[论文解读] FIRBACK: I. A deep survey at 175 $μ$m with ISO, preliminary results

J.‐L. Puget, G. Lagache+11 more|arXiv (Cornell University)|Dec 2, 1998

Astronomy and Astrophysical Research被引用 3

一句话总结

本文展示了FIRBACK项目在175 μm波段的初步结果，该研究利用红外空间望远镜（ISO）上的ISOPHOT仪器开展了一项深度远红外巡天。其探测到的源密度约为IRAS深度巡天所预期的十倍，表明高红移红外明亮星系存在强烈的宇宙学演化，这些星系在此波段仅贡献了宇宙红外背景的10%，需外推至更暗的流量才能解释全部背景。

ABSTRACT

FIRBACK is a deep survey conducted with the ISOPHOT instrument aboard the Infrared Space Observatory (ISO) at an effective wavelength of 175 $μ$m. We present here results we have obtained on the first field, the so-called Marano1 which covers around 0.25 square degree. We find that the source density for objects with a flux above 200 mJy exceeds the counts expected for sources found in the IRAS deep surveys with a similar flux by about an order of magnitude. Such an excess was expected on the basis of the high far infrared background detected with the FIRAS and DIRBE instruments aboard the Cosmic Background Explorer (COBE). These sources are likely to be redshifted infrared galaxies. The steep number counts indicate strong cosmological evolution in this population. The detected sources account for only 10 % of the cosmic IR background. An extrapolation of the counts down to about 10 mJy would be needeed to account for the whole background at this wavelength.

研究动机与目标

• 利用红外空间望远镜（ISO）的深空观测数据，测量175 μm波段远红外源的数目密度。
• 研究COBE的FIRAS和DIRBE仪器所探测到的宇宙红外背景（CIB）的起源。
• 确定在深度巡天中观测到的源密度过剩是否可归因于高红移、演化后的红外星系。
• 评估探测到的源对175 μm波段总宇宙红外背景的贡献。
• 评估是否需要将源密度计数外推至更暗的流量以解释全部CIB。

提出的方法

• 利用红外空间望远镜（ISO）上的ISOPHOT仪器，在有效波长175 μm处开展深度巡天。
• 聚焦于Marano1场，覆盖约0.25平方度的天区。
• 测量流量高于200 mJy的源的数目密度。
• 将观测到的源密度计数与IRAS深度巡天的预测值及COBE背景测量结果进行比较。
• 通过外推观测到的计数，估算其对宇宙红外背景的贡献。
• 评估宇宙学演化在解释观测计数与预期值之间差异中的作用。

实验结果

研究问题

• RQ1 在深度巡天中，175 μm波段远红外源的数目密度是多少？与IRAS的预测相比如何？
• RQ2 为何本巡天中的源密度显著高于IRAS深度巡天的预期值？
• RQ3 探测到的源在多大程度上解释了COBE所测量的宇宙红外背景？
• RQ4 宇宙学演化在高红移红外星系群体中起什么作用？
• RQ5 为了解释175 μm波段的全部宇宙红外背景，是否需要将源计数外推至更暗的流量？

主要发现

• 流量高于200 mJy的源密度比IRAS深度巡天预期的数目密度高出约一个数量级。
• 观测到的过剩与COBE的FIRAS和DIRBE仪器测量到的高远红外背景一致。
• 探测到的源很可能是经历强烈宇宙学演化的高红移、演化后的红外星系。
• 这些源仅贡献了175 μm波段宇宙红外背景的约10%。
• 需将源计数外推至约10 mJy的流量水平，才能解释该波段的全部宇宙红外背景。
• 陡峭的数目计数表明，红外星系群体的光度函数在宇宙时空中经历了显著演化。