[논문 리뷰] The VIPERS Multi-Lambda Survey. I. UV and NIR Observations, multi-color catalogues and photometric redshifts

T. Moutard, S. Arnouts외 16명|arXiv (Cornell University)|2016. 02. 18.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 91인용 수 43

한 줄 요약

이 논문은 VIPERS Multi-Lambda Survey에서 얻은 다중 파장 UV 및 NIR 관측 자료를 제시하며, 22–27 deg² 범위에서 GALEX와 CFHT/WIRCam 데이터를 융합하여 150만 개의 천체로 구성된 광학적 카탈로그를 제작한다. 이 카탈로그는 신뢰할 수 있는 광학적 적색편이를 제공하며, i ∼ 23까지 typical 정확도 σz ≤ 0.04 및 치명적 실패율 η ≤ 2%를 달성하여 0.5 ≤ z ≤ 1.2 범위에서 은하 진화 및 환경 의존성 연구를 가능하게 한다.

ABSTRACT

We present observations collected in the CFHTLS-VIPERS region in the ultraviolet (UV) with the GALEX satellite (far and near UV channels) and the near infrared with the CFHT/WIRCam camera ($K_s$-band) over an area of 22 and 27 deg$^2$, respectively. The depth of the photometry was optimized to measure the physical properties (e.g., SFR, stellar masses) of all the galaxies in the VIPERS spectroscopic survey. The large volume explored by VIPERS will enable a unique investigation of the relationship between the galaxy properties and their environment (density field and cosmic web) at high redshift (0.5 < z < 1.2). In this paper, we present the observations, the data reductions and the build-up of the multi-color catalogues. The CFHTLS-T0007 (gri-χ^2) images are used as reference to detect and measure the $K_s$-band photometry, while the T0007 u-selected sources are used as priors to perform the GALEX photometry based on a dedicated software (EMphot). Our final sample reaches $NUV_{AB}$~25 (at 5σ) and $K_{AB}$~22 (at 3σ). The large spectroscopic sample (~51,000 spectroscopic redshifts) allows us to highlight the robustness of our star/galaxy separation, and the reliability of our photometric redshifts with a typical accuracy $σ_z \le$ 0.04 and a catastrophic failure rate η < 2% down to i~23. We present various tests on the $K_s$ band completeness and photometric redshift accuracy by comparing with existing, overlapping deep photometric catalogues. Finally, we discuss the BzK sample of passive and active galaxies at high redshift and the evolution of galaxy morphology in the (NUV-r) vs (r-K_s) diagram at low redshift (z < 0.25) thanks to the high image quality of the CFHTLS. The images, catalogues and photometric redshifts for 1.5 million sources (down to $NUV \le$ 25 or $K_s \le$ 22) are released and available at this URL: http://cesam.lam.fr/vipers-mls/

연구 동기 및 목표

• 고도로 다중 파장 광학 측정을 수행하여 고적색편이에서 은하 물리적 성질을 연구하기 위해 대규모 영역에서 자외선(GALEX) 및 근적외선(WIRCam) 측정을 수행한다.
• 통일된 광학 측정 및 광학적 적색편이를 갖춘 종합적인 다색 카탈로그를 구축하여 은하 성질의 통계적 분석을 가능하게 한다.
• 0.5 ≤ z ≤ 1.2 범위에서 은하 성질과 환경(밀도장, 천체망) 간의 관계를 조사할 수 있도록 한다.
• 약 51,000개의 적색편이를 갖는 대규모 분광학적 샘플을 보정 자료로 사용하여 별/은하 분류 및 광학적 적색편이 정확도의 높은 신뢰성을 확보한다.
• NUV ≤ 25 및 Ks ≤ 22까지의 이미지, 카탈로그, 광학적 적색편이를 포함한 공개 가능한 데이터 세트를 제공한다.

제안 방법

• 자외선 광학 측정은 CFHTLS 영역의 T0007 u*-선택 소스를 우선 정보로 사용하는 전용 소프트웨어(EMphot)를 통해 유도되었다.
• 근적외선 Ks 대역 광학 측정은 CFHTLS-T0007 (gri-χ²) 이미지를 기반으로 소스 탐지 및 플럭스 측정을 수행하였다.
• 광학적 적색편이 정확도 향상을 위해 대규모 분광학적 샘플(약 51,000개의 VIPERS 적색편이)을 사용하여 보정하였다.
• 분광학적 샘플을 이용한 검증을 통해 별/은하 분류의 정확도가 magnitude 범위 전반에서 높은 신뢰성을 확보하였다.
• 완전성 및 광학적 적색편이 정확도는 겹치는 깊은 광학 측정 카탈로그와의 교차 매칭을 통해 테스트되었다.
• Ks 대역 데이터에 BzK 선택 기준을 적용하여 고적색편이 은하 집단의 연구를 수행하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다중 파장 광학 측정을 이용하여 0.5 ≤ z ≤ 1.2 적색편이 범위에서 은하의 광학적 적색편이를 얼마나 정확하게 유도할 수 있는가?
• RQ2 특히 희미한 magnitude에서 VIPERS 영역의 Ks 대역 광학 측정 및 자외선 광학 측정의 완전성과 신뢰성은 어느 정도인가?
• RQ3 다색 카탈로그가 고적색편이에서 알려진 은하 집단(예: BzK 수동 및 별 형성 은하)을 얼마나 잘 복원하는가?
• RQ4 광학적 적색편이 및 다중 파장 데이터를 통해 드러난 환경(밀도장, 천체망)이 z ∼ 1에서 은하 성질에 어느 정도의 영향을 미치는가?
• RQ5 자외선 및 NIR 광학 측정의 조합이 고적색편이 은하의 별 형성률 및 항성 질량을 신뢰성 있게 추정하는 데 기여할 수 있는가?

주요 결과

• 최종 광학 카탈로그는 NUV_AB ∼ 25(5σ) 및 K_AB ∼ 22(3σ)의 Ks 대역에서 깊이에 도달한다.
• 광학적 적색편이 정확도는 i ∼ 23까지 typical 정확도 σz ≤ 0.04 및 치명적 실패율 η ≤ 2%를 확보하였으며, 대규모 분광학적 샘플을 통한 검증을 통과하였다.
• 별/은하 분류의 정확도는 높은 신뢰성이 분광학적 적색편이와의 비교를 통해 확인되었다.
• Ks ∼ 22까지 BzK 별 형성 은하의 완전한 샘플과 Ks ∼ 20.7까지 BzK 수동 은하의 샘플을 확보하였다.
• CFHTLS의 고화질 이미징을 통해 저적색편이(z ≤ 0.25)에서 (NUV−r) 대비 (r−Ks) 다이어그램을 이용한 은하 형태의 세밀한 분석이 가능해졌다.
• 150만 개의 천체에 대한 광학 측정 및 광학적 적색편이 데이터 세트는 http://cesam.lam.fr/vipers-mls/ 에서 공개되어 공동 연구자들이 이용할 수 있다.