[论文解读] ISOCAM observations in the Lockman Hole - I The 14.3 micron shallow survey: data reduction, catalogue, and optical identifications

D. Fadda, C. Lari+5 more|ArXiv.org|Jul 30, 2004

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 30被引用 10

一句话总结

本文利用红外空间天文台上的ISOCAM对洛克曼空穴区域进行了14.3 μm的浅深度巡天，采用先进的数据处理与测光校准技术，生成了可靠的源表。该巡天在0.8、0.6和0.45 mJy处的完整度分别达到80%、50%和20%，且仅有5%的源在r′ = 25的极限下缺乏光学对应体，使其成为詹姆斯·韦布空间望远镜发射前独一无二的中红外数据集。

ABSTRACT

We present the image and catalogue of the 14.3 micron shallow survey of 0.55 square degrees in the region of the Lockman Hole (10h52m03s +57d21m46s, J2000) with the Infrared Space Observatory (ISO). The data have been analyzed with the recent algorithm by Lari et al. (2001) conceived to exploit ISO data in an optimal way, especially in the case of shallow surveys with low redundancy. Photometry has been accurately evaluated through extensive simulations and also the absolute calibration has been checked using a set of 21 stars detected at 14.3 micron, optical, and near-IR bands. On the basis of simulations, we evaluate that the survey is 80%, 50%, and 20% complete at 0.8, 0.6, and 0.45 mJy, respectively. Below the 20% completeness limit, fluxes are generally overestimated since the sources are preferentially detected if their positions correspond to positive oscillations of the noise. Moreover, from a comparison with the deep survey, we estimate that only sources brighter than 0.45 mJy are highly reliable. Only 5% of these sources do not have optical counterparts down to r'=25. Since none of the Spitzer imaging bands cover the 14.3 micron wavelength range, this data set will remain unique until the advent of the James Webb Space Telescope.

研究动机与目标

• 利用红外空间天文台的ISOCAM数据，在洛克曼空穴区域生成可靠的14.3 μm浅深度巡天。
• 开发并应用一种优化的数据处理算法，适用于冗余度较低的浅深度巡天，以提高测光精度。
• 创建一个包含精确通量测量和位置信息的全面源表。
• 识别中红外源在r′ = 25星等下的光学对应体。
• 通过大量模拟和校准检验，评估巡天的可靠性和完整度极限。

提出的方法

• 采用Lari等人（2001年）提出的算法，以最优方式处理ISO数据，特别适用于冗余度较低的浅深度巡天。
• 开展大量模拟，以评估不同通量水平下的测光精度和完整度极限。
• 利用21颗在14.3 μm、光学和近红外波段均被探测到的恒星，进行绝对测光校准。
• 利用威廉·赫歇尔望远镜进行光学后续观测，以识别对应体。
• 基于模拟结果，将完整度阈值分别定义为80%、50%和20%的完整度水平，对应通量为0.8、0.6和0.45 mJy。
• 通过与更深的巡天比较，评估可靠性，得出结论：仅当源通量高于0.45 mJy时，其可靠性才极高。

实验结果

研究问题

• RQ1 使用ISOCAM数据对洛克曼空穴区域进行14.3 μm浅深度巡天时，其测光可靠性和完整度如何？
• RQ2 在缺乏高冗余度的情况下，通量测量的准确性如何？噪声波动对源检测的影响是什么？
• RQ3 在r′ = 25星等极限下，14.3 μm波段中红外源中有多少比例具有光学对应体？
• RQ4 与更深的巡天相比，本巡天的可靠性如何？在何种通量水平下可认为源具有高度可靠性？
• RQ5 为何该数据集具有独特性？原因在于没有斯皮策空间望远镜的任何成像波段覆盖14.3 μm波长范围。

主要发现

• 根据模拟结果，该巡天在0.8 mJy处完整度为80%，在0.6 mJy处为50%，在0.45 mJy处为20%。
• 低于20%完整度极限的通量值因检测偏向于正向噪声波动而系统性地被高估。
• 仅当源通量高于0.45 mJy时，才被认为是高度可靠的，该结论通过与更深巡天的对比得到验证。
• 在源表中，仅有5%的源在r′ = 25星等极限下缺乏光学对应体。
• 在詹姆斯·韦布空间望远镜发射前，该数据集仍保持其独特性，因为没有斯皮策空间望远镜的成像波段覆盖14.3 μm波长范围。
• 通过21颗在多波段被探测到的恒星验证了绝对测光校准的准确性，确保了通量测量的高精度。