[论文解读] A multi-wavelength survey of AGN in the XMM-LSS field: I. Quasar selection via the KX technique

Theodoros Nakos, J. P. Willis+17 more|ArXiv.org|Dec 18, 2008

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 49被引用 5

一句话总结

本文提出KX技术——一种利用R′、z′和Ks波段的多波长测光方法，用于在XMM-LSS场中筛选类星体候选体。在93个KX筛选出的候选体中，25个通过SED分析和光谱观测得到确认，确认率为27%，完整度达90%，证明该方法在识别蓝类星体和红化类星体（包括罕见的类型2类星体）方面具有有效性。

ABSTRACT

AIMS: We present a sample of candidate quasars selected using the KX-technique. The data cover 0.68 deg^2 of the X-ray Multi-Mirror (XMM) Large-Scale Structure (LSS) survey area where overlapping multi-wavelength imaging data permits an investigation of the physical nature of selected sources. METHODS: The KX method identifies quasars on the basis of their optical (R and z') to near-infrared (Ks) photometry and point-like morphology. We combine these data with optical (u*,g'r',i',z') and mid-infrared (3.6-24 micron) wavebands to reconstruct the spectral energy distributions (SEDs) of candidate quasars. RESULTS: Of 93 sources selected as candidate quasars by the KX method, 25 are classified as quasars by the subsequent SED analysis. Spectroscopic observations are available for 12/25 of these sources and confirm the quasar hypothesis in each case. Even more, 90% of the SED-classified quasars show X-ray emission, a property not shared by any of the false candidates in the KX-selected sample. Applying a photometric redshift analysis to the sources without spectroscopy indicates that the 25 sources classified as quasars occupy the interval 0.7 < z < 2.5. The remaining 68/93 sources are classified as stars and unresolved galaxies.

研究动机与目标

• 开发并测试一种多波长测光技术，用于筛选类星体候选体，以克服传统光学颜色选择方法的偏差。
• 评估KX技术在识别经典蓝类星体以及被紫外过量方法遗漏的红化或本征红类星体方面的性能。
• 利用SED分类与光谱后续观测，评估KX筛选样本的污染水平与完整度。
• 为大规模巡天中的光谱后续观测提供一种可靠且高效的优先筛选方法，尤其适用于近红外波段。

提出的方法

• KX技术基于类星体的点状形态及其在Ks波段相对于光学颜色（R′−z′, z′−Ks）的特征近红外过量，利用类星体的幂律SED特性识别类星体。
• 候选体通过R′z′Ks空间中的颜色-颜色图进行筛选，由于类星体具有非热SED，其在图中占据独特区域，可与恒星和星系有效分离。
• 利用u∗g′r′i′z′、Ks以及中红外（3.6–24 μm）波段的多波长数据重建光谱能量分布（SED），以对候选体进行分类。
• 对非光谱源计算测光红移，以估计其红移分布，已确认的类星体红移范围为0.7 ≤ z ≤ 2.5。
• 通过公式 E = Nf² / (Ne × Nc) 量化KX方法的效率，其中Nf为已确认类星体数，Ne为模型预测的类星体数，Nc为候选体总数。
• 利用光谱红移验证SED分类结果，其中25个SED分类的类星体中有12个通过光谱观测得到确认。

实验结果

研究问题

• RQ1 KX技术能否在广泛红移范围内有效筛选类星体，包括被紫外过量方法遗漏的类星体？
• RQ2 KX筛选样本的污染水平与其它测光选择方法相比如何？
• RQ3 与仅依赖颜色标准相比，SED分析在多大程度上可提高类星体候选体筛选的可靠性？
• RQ4 KX方法在深度多波长巡天中识别类星体的完整度与效率如何？

主要发现

• KX技术从XMM-LSS场的0.68 deg²区域内筛选出93个类星体候选体，其中25个通过SED分析与光谱观测得到确认。
• KX筛选样本的确认率为27%，按公式 E = Nf² / (Ne × Nc) 定义的整体效率约为25%。
• 样本完整度达90%，因为Ks < 18时KX筛选类星体的有效面密度为46 ± 9 deg⁻²，与模型预测的50 deg⁻²一致。
• 90%的已确认类星体表现出X射线辐射，这是假候选体所不具备的特征，支持筛选结果的可靠性。
• 检测到一颗类型2类星体，若采用更严格的颜色裁剪标准将被遗漏，凸显该方法识别本征红化或遮蔽类星体的能力。
• 非光谱源的测光红移显示，已确认类星体的红移范围为0.7 ≤ z ≤ 2.5，与典型类星体群体一致。