[论文解读] ISOCAM observations in the Lockman Hole - II The 14.3 micron deep survey: data reduction, catalogue and source counts

Laura Bisigello, C. Lari+4 more|ArXiv.org|Jul 30, 2004

Astronomy and Astrophysical Research被引用 19

一句话总结

本文介绍了对洛克曼空穴区域的深度14.3 µm ISOCAM巡天，通过数据处理生成了一个90%完整度的星系源目录，包含283个红移源，极限星等为1 mJy，位置精度达1.5角秒。研究证实红外星系群体存在显著演化，其中85%的源具有光学对应体，仅6%被归类为恒星，支持演化尘埃星系作为宇宙红外背景主要贡献者的模型。

ABSTRACT

We present a new analysis of the ISOCAM 14.3 micron deep survey in a 20x20 square arcmins area in the Lockman Hole. This survey is intermediate between the ultra-deep surveys and the shallow surveys in the ELAIS fields. The data have been analyzed with the method presented by Lari et al. (2001). We have produced a catalogue of 283 sources detected above the 5-sigma threshold, with fluxes in the interval 0.1-8 mJy. The catalogue is 90% complete at 1 mJy. The positional accuracy, estimated from the cross-correlation of infrared and optical sources, is around 1.5 arcsec. The search for the optical counterparts of the sources in the survey is performed on a medium-deep r' band optical image (5-sigma depth of r'=25), making use of the radio detections when available. The photometry has been checked through simulations and by comparing the data with those presented in a shallower and more extended ISOCAM survey in the Lockman Hole, that we have presented in a companion paper. Only 15% of the 14.3 micron sources do not have an optical counterpart down to r'=25 mag. We use the 6.7/14.3 micron colour as a star/galaxy separator, together with a visual inspection of the optical image and an analysis of the observed Spectral Energy Distribution of the ISOCAM sources. The stars in the sample turn out to be only 6% of the sample. We discuss the 14.3 micron counts of extragalactic sources, combining our catalogue with that obtained from the shallower ISOCAM survey. The data in the two surveys are consistent, and our results fully support the claims in previous works for the existence of an evolving population of infrared galaxies, confirming the evident departure from non-evolutionary model predictions.

研究动机与目标

• 利用ISOCAM数据在洛克曼空穴区域开展深度、高时间分辨率的14.3 µm巡天，以探测微弱红外源。
• 采用改进的数据处理技术对ISOCAM数据进行降噪与校准，确保流量测量的准确性和完整性。
• 建立可靠的源目录，提供精确的位置和流量信息，用于星系源密度测量。
• 利用多波段数据和谱能分布（SED）分析，识别光学对应体并分类源为恒星或星系。
• 测量14.3 µm源密度并检验红外星系群体在宇宙学上的演化迹象。

提出的方法

• 将Lari等人（2001）的数据处理方法应用于洛克曼空穴20×20角分区域的ISOCAM 14.3 µm观测数据。
• 采用5-σ检测阈值识别出283个流量在0.1至8 mJy之间的源。
• 利用ISO手册中的校准因子校准流量，修正ISO与IRAS零点之间约10%的差异。
• 通过中等深度r’波段图像（r’波段5σ深度为25等）和可用的射电数据进行光学交叉识别。
• 通过6.7/14.3 µm色指数、光学图像的目视检查以及SED分析对源进行分类，以区分恒星与星系。
• 将本深度巡天的数据与浅层ISOCAM巡天（论文I）的数据结合，计算并分析14.3 µm源密度。

实验结果

研究问题

• RQ1 ISOCAM 14.3 µm深度巡天在洛克曼空穴区域的完整度和流量测量精度如何？
• RQ2 14.3 µm源中有多少具有光学对应体，其中恒星与星系所占比例如何？
• RQ3 14.3 µm源密度是否显示出红外星系群体宇宙学演化的证据？
• RQ4 结果与非演化和演化星系演化模型相比如何？
• RQ5 流量和位置测量结果与独立校准及交叉识别的一致性如何？

主要发现

• 巡天生成了在1 mJy处90%完整度的283个源的目录，流量范围为0.1至8 mJy。
• 通过与光学源的交叉相关，估计位置精度为1.5角秒。
• 在r’=25等深度下，仅有15%的14.3 µm源缺乏光学对应体。
• 恒星仅占样本的6%，该结果通过6.7/14.3 µm色指数、目视检查和SED分析得到验证。
• 深度与浅层巡天的14.3 µm源密度结果一致，且明显偏离非演化模型。
• 结果强烈支持存在一个演化的红外星系群体，与预测中等红移（z ≈ 0.5–1.3）下明亮、富含尘埃的星暴星系的模型一致。