[논문 리뷰] The MeerKAT International GHz Tiered Extragalactic Exploration (MIGHTEE) Survey

M. J. Jarvis, A. R. Taylor외 55명|arXiv (Cornell University)|2017. 09. 06.

Radio Astronomy Observations and Technology참고 문헌 4인용 수 70

한 줄 요약

MIGHTEE은 MeerKAT이 커버하는 Deep, wide-area 라디오 설문으로 900–1670 MHz에서 ~1 μJy 감도, 4개 필드에 걸친 20 deg2, plus ultra-deep 1 deg2 포인팅을 포함하여 연속체, 분광선, 편광 데이터를 제공하고, 은하 진화, HI 함량, 자기장, 및 SKA에 앞서는 우주론 연구를 목표로 합니다.

ABSTRACT

The MIGHTEE large survey project will survey four of the most well-studied extragalactic deep fields, totalling 20 square degrees to $μ$Jy sensitivity at Giga-Hertz frequencies, as well as an ultra-deep image of a single ~1 square degree MeerKAT pointing. The observations will provide radio continuum, spectral line and polarisation information. As such, MIGHTEE, along with the excellent multi-wavelength data already available in these deep fields, will allow a range of science to be achieved. Specifically, MIGHTEE is designed to significantly enhance our understanding of, (i) the evolution of AGN and star-formation activity over cosmic time, as a function of stellar mass and environment, free of dust obscuration; (ii) the evolution of neutral hydrogen in the Universe and how this neutral gas eventually turns into stars after moving through the molecular phase, and how efficiently this can fuel AGN activity; (iii) the properties of cosmic magnetic fields and how they evolve in clusters, filaments and galaxies. MIGHTEE will reach similar depth to the planned SKA all-sky survey, and thus will provide a pilot to the cosmology experiments that will be carried out by the SKA over a much larger survey volume.

연구 동기 및 목표

• 먼지 차폐와 무관하게 은 별 질량 및 환경 전반에서 AGN 및 성간활성의 우주적 진화를 이해한다.
• 우주적 시간에 걸쳐 HI의 존재량과 그것이 별 형성 및 AGN 연료공급에 미치는 역할을 추적한다.
• 군집, 필라멘트, 은하에서의 자기장을 라디오 연속 스펙트럼, 편광, RM 데이터로 특성화하고 진화 추적한다.
• wide-area 우주론 및 SKA 시대 설문에 대비한 파일럿 데이터 셋을 제공한다.

제안 방법

• L-band 900–1670 MHz에서 약 6 arcsec 해상도, ~1 μJy 감도 수준으로 약 20 deg2에 걸친 딥 라디오 연속체, 분광선, 편광 이미징을 수행한다.
• L-band 데이터를 해독하기 위한 RM 합성과 다밴드 이미징을 위한 보조 S-band 관측을 수행한다.
• 깊은 E-CDFS, XMM-LSS, COSMOS, ELAIS-S1 필드를 포함하는 커멘살 관측 전략으로 큐브 및 다중 해상도 연속 이미지 등을 포함한 총 데이터 산물을 생성한다.
• HI 질량 함수, far-infrared–라디오 상관관계를 통한 SFR 진화, AGN/호스트 은하 특성 연구를 위해 기존 다파장 데이터의 시너지 활용.
• 과학적 활용을 위한 이미지, 큐브, 카탈로그를 생산하는 클라우드 기반 처리 파이프라인을 통한 데이터 공개 계획을 제시한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 MIGHTEE와 LADUMA의 시너지를 통해 적색편이에 따라 환경에 따른 HI 함량 및 HI 질량 함수가 어떻게 진화하는가?
• RQ2 HI 가스, 별 형성 및 AGN 활동 간의 관계가 우주적 시간과 다양한 항성 질량에서 어떻게 나타나는가?
• RQ3 은하, 군집, 거대 규모 구조에서 자기장은 어떻게 진화하며 RM 격자들이 자기화된 우주 거대망에 대해 무엇을 밝힐 수 있는가?
• RQ4 환경이 별 형성의 억제를 가져오는 역할은 무엇이며, 이것이 HI 함량 및 AGN 피드백과 어떻게 연결되는가?
• RQ5 편광 데이터가 SKA 시대 설문의 약한 렌즈 효과 및 우주론적 측정치를 개선할 수 있는가?

주요 결과

• MIGHTEE은 ~1 μJy 감도와 약 6 arcsec 해상도의 4개 딥 필드와 함께 약 1 deg2의 Ultra-deep 포인팅을 수행합니다.
• 설문은 LADUMA와 결합될 때 MHI* 탐지로 z≈0.5까지 HI 연구를 가능하게 하며 대규모 샘플에 깊은 HI 접근을 제공합니다.
• 포괄적 편광 데이터 셋은 고유 편향 및 환경 자기장 특성을 탐구하고 IGMF 연구를 위한 RM 격자 구성을 가능하게 합니다.
• MIGHTEE의 폭넓은 범위와 깊이는 AGN 연료 공급 및 피드백 연구를 가능하게 하며, HI를 연료 저장소 및 AGN 호스트에서의 흡수 연구로도 활용합니다.
• 프로젝트는 바이어스 진화와 같은 우주론적 측정의 방향을 지원하며, 상관관계 및 편광 보조 약한 렌즈 이력으로 SKA 전천우주론에 이르는 길을 제공합니다.
• MIGHTEE는 큐브, 대역 평균 이미지, RM 합성 출력물 등 다중 해상도에 걸친 데이터 산물을 제공합니다.