[논문 리뷰] The UNCOVER Survey: A first-look HST+JWST catalog of 60,000 galaxies near Abell 2744 and beyond

John R. Weaver, Sam E. Cutler외 42명|arXiv (Cornell University)|2023. 01. 06.

Astronomy and Astrophysical Research인용 수 10

한 줄 요약

이 논문은 Abell 2744 풋프린트에서 약 ~60,000개의 대상에 대한 공개 HST+JWST 광사진 카탈로그를 제공하며, PSF 매칭 광도계, 광색/redshift 추정치 및 렌즈 확대 추정을 포함합니다.

ABSTRACT

In November 2022, the James Webb Space Telescope (JWST) returned deep near-infrared images of Abell 2744 -- a powerful lensing cluster capable of magnifying distant, incipient galaxies beyond it. Together with the existing Hubble Space Telescope (HST) imaging, this publicly available dataset opens a fundamentally new discovery space to understand the remaining mysteries of the formation and evolution of galaxies across cosmic time. In this work, we detect and measure some 60,000 objects across the 49 arcmin$^2$ JWST footprint down to a $5\,σ$ limiting magnitude of $\sim$30 mag in 0.32" apertures. Photometry is performed using circular apertures on images matched to the point spread function of the reddest NIRCam broad band, F444W, and cleaned of bright cluster galaxies and the related intra-cluster light. To give an impression of the photometric performance, we measure photometric redshifts and achieve a $σ_{ m NMAD}\approx0.03$ based on known, but relatively small, spectroscopic samples. With this paper, we publicly release our HST and JWST PSF-matched photometric catalog with optimally assigned aperture sizes for easy use, along with single aperture catalogs, photometric redshifts, rest-frame colors, and individual magnification estimates. These catalogs will set the stage for efficient and deep spectroscopic follow-up of some of the first JWST-selected samples in Summer 2023.

연구 동기 및 목표

• Abell 2744 주위의 HST와 JWST 데이터에 걸친 파노라마형의 PSF 매칭 다중 파장 광사진 카탈로그를 제공한다.
• 배경 천체의 정확한 광도 측정을 회복하기 위해 군집 간광과 밝은 클러스터 은하의 오염 인트라클러스 라이트를 완화한다.
• 스펙트roscopic follow-up 및 렌징 연구에 적합한 광사진적 적색편차와 잔류 프레임 색상을 제공한다.

제안 방법

• UNCOVER, GLASS-ERS, DD-2756 프로그램으로부터의 심층 JWST/NIRCam 이미지를 HST 데이터와 결합하여 49 arcmin^2 풋프린트를 만들다.
• Ferrarese et al. 2006를 따르는 BMODEL/ELLIPSE 접근법으로 반복적 bCG+ICL 모델링 및 마스킹을 통해 밝은 클러스터 은하 및 intracluster light를 빼고 처리하다.
• SEP를 사용하여 F277W+F356W+F444W를 합친 잡음 등가화된 장시간 파장 이미지에서 소스 검출 후 PSF 매칭된 원형 구획 광도 측정을 수행하다.
• 별들로부터 에 empirical PSF를 구성한 뒤 Pypher(Wiener-filtering 기반)을 사용하여 공통 F444W 기준으로 커널 기반 PSF 매칭을 구축하다.
• Kron 기반 보정으로 총 광도로 변환하기 위해 0.32–1.40 arcsec의 다중 원형 구경에서 광도를 추출하다.

Figure 1: Effective catalog depths over the Abell 2744 JWST footprint for the 15 available photometric bands and their transmission curves. The effective depth of our LW detection image is also included. Depths are quoted in 0.32″ diameter apertures and correspond to the area-weighted 50 th (median)

실험 결과

연구 질문

• RQ1 렌징 클러스터 필드에서 HST와 JWST 이미지를 결합할 때 대상 카탈로그의 산출량과 깊이는 어떻게 달라지는가?
• RQ2 인트라클러스트 라이트 및 밝은 클러스터 은하 제거가 광도 측정의 정확도와 결과적인 광사진적 적색편향에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 Abell 2744 뒤쪽에서 검출된 은하 집단의 성질(색상, 적색편차, 확대)은 어떠하며 어떤 특성을 보이는가?
• RQ4 PSF 매칭 광측정이 고-z 은하의 잔여 색상 및 별개집단의 존재성 추정에 얼마나 잘 제약을 주는가?

주요 결과

• bCG/ICL 빼기 후 JWST 풋프린트에서 49 arcmin^2 면적에 61,648개의 소스를 검출하였다.
• 가용한 분광 샘플에서 NMAD ≈ 0.03의 광사진적 적색편향 정확도를 달성하였다.
• F444W로의 PSF 동질화는 0.32″ 구경에서 PSF 증가 곡선의 편차를 <1% 수준으로 만들어 강건한 색상 측정을 가능하게 한다.
• 카탈로그는 HST+JWST 광도, 광사진적 적색편향, 잔류 색상 및 후속 관찰을 위한 개별 확대 추정치를 제공한다.
• 0.32″ 구경에서 F277W, F356W, F444W의 장파 필터에 대해 대략 28.5–30.0 mag의 5σ 깊이를 보인다.

Figure 2: Astrometric performance of the imaging dataset based on positions of bright stars in HST /F160W compared to GAIA DR3. One and four pixel areas are shown by the solid and dashed squares, respectively. Filled purple and grey elliptical contours enclose roughly 50% and 90% of bright stars, re