[論文レビュー] GaBoDS: The Garching-Bonn Deep Survey - III. Lyman-Break Galaxies in the Chandra Deep Field South

H. Hildebrandt, D. J. Bomans+11 more|ArXiv.org|Dec 15, 2004

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 26被引用数 12

ひとこと要約

本論文は、Chandra Deep Field South の deep WFI/MPG-ESO 2.2m CCD 画像を用いたパイロットスタディを提示し、U バンドおよび B バンドのドロップアウト技術により、z ~ 3 および z ~ 4 のリーマン・ブレーク銀河 (LBGs) を同定する。光度赤方偏移が高赤方偏移準拠を支持する 1,070 個の U ドロップアウトと 565 個の B ドロップアウトを報告し、z ~ 3 と z ~ 4 の間で共動クラスタリングスケール長に変化がないことが判明し、以前の研究と整合的である。

ABSTRACT

We present first results of our search for high-redshift galaxies in deep CCD mosaic images. As a pilot study for a larger survey, very deep images of the Chandra Deep Field South (CDFS), taken withWFI@MPG/ESO2.2m, are used to select large samples of 1070 U-band and 565 B-band dropouts with the Lyman-break method. The data of these Lyman-break galaxies are made public as an electronic table. These objects are good candidates for galaxies at z~3 and z~4 which is supported by their photometric redshifts. The distributions of apparent magnitudes and the clustering properties of the two populations are analysed, and they show good agreement to earlier studies. We see no evolution in the comoving clustering scale length from z~3 to z~4. The techniques presented here will be applied to a much larger sample of U-dropouts from the whole survey in near future.

研究の動機と目的

• 深紫外帯域光学画像を用いた高赤方偏移リーマン・ブレーク銀河 (LBGs) の選別法を確立・検証すること。
• 将来的な宇宙論的研究のため、Chandra Deep Field South (CDFS) における U ドロップアウトおよび B ドロップアウト候補の公開・高信頼性カタログを提供すること。
• 選別された LBG サンプルの光度赤方偏移、等級分布、クラスタリング特性を分析し、それらが以前の調査と整合的であるかを評価すること。
• 同じ手法を用いて、より広い天の川領域をカバーする ESO Deep-Public-Survey (DPS) の大規模調査の基盤を構築すること。
• z ~ 3 および z ~ 4 の LBG のクラスタリング特性に変化があるかどうかを検証し、大規模構造形成モデルに知見を提供すること。

提案手法

• MPG/ESO 2.2m テレスコープの WFI 機器を用いて、CDFS の深紫外 U、B、V、R、I バンド画像を取得した。
• GOODS、COMBO-17、EIS などの複数の観測プログラムからのデータを統合し、一貫性のある減少パイプラインを用いて再処理することで、光度的および天球的整合性を確保した。
• R バンドを検出画像として使用し、SExtractor をデュアル・イメージモードで使用して、他のバンドでのフラックスを同じ源位置で測定した。これによりノイズを低減し、源検出の精度を向上させた。
• U バンドまたは B バンドでの長波長より顕著なフラックス欠損を検出することで、リーマン・ブレーク技術を適用し、U ドロップアウト (z ~ 3) および B ドロップアウト (z ~ 4) を同定した。
• COMBO-17 CDFS データを用いて光度校正を行い、AB 等級補正を適用することで、標準光度システムとの整合性を確保した。
• ドロップアウトサンプルの見かけ等級分布および空間的クラスタリングパターンを用いて、光度赤方偏移推定とクラスタリング解析を実施した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 CDFS の深紫外・広視野 CCD イメージングにおいて、U ドロップアウトおよび B ドロップアウト選別の信頼性と完全性はいかほどか？
• RQ2 選別された LBG 候補の光度赤方偏移分布および見かけ等級分布はどのような特徴を示すか？
• RQ3 z ~ 3 の U ドロップアウトと z ~ 4 の B ドロップアウトのクラスタリング特性は、以前の研究と比較してどのように異なるか？
• RQ4 z ~ 3 と z ~ 4 の間で、LBG の共動クラスタリングスケール長に変化の兆しなければ、進化の証拠があるか？
• RQ5 本研究で用いられた手法は、ESO Deep-Public-Survey (DPS) の全天領域をカバーするより大規模な LBG 調査にスケーラブルか？

主な発見

• 本研究では、CDFS に 1,070 個の U ドロップアウト候補および 565 個の B ドロップアウト候補を同定し、光度赤方偏移推定がそれぞれ z ~ 3 および z ~ 4 での準拠を支持している。
• U ドロップアウトおよび B ドロップアウトの等級分布は、以前の調査と整合的であり、信頼性の高い選別と最小限の系統的バイアスを示している。
• クラスタリング解析により、z ~ 3 と z ~ 4 の間で共動クラスタリングスケール長に顕著な変化がなく、これらの赤方偏移における LBG の大規模構造クラスタリングが類似していることが示された。
• ドロップアウトサンプルの光度赤方偏移推定は、高赤方偏移銀河に関する以前の研究の予想と整合的で、信頼性が高い。
• データおよび候補カタログは電子表形式で公開されており、さらなる解析やクロス識別が可能である。
• 本パイロットフィールドで検証された手法はスケーラブルであり、今後は全 ESO Deep-Public-Survey データセットに適用され、LBG サンプルサイズが大幅に拡大される予定である。