[论文解读] ISOPHOT 95 micron observations in the Lockman Hole - The catalogue and an assessment of the source counts

Laura Bisigello, A. Franceschini|ArXiv.org|Apr 15, 2004

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 12被引用 9

一句话总结

本研究利用红外空间天文台上的ISOPHOT对洛克曼空洞进行了深度95 μm巡天，检测到64个信噪比S/N > 3的源，并获得了改进的源密度计数。结果表明，在通量≤100 mJy时计数斜率较陡（α ≈ 1.6），表明红外星系的数量密度和光度密度存在强烈演化，与演化星暴星系模型一致，并证实了此前在其他波段的ISO观测结果。

ABSTRACT

We report results from a new analysis of a deep 95 micron imaging survey with ISOPHOT on board the Infrared Space Observatory, over a ~1 square degree area within the Lockman Hole, which extends the statistics of our previous study (Rodighiero et al. 2003). Within the survey area we detect sixty-four sources with S/N>3 (roughly corresponding to a flux limit of 16 mJy). Extensive simulations indicate that the sample is almost complete at fluxes > 100 mJy, while the incompleteness can be quantified down to ~30 mJy. The 95 micron galaxy counts reveal a steep slope below 100 mJy (alpha~1.6), in excess of that expected for a non-evolving source population. In agreement with counts data from ISO at 15 and 175 micron, this favours a model where the IR populations evolve both in number and luminosity densities. We finally comment on some differences found with other ISO results in this area.

研究动机与目标

• 通过将ISOPHOT巡天扩展至LHNW区域，提高洛克曼空洞95 μm源计数的统计显著性。
• 利用大规模模拟和探测器信号的时间序列参数分析，评估源的完整性和可靠性。
• 评估混淆和宇宙方差在深空亚毫米波巡天中的作用。
• 将新获得的源计数与现有ISO数据及理论模型进行比较，以约束星系演化。

提出的方法

• 采用参数化算法进行数据还原，通过拟合探测器信号的时间历程以识别并提取真实天空源，同时排除宇宙射线和瞬态效应。
• 通过模拟和标准校准源（如IRAS源和恒星）的观测验证源提取和通量校准。
• 通过在巡天区域中注入并恢复人工源，评估统计完整性和光度测量精度。
• 将源计数归一化至欧氏定律（S⁻².⁵），并与其它巡天及理论模型进行比较。
• 通过空间分布分析识别团聚现象及邻近伴星可能引起的混淆效应。
• 在最终计数分析中使用信噪比>4，以确保高可靠性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在通量低于100 mJy时，95 μm源计数的真实不完整性水平是多少？其随通量如何变化？
• RQ2 观测到的95 μm计数是否表明红外星系的数量密度和光度与非演化模型相比存在演化？
• RQ3 为何本研究的源计数与Kawara等人（2004年）报告的结果不同，尽管使用了相同的数据集？
• RQ4 源团聚和混淆如何影响深空亚毫米波巡天的可靠性，特别是在HI柱密度较低的区域？
• RQ5 95 μm计数在多大程度上支持结合非演化螺旋星系与快速演化星暴星系的演化模型？

主要发现

• 巡天在总面积约1 deg²内检测到64个S/N > 3的源，通量极限约为16 mJy。
• 在S₉₅μm ≥ 100 mJy时样本几乎完全，不完整性已量化至约30 mJy。
• 在通量≤100 mJy时，微分95 μm计数呈现陡峭斜率（α ≈ 1.6），超过非演化模型的预测。
• 观测计数与星系数量密度和光度均演化的演化模型一致，尤其支持快速演化星暴星系成分。
• 在通量低于200 mJy时，本研究结果与Kawara等人（2004年）存在差异，可能源于通量校准和数据还原方法的差异，但两者在高通量区域一致。
• 空间团聚和源混合现象显著，尤其在LHNW区域，表明即使在中等通量极限下，混淆仍是主要挑战。