[논문 리뷰] WSRT Observations of the Hubble Deep Field Region

M. Garrett, AG de Bruyn외 3명|arXiv (Cornell University)|2000. 08. 31.

Radio Astronomy Observations and Technology인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 허블 심도장 영역에 대한 깊이 있는 1.4 GHz WSRT 관측을 제시하며, 85개의 전파 방출 영역을 탐지하였고, 이 중 8개는 HDF 내부에 있으며, 그 중 4개는 이전에 1.4 GHz에서 탐지되지 않았다. 주요 기여는 중간 적색이동을 가진 성간 형성 은하와 관련된 두 개의 새로운 전파 소스를 특정한 것으로 밝혀냈으며, VLA로는 분해되지 않은 22개의 새로운 탐지 결과를 제시하여, 근처의 성간 형성 은하 또는 융합된 소스에서 연장된 전파 방출이 있을 가능성을 시사한다.

ABSTRACT

We present deep WSRT 1.4 GHz observations of the Hubble Deep Field region. At the 5 sigma level, the WSRT clearly detects 85 regions of radio emission in a 10' x 10' field centred on the HDF. Eight of these regions fall within the HDF itself, four of these are sources that have not previously been detected at 1.4 GHz, although two of these are VLA detections at 8.5GHz. The two new radio sources detected by the WSRT are identified with relatively bright (I<21m) moderate redshift spiral and irregular type galaxies. In the full field, the WSRT detects 22 regions of emission that were not previously detected by the VLA at 1.4GHz. At least two of these are associated with nearby, extended star-forming galaxies.

연구 동기 및 목표

• 고감도, 고다이나믹 레인지의 WSRT 관측을 통해 허블 심도장 내에서 미약한 마이크로줄 전파 소스 집단을 조사하기 위해.
• VLA가 해상도 또는 혼잡함으로 인해 놓친 전파 소스, 특히 연장되거나 융합된 방출과 관련된 소스를 식별하기 위해.
• 광학 및 적외선 데이터를 포함한 다파장 교차 식별을 통해 새로 탐지된 전파 소스의 성격을 규명하기 위해.
• 하위-밀리줄 전파 소스 영역 내에서 저광도 AGN 및 성간 형성 은하의 전파 변동성의 역할을 평가하기 위해.
• 다중파장 연구를 위한 HDF 및 허블 플랭킹 필드(HFF) 내 전파 소스 목록의 완전성을 향상시키기 위해.

제안 방법

• 관측은 업그레이드된 웨스터보르 합성 전파망원경(WSRT)을 사용하여 1.38 GHz에서 수행되었으며, 6회의 12시간 세션 동안 다양한 어레이 구성으로 넓은 uv-커버리지를 확보하였다.
• 데이터는 NEWSTAR에서 처리되었으며, 가장 밝은 121개의 소스에 대해 자기보정을 적용하여 다이나믹 레인지 향상과 잔여 노이즈 감소를 달성하였다.
• 15'' 빔을 사용하여 중심 10′×10′ 영역에서 9 μJy/beam의 루트 평균 제곱 노이즈 수준을 갖는 최종 이미지를 제작하였으며, 주 beam 감쇠 보정을 적용하였다.
• 소스는 피크 플럭스가 5σ(45 μJy)를 초과할 경우 탐지로 간주하였으며, 위치는 AIPS 작업자인 IMFIT를 사용하여 피팅하였다.
• 광학(CFHT I-band) 및 적외선(ISOC) 데이터와의 교차 식별을 통해 전파 소스를 은하와 연관지웠다.
• 플럭스 밀도 비교를 통해 VLA, WSRT 및 ISO 데이터를 바탕으로 스펙트럼 기울기와 성간 형성률을 추정하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 허블 심도장 내에서 미약한 전파 소스 중 VLA에 의해 해상도 또는 혼잡으로 인해 분리되지 않거나 융합된 소스들이지만, WSRT의 더 큰 빔 덕분에 탐지된 비율은 얼마인가?
• RQ2 VLA에서 1.4 GHz에서 탐지되지 않았지만 WSRT에서 탐지된 22개의 새로운 전파 소스의 성격은 무엇인가?
• RQ3 마이크로줄 전파 영역 내에서 저광도 AGN 또는 성간 형성 은하에서 전파 변동성의 징후가 있는가?
• RQ4 다중파장 데이터를 기반으로 새로 탐지된 전파 소스를 성간 형성 은하와 연관지울 수 있는가?
• RQ5 근처의 나선 은하의 전파 빛의 강도에 대해 확장된 디스크 방출이 기여하는 비율은 얼마인가?

주요 결과

• WSRT는 허블 심도장 중심의 10′×10′ 영역에서 85개의 고유한 전파 방출 영역을 탐지하였으며, 5σ 감도는 45 μJy였다.
• HDF 내부에서 8개의 전파 소스가 탐지되었고, 그 중 4개는 이전에 1.4 GHz에서 탐지되지 않았으며, 그 중 두 개는 중간 적색이동을 가진 나선형 및 비정형 은하와 관련된 새로운 소스였다.
• VLA에서 1.4 GHz에서 탐지되지 않았지만 WSRT에서 탐지된 22개의 전파 영역은 VLA 데이터에서의 해상도 또는 혼잡 효과를 시사한다.
• WSRT 전용 탐지 중 두 개의 소스(3720+1247 및 3636+1132)는 뚜렷하게 밝고 가까운 나선 은하(I ~ 18.4 및 18.6 mag)와 연관되어 있으며, 각각 약 ~5 및 ~3 M⊙ yr⁻¹의 중간 수준의 성간 형성률을 보였다.
• VLA에서 1.4 및 8.5 GHz에서 탐지되었지만 WSRT에서는 탐지되지 않은 소스(VLA J123656+621302)는 월수에서 수년에 이르는 시간 스케일에서의 전파 변동성을 시사하며, 변동하는 AGN 활동일 가능성이 있다.
• 이전에 VLA로 탐지된 소스들이 WSRT 데이터에서 비타당하지 않은 결과를 보인 것은 전파 변동성이 마이크로줄 전파 AGN 집단에서 중요한 요소일 수 있음을 시사하며, 소스 함수 및 기능 주기 연구에 영향을 미친다.