[论文解读] 3D-HST Data Release v3.0: Extremely Deep Spectra in the UDF and WFC3 Mosaics in the 3D-HST/CANDELS Fields

Pieter van Dokkum, Gabriel Brammer+3 more|arXiv (Cornell University)|May 9, 2013

Astronomy and Astrophysical Research被引用 5

一句话总结

本论文发布了3D-HST数据发布版本3.0，提供了迄今为止最深的近红外梯度光谱——源自哈勃望远镜在极端深空场（UDF）的17轨道观测数据，同时提供了五个CANDELS场区的高质量WFC3 F125W、F140W和F160W图像拼接图。此次发布提供了超过250个天体的消光污染校正2D与1D光谱、红移值及测光星表，使高红移星系、z ~ 2附近的宁静星系系统以及活动星系核的研究精度得以显著提升，其极限星等可达F140W = 27。

ABSTRACT

3D-HST is a 248-orbit Treasury program to provide WFC3 and ACS grism spectroscopy over four extra-galactic fields (AEGIS, COSMOS, GOODS-South, and UDS), augmented with previously obtained data in GOODS-North. We present a new data release of the 3D-HST survey, version v3.0. This release follows the initial v0.5 release that accompanied the survey description paper (Brammer et al. 2012). The new v3.0 release includes the deepest near-IR HST grism spectra currently in existence, extracted from the 8-17 orbit depth observations in the Hubble Ultra Deep Field. Contamination-corrected 2D and 1D spectra, as well as derived redshifts, are made available for >250 objects in this 2'x2'field. The spectra are of extraordinary quality, and show emission features in many galaxies as faint as F140W=26-27, absorption features in quiescent galaxies at z~2, and several active galactic nuclei. In addition to these extremely deep grism data we provide reduced WFC3 F125W, F140W, and F160W image mosaics of all five 3D-HST/CANDELS fields.

研究动机与目标

• 提供迄今从太空获取的最深近红外梯度光谱，目标为哈勃极端深空场（UDF），利用17个轨道的WFC3/G141数据进行观测。
• 为2′×2′ UDF区域中超过250个天体提供高保真度、消光污染校正的2D与1D光谱及红移值。
• 发布经过处理、叠加的WFC3 F125W、F140W和F160W图像拼接图，覆盖全部五个3D-HST/CANDELS场区，与CANDELS标准对齐，便于交叉识别。
• 通过提供多波段测光星表（含测光红移与星族参数）支持对微弱梯度光谱的解释。
• 通过优化、公开可访问的数据产品与交互式工具，使社区能够开展高红移星系、宁静星系系统与活动星系核的研究。

提出的方法

• 在极端深空场（UDF）获取了8个轨道的3D-HST WFC3/G141梯度光谱数据与9个轨道的CANDELS超新星后续观测数据，合并实现17个轨道的深度。
• 开发了定制的独立软件，用于建模与拟合交错的2D梯度光谱，有效克服了重叠源造成的污染及波长依赖的PSF效应。
• 执行完整的2D源建模与减去操作，以分离单个光谱，从而实现1D光谱的精确提取与红移测量。
• 对3D-HST、CANDELS、早期释放科学项目及档案计划（如HUDF）的WFC3成像数据进行处理与叠加，生成深度一致、天球坐标与像素尺度统一的深空拼接图。
• 将所有3D-HST拼接图与CANDELS标准对齐，确保无缝交叉识别与测光匹配。
• 开发了交互式网络工具，包括包含缩略图与光谱的HTML星表，以及类似Google地图风格的图像浏览器，用于浏览极端深空场及其他场区。

实验结果

研究问题

• RQ1 在哈勃极端深空场中，极限星等达到F140W = 27的最暗星系的红移与光谱特性是什么？
• RQ2 高红移星系（z ~ 2）的2D与1D梯度光谱如何揭示宁静星系中的吸收特征与星暴星系中的发射线特征？
• RQ3 通过先进的2D建模技术，能否有效缓解狭缝光谱中邻近源造成的污染影响？
• RQ4 3D-HST/CANDELS场区的深WFC3拼接图在深度、动态范围与测光精度方面与现有CANDELS数据相比如何？
• RQ5 多波段测光对基于梯度光谱数据获得的测光红移与星族参数的可靠性有何影响？

主要发现

• 3D-HST v3.0发布提供了目前可获得的最深近红外梯度光谱，其在哈勃极端深空场的积分时间为17个轨道。
• 在2′×2′的UDF区域内，超过250个天体已获得消光污染校正的2D与1D光谱及可靠的红移值，光谱密度超过每平方角秒60条。
• 光谱揭示了星等达F140W = 26–27的星系中的发射特征，以及z ~ 2处宁静星系中的吸收特征，充分展现了深度梯度光谱的强大能力。
• 此次发布包括所有五个3D-HST/CANDELS场区的WFC3 F125W、F140W和F160W拼接图，其天球坐标与像素尺度均与CANDELS对齐，可直接用于交叉识别。
• 数据集辅以交互式工具，包括含缩略图与光谱的HTML星表，以及用于探索UDF及其他场区的Google地图风格浏览器。
• 包含测光红移与星族参数的测光星表正在准备中，计划于v3.1版本发布，其处理与校准标准与成像及光谱数据保持一致。