophysical Research참고 문헌 70인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 VANDELS 조사의 최종 공개 데이터 릴리스를 제시하며, 1 < z < 6.5 범위의 은하 2,087개에 대해 스펙트로스코피적 적색편이를 제공한다. 이는 VIMOS를 이용한 깊은 관측을 통해 i_AB = 26 이하의 대상 중 80% 이상에서 신호 대 잡음비가 7 이상이 되도록 달성되었으며, 조사의 스펙트로스코피적 성공률는 98%이며 적색편이 정확도는 0.0007이다. SED 피팅을 통해 8.3 < log(M*/M⊙) < 11.7의 질량 범위를 가진 은하의 별질량, 항성 형성률, 먼지 감쇠 측정치를 제공한다.

ABSTRACT

VANDELS is an ESO Public Spectroscopic Survey designed to build a sample of high signal to noise, medium resolution spectra of galaxies at redshift between 1 and 6.5. Here we present the final Public Data Release of the VANDELS Survey, comprising 2087 redshift measurements. We give a detailed description of sample selection, observations and data reduction procedures. The final catalogue reaches a target selection completeness of 40% at iAB = 25. The high Signal to Noise ratio of the spectra (above 7 in 80% of the spectra) and the dispersion of 2.5Å allowed us to measure redshifts with high precision, the redshift measurement success rate reaching almost 100%. Together with the redshift catalogue and the reduced spectra, we also provide optical mid-IR photometry and physical parameters derived through SED fitting. The observed galaxy sample comprises both passive and star forming galaxies covering a stellar mass range 8.3&lt; Log(M*/Msolar)&lt;11.7. All catalogues and spectra are accessible through the survey database (http://vandels.inaf.it) where all information can be queried interactively, and via the ESO Archive (https://www.eso.org/qi/).

연구 동기 및 목표

• VANDELS ESO 스펙트로스코피적 조사의 최종 공개 데이터 릴리스를 제공하여 고적색편이 은하에 대한 고정밀도 스펙트로스코피 측정치를 확보한다.
• 넓은 적색편이 범위(1 < z < 6.5)에서 적색편이 측정의 완전성과 신뢰성을 확보하며, 특히 희미하고 수면형 은하에 대해 중점을 둔다.
• SED 피팅을 통한 은하 내재적 성질의 특성화로, 별질량, 항성 형성률, 먼지 감쇠, 항성 형성 역사 등을 포함한다.
• 표적 선별 및 적색편이 측정 과정이 광학적 적색편이와 비교해 유의미한 편향을 유발하지 않는지 검증한다.
• 미래 릴리스에서 선 밀도, 등가폭, Lick 지수를 제공하여 데이터 세트의 물리적 분석 가능성을 향상시킨다.

제안 방법

• 표적 선별은 광학적 적색편이나 magnitude 한계에 기반하며, 1 < z < 6.5 범위의 은하, 특히 수면형 및 항성 형성 유형에 우선순위를 두었다.
• 깊은 VIMOS 스펙트로스코피 관측은 각 필드당 최대 80시간 동안 ESO 초신성망원경에 탑재된 VIMOS 장비를 사용하여 수행되었다.
• 데이터 처리에는 2차원 및 1차원 스펙트럼 추출, 천체배경 제거, 표준 항성 및 천체배경 섬유를 이용한 복도보정이 포함되었다.
• 적색편이는 교차상관 및 발광선과 흡수선의 수동 피팅을 통해 측정되었으며, 신호 대 잡음비와 선 품질에 기반해 신뢰도 플래그가 부여되었다.
• SED 피팅은 HST, 지상 기반 및 IRAC 데이터의 전체 광학적 커버리지에 기반하여 수행되었으며, 은하별 인구 합성 모델을 사용해 물리적 매개변수를 유도하였다.
• 적색편이의 체계적 불확실성은 동일 표적에 대한 반복 관측 간 내부 비교를 통해 추정되었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 VANDELS 조사에서 1 < z < 6.5 적색편이 범위에서 스펙트로스코피적 적색편이 성공률 및 정확도는 어떻게 되는가?
• RQ2 스펙트럼의 신호 대 잡음비는 magnitude에 따라 어떻게 변하는가? 그리고 희미하고 수면형 은하에 대한 조사의 완전성은 어떠한가?
• RQ3 표적 선별 및 적색편이 측정 과정이 광학적 적색편이와 비교해 얼마나 큰 편향을 유발하는가?
• RQ4 표본 내 은하의 유도된 물리적 성질(예: 별질량, SFR, 먼지 감쇠)은 무엇이며, 적색편이에 따라 어떻게 변화하는가?
• RQ5 SED 피팅 결과는 원래의 광학적 적색편이 추정치와 어떻게 비교되는가? 유도된 매개변수의 신뢰성은 어떠한가?

주요 결과

• VANDELS 조사는 모든 적색편이 측정에서 98%의 스펙트로스코피적 적색편이 성공률를 달성하였으며, 고신뢰도 플래그가 부여된 적색편이의 경우 86%의 신뢰도를 보였다.
• i_AB < 26인 표적의 경우 80%의 스펙트럼에서 해상도 요소당 신호 대 잡음비가 7 이상이었으며, 더 희미한 표적(i_AB > 26)의 70%는 여전히 S/N > 5를 확보하였다.
• 적색편이 정확도는 동일 표적에 대한 반복 관측 간 내부 비교를 기반으로 0.0007로 추정되었다.
• 수면형 은하의 경우 i_AB = 24.5까지, 항성 형성 유형의 은하의 경우 i_AB = 24까지 표적을 성공적으로 선별하였으며, 두 경우 모두 표적 샘플링 비율이 45%를 초과하였다.
• 표본 내 별질량은 8.3 < log(M*/M⊙) < 11.7의 범위를 가졌으며, 최근 100Myr 동안의 평균 항성 형성률(SFR)과 SED 피팅을 통해 유도된 먼지 감쇠(Av)가 제공되었다.
• 원래의 광학적 적색편이 선별과 비교해 적색편이나 물리적 성질 측정에 유의미한 편향이 없음을 확인하여 조사의 강건성을 입증하였다.