[论文解读] Deep Extragalactic VLBI-Optical Survey (DEVOS) II. Efficient VLBI detection of SDSS quasars

S. Frey, Leonid Gurvits+4 more|ArXiv.org|Nov 6, 2007

Radio Astronomy Observations and Technology参考文献 20被引用 9

一句话总结

本研究提出了一种高效的方法，从SDSS和FIRST巡天中预选光学识别的类星体，以实现5 GHz频段VLBI探测的成功率，仅基于流明密度和紧凑性标准，即实现了85%的探测率（26个源中22个）。该方法可实现大规模、资源高效的高分辨率射电-光学类星体样本构建，适用于天体物理和宇宙学研究。

ABSTRACT

Context: The Deep Extragalactic VLBI-Optical Survey (DEVOS) aims at constructing a large sample of compact radio sources up to two orders of magnitude fainter than those studied in other Very Long Baseline Interferometry (VLBI) surveys. Optical identification of the objects is ensured by selecting them from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) list. Aims: While continuing to build up the DEVOS data base, we investigated how the VLBI detection rate could be enhanced by refining the initial selection criteria introduced in the first paper of this series. Methods: We observed 26 sources in two adjacent, slightly overlapping 2 deg radius fields with the European VLBI Network (EVN) at 5 GHz frequency on 2 March 2007.The phase-reference calibrator quasars were J1616+3621 and J1623+3909. The objects selected were unresolved both in the Faint Images of the Radio Sky at Twenty-centimeters (FIRST) survey catalogue and the SDSS Data Release 4. Results: We present images of milli-arcsecond (mas) scale radio structures and accurate coordinates of 24 extragalactic sources. Most of them have never been imaged with VLBI. Twenty-two compact radio sources (85% of our initial sample) are considered as VLBI detections of the corresponding optical quasars in SDSS. We found an efficient way to identify quasars as potential VLBI targets with mas-scale compact radio stucture at >1 mJy level, based only on the FIRST and SDSS catalogue data by applying simple selection criteria.

研究动机与目标

• 通过优化目标选择标准以减少观测资源需求，提升深外星系VLBI-光学巡天（DEVOS）的吞吐量。
• 识别一种可靠、数据驱动的方法，仅利用公开的SDSS和FIRST巡天数据，预选可在5-GHz频段通过VLBI成像探测到的紧凑、射电明亮类星体。
• 通过利用光学和低分辨率射电数据，仅针对最具潜力的候选源，提高VLBI成像的河外源数量。
• 验证SDSS光学坐标是否足够精确，可用于类星体的相位参考VLBI观测。
• 基于当前星表数据，估算大规模VLBI-光学巡天的潜在产出。

提出的方法

• 目标选择基于识别在FIRST巡天中未分辨且在1.4 GHz频段积分流明密度>20 mJy的SDSS类星体。
• 本研究使用欧洲VLBI网（EVN）在5 GHz频段对两个相邻2°半径区域内的26个源进行了观测，采用J1616+3621和J1623+3909作为相位参考校准源。
• 数据处理与成像采用标准VLBI校准和成像技术，包括相位参考和自校准。
• 通过比较VLBI位置与SDSS光学坐标及FIRST巡天数据，验证了源检测和天体测量对齐的可靠性。
• 通过对比探测数量与初始样本大小，以及光学和射电波段中的已知紧凑性，测试了选择标准的效率。
• 该方法基于以下假设：在FIRST和SDSS中均未分辨的源，其射电辐射很可能为紧凑、核心主导型，可在毫角秒量级分辨率下被探测到。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否仅基于SDSS和FIRST巡天数据预选类星体，实现VLBI巡天中高探测率？
• RQ2 将未分辨的光学和射电形态作为选择标准，其在5 GHz频段识别紧凑、可探测射电源方面的效率如何？
• RQ3 SDSS光学坐标在多大程度上可作为相位参考VLBI观测的可靠先验位置？
• RQ4 在观察到的探测率基础上，仅使用FIRST和SDSS数据进行大规模VLBI-光学巡天的预期产出是多少？
• RQ5 在已知的SDSS类星体中，有多少比例的FIRST流明密度>20 mJy的源，可通过优化后的选择方法在VLBI中被探测到？

主要发现

• 本研究实现了85%的VLBI探测率，成功使用EVN在5-GHz频段成像了26个目标SDSS类星体中的22个。
• 24个VLBI识别的源中，有20个为毫角秒分辨率下的新探测，表明银河系外天空中存在大量尚未探索的射电结构。
• 该方法成功探测到五个源，其峰值流明密度与相位参考校准源相当（80 mJy），表明其为最紧凑、最明亮的射电源之一。
• 两个源（J163020.7+375656和J163302.1+392427）在5 GHz频段未检测到可分辨的紧凑结构，表明可能存在扩展发射或核心主导性较低。
• 结合本研究与DEVOS先导项目（论文I）的结果，对于在光学（SDSS）和射电（FIRST）均紧凑且S1.4 > 20 mJy的类星体，总探测率接近90%。
• 将探测率外推至满足条件的全部SDSS DR6类星体样本，预计可获得约7,500个潜在的VLBI探测，从而实现大规模、高精度的射电-光学巡天。