[论文解读] The MeerKAT International GHz Tiered Extragalactic Exploration (MIGHTEE) Survey

M. J. Jarvis, A. R. Taylor+55 more|arXiv (Cornell University)|Sep 6, 2017

Radio Astronomy Observations and Technology参考文献 4被引用 70

一句话总结

MIGHTEE 是一个由 MeerKAT 执行的深度广域射电调查，在四个场覆盖约 20 平方度，频段 900–1670 MHz，灵敏度约为 ~1 μJy，另有一个超深的 1 平方度指向，提供连续波、谱线和偏振数据，用以研究星系演化、HI 含量、磁场和在 SKA 之前的宇宙学。

ABSTRACT

The MIGHTEE large survey project will survey four of the most well-studied extragalactic deep fields, totalling 20 square degrees to $μ$Jy sensitivity at Giga-Hertz frequencies, as well as an ultra-deep image of a single ~1 square degree MeerKAT pointing. The observations will provide radio continuum, spectral line and polarisation information. As such, MIGHTEE, along with the excellent multi-wavelength data already available in these deep fields, will allow a range of science to be achieved. Specifically, MIGHTEE is designed to significantly enhance our understanding of, (i) the evolution of AGN and star-formation activity over cosmic time, as a function of stellar mass and environment, free of dust obscuration; (ii) the evolution of neutral hydrogen in the Universe and how this neutral gas eventually turns into stars after moving through the molecular phase, and how efficiently this can fuel AGN activity; (iii) the properties of cosmic magnetic fields and how they evolve in clusters, filaments and galaxies. MIGHTEE will reach similar depth to the planned SKA all-sky survey, and thus will provide a pilot to the cosmology experiments that will be carried out by the SKA over a much larger survey volume.

研究动机与目标

• 在恒星质量和环境范围内，理解不受尘埃遮挡影响的 AGN 与恒星形成活性的宇宙演化。
• 追踪中性氢（HI）的演化及其在恒星形成与AGN供给中的作用。
• 利用射电连续谱、偏振和 RM 数据描绘星系团、丝状结构和星系中的磁场及其演化。
• 提供一个与 SKA 预期相并行的试点数据集，用于大尺度宇宙学研究并朝着 SKA 时代的调查迈进。

提出的方法

• 在 L 波段 900–1670 MHz、约 6 arcsec 分辨率下，对约 20 平方度进行深度射电连续谱、谱线和偏振成像，灵敏度约为 ~1 μJy。
• 补充 S 频段观测用于 RM 合成和多波段成像，以区分 L 波段数据中的混淆。
• 包括深场 E-CDFS、XMM-LSS、COSMOS 和 ELAIS-S1 的共观测策略，总数据产品如数据立方体和多分辨率连续图像。
• 协同利用现有的多波长数据研究 HI 质量函数、通过 far-infrared–射电相关关系研究恒星形成演化，以及 AGN/宿主星系的性质。
• 计划通过云端处理管线进行数据发布，生成用于科研的图像、数据立方体和目录。

实验结果

研究问题

• RQ1 在 MIGHTEE 与 LADUMA 的协同探针下，HI 含量和 HI 质量函数如何随红移和环境演化？
• RQ2 在宇宙时间和不同恒星质量范围内，HI 气体、恒星形成与 AGN 活动之间的关系是什么？
• RQ3 星系、星系团和大尺度结构中的磁场如何演化，RM 网格能揭示磁化宇宙网的哪些信息？
• RQ4 环境在抑制恒星形成中的作用以及这与 HI 含量和 AGN 反馈之间的联系？
• RQ5 偏振数据能否提升 SKA 时代调查的弱透镜和宇宙学测量的精度？

主要发现

• MIGHTEE 将对总计 ~20 平方度的四个深场进行观测，灵敏度 ~1 μJy，分辨率 ~6 arcsec，另有一个 ultra-deep ~1 deg2 指向。
• 该调查使 HI 研究能够检测到 MHI* 直至 z≈0.5，并在与 LADUMA 组合时为大样本提供深度 HI 覆盖。
• 全面的偏振数据将探测惯性磁场和环境磁场特性，并为 IGMF 研究构建 RM 网格。
• MIGHTEE 的广度与深度将使对 AGN 供给与反馈的研究成为可能，包括将 HI 作为燃料贮藏与在 AGN 宿主中的吸收研究。
• 该项目支持诸如偏差进化等宇宙学测量，并通过相关分析和偏振辅助弱透镜预测，提供通向 SKA 全天空宇宙学的路径。
• MIGHTEE 将提供数据产品，包括数据立方体、带宽平均图像和跨多分辨率的 RM 合成输出。