[论文解读] The JWST UNCOVER Treasury survey: Ultradeep NIRSpec and NIRCam ObserVations before the Epoch of Reionization

Rachel Bezanson, Ivo Labbé+41 more|arXiv (Cornell University)|Dec 8, 2022

Astronomy and Astrophysical Research被引用 37

一句话总结

这篇论文概述了 UNCOVER JWST Treasury 计划设计，详细介绍围绕 Abell 2744 的超深 NIRCam 成像和 NIRSpec/PRISM 光谱观测，以及数据发布计划和预计的银河计数。

ABSTRACT

In this paper we describe the survey design for the Ultradeep NIRSpec and NIRCam ObserVations before the Epoch of Reionization (UNCOVER) Cycle 1 \JWST Treasury program, which executed its early imaging component in November 2022. The UNCOVER survey includes ultradeep ($\sim29-30\mathrm{AB}$) imaging of $\sim$45 arcmin$^2$ on and around the well-studied Abell 2744 galaxy cluster at $z=0.308$ and will follow-up ${\sim}500$ galaxies with extremely deep low-resolution spectroscopy with the NIRSpec/PRISM during the summer of 2023, with repeat visits in summer 2024. We describe the science goals, survey design, target selection, and planned data releases. We also present and characterize the depths of the first NIRCam imaging mosaic, highlighting previously unparalleled resolved and ultradeep 2-4 micron imaging of known objects in the field. The UNCOVER primary NIRCam mosaic spans 28.8 arcmin$^2$ in seven filters (F115W, F150W, F200W, F277W, F356W, F410M, F444W) and 16.8 arcmin$^2$ in our NIRISS parallel (F115W, F150W, F200W, F356W, and F444W). To maximize early community use of the Treasury data set, we publicly release full reduced mosaics of public JWST imaging including 45 arcmin$^2$ NIRCam and 17 arcmin$^2$ NIRISS mosaics on and around the Abell 2744 cluster, including the Hubble Frontier Field primary and parallel footprints.

研究动机与目标

• 通过超深成像、受放大增强的 JWST 观测，激励对第一批星系和宇宙再电离的研究。
• 描述 UNCOVER 调查设计，包括成像与光谱、观测场地选择和目标优先级排序。
• 概述数据处理、公开数据发布以及辅助数据集，以最大化社区的使用。

提出的方法

• 提出以成像为先的策略，进行深度 NIRCam 预成像（7 个滤镜）和超深 NIRSpec/PRISM 光谱，目标是对 NIRCam 检测到的高红移星系进行观测。
• 利用 Abell 2744 的引力透镜效应，将固有深度推至空场无法达到之上。
• 使用基于 Grizli 的数据处理，创建标定的拼接镶嵌图和 PSF 匹配的星表。
• 计划七个 NIRSpec MSA 掩模，曝光时间从 2.77 到 19.4 小时不等，并覆盖 0.6–5.3 μm 的光谱。
• 公开发布经处理的 NIRCam/NIRISS 拼接图和持续更新的数据产品，以便广泛的社区使用。

实验结果

研究问题

• RQ1 在 UNCOVER 的 NIRCam/NIRISS 拼接图中预计的超深成像深度是多少？它们如何转化为 z>6–10 星系的探测？
• RQ2 Abell 2744 的引力透镜如何提升本次调查探测本征上更暗的高红移星系的能力？
• RQ3 在 UNCOVER 中，高红移候选对象及其他目标类别（尘埃致密型恒星形成、静止星系、活动星系核）的预期产出是多少？
• RQ4 UNCOVER 组成部分的公开数据发布（DR1、DR2、DR3）的计划时间表和内容是什么？

主要发现

Lensed (cluster)	Parallel
36	9
~100 s	~50
~1500	~1500
~50	~150
>6	>10
>20	>60

• UNCOVER 在多片段的 NIRCam 过滤器下，在主成像约 28.8 平方角分以及 NIRISS 平行成像 16.8 平方角分内实现了约 30 AB 等效星等（5σ）的超深成像深度。
• NIRCam 预成像深度在 F115W, F150W, F200W, F277W, F356W, F410M, F444W 约达到 30 AB 等效星等（某些波段约 29 AB），在透镜帮助下可检测到 z>10 的星系。
• NIRSpec/PRISM 光谱（0.6–5.3 μm，R ~ 30–300）将获取超深光谱，用于在七个 MSA 掩模配置中对约 500–1000 个目标测量连续红移与发射线。
• 目标类别的预测计数包括约 36 个经透镜放大 z>12 的候选者和约 9 个平行场；两场约 1,500 颗在 6≲z≲7 的星系；在 z>1–>3 的尘埃型恒星形成和静止星系等几十个（见表 2）。
• 提出了全面的数据发布计划（DR1 成像镶嵌与透镜模型，DR2 光度目录，DR3 经处理的 PRISM 光谱及派生属性），以最大化社区使用。