[论文解读] Radio Point Sources Toward Galaxy Clusters at 30 GHz

K. Coble, J. E. Carlstrom+6 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2006

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 1被引用 1

一句话总结

本研究利用BIMA和OVRO干涉仪阵列在30 GHz波段分析了星系团方向的射电点源，发现星系团核心区域的源密度是外区的8.9倍，是非星系团场的3.3倍。mJy级源的平均谱指数为α = 0.70，比更明亮的场源更陡，且在z = 1.0以内的红移范围内，源密度未表现出显著演化。

ABSTRACT

Extra-galactic point sources are a significant contaminant in cosmic microwave background and Sunyaev-Zel'dovich effect experiments. Deep interferometric observations with the BIMA and OVRO arrays are used to characterize the spatial, spectral, and flux distributions of radio point sources toward galaxy clusters at 28.5 GHz. We compute counts of mJy point source fluxes from 90 fields centered on known massive galaxy clusters and 8 non-cluster fields. We find that source counts in the inner regions of the cluster fields (within 0.5 arcmin of the cluster center) are a factor of 8.9 (+4.3,-2.8) times higher than counts in the outer regions of the cluster fields (radius greater than 0.5 arcmin). Counts in the outer regions of the cluster fields are in turn a factor of 3.3 (+4.1,-1.8) greater than those in the non-cluster fields. Counts in the non-cluster fields are consistent with extrapolations from the results of other surveys. We also compute source counts toward clusters as a function of luminosity in three redshift bins out to z = 1.0 and see no clear evidence for evolution with redshift. We compute spectral indices of mJy sources in cluster fields between 1.4 and 28.5 GHz and find a mean spectral index of alpha = 0.70 with an rms dispersion of 0.34, where flux is proportional to frequency raised to negative alpha. The distribution is skewed, with a median spectral index of 0.76 and 25th and 75th percentiles of 0.55 and 0.95, respectively. This is steeper than the spectral indices of brighter field point sources measured by other surveys.

研究动机与目标

• 表征28.5 GHz波段星系团方向射电点源的空间、谱和流量分布。
• 量化星系团核心区域与外区及非星系团场之间点源的过剩情况。
• 通过将源分为三个红移区间（至z = 1.0），评估源密度的红移演化。
• 测量1.4至28.5 GHz波段mJy级源的谱指数，并与更明亮的场源进行比较。
• 评估这些源在宇宙微波背景和Sunyaev-Zel'dovich效应实验中作为污染源的影响。

提出的方法

• 在28.5 GHz波段，利用BIMA和OVRO阵列对90个位于大质量星系团中心的场和8个非星系团场进行了深度干涉观测。
• 在径向分区内计算源密度：星系团场的内区（距星系团中心0.5角分以内）和外区（0.5角分以外），以及非星系团场。
• 从数据中推导出流量限幅的源密度，并与其它巡天的外推结果进行比较，以评估一致性。
• 通过比较1.4 GHz和28.5 GHz的流量密度，计算mJy级源的谱指数，假设S ∝ ν^(-α)。
• 按光度和红移对源密度进行分箱，以检验至z = 1.0的演化迹象。
• 使用自助法（bootstrapping）技术传播统计不确定性，以估计计数比值和谱指数分布的置信区间。

实验结果

研究问题

• RQ1 在28.5 GHz波段，星系团内区的射电点源密度与外区及非星系团场相比如何？
• RQ2 当考虑光度限样本时，是否存在红移至z = 1.0的源密度演化证据？
• RQ3 星系团场中mJy级射电点源的平均谱指数是多少？与更明亮的场源相比有何差异？
• RQ4 星系团场中的谱指数分布是否与其它巡天观测结果一致，或表现出系统性差异？
• RQ5 星系团环境在亚mJy流量水平下，对可探测射电点源数密度的增强程度如何？

主要发现

• 星系团场内区（0.5角分内）的源密度是同一星系团外区的8.9 (+4.3, -2.8)倍。
• 星系团场外区的源密度是非星系团场的3.3 (+4.1, -1.8)倍。
• 非星系团场的源密度与其它巡天的外推结果一致，表明无显著偏差。
• 星系团场中mJy级源的平均谱指数为α = 0.70，均方根散布为0.34，其中S ∝ ν^(-α)。
• 谱指数分布呈偏斜，中位数为0.76，四分位距为0.55至0.95。
• 当考虑光度限样本时，至z = 1.0的红移范围内，源密度演化无明确证据。