[论文解读] The OTELO survey. I. Description, data reduction, and multi-wavelength catalogue

Á. Bongiovanni, Marina Ramón-Pérez+22 more|UCrea (University of Cantabria)|Jan 30, 2020

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 108被引用 13

一句话总结

OTELO巡天利用GTC/OSIRIS可调谐滤光片，对9175 Å处的微弱河外发射线系统进行了迄今最深的窄带巡天。该巡天提供了包含11,237个源的多波段星表，其中6,600个具有光度红移（σ_z < 0.2），识别出4,336个发射线候选体和483个吸收线系统，显著提升了对高红移星系和稀有发射线天体的探测能力。

ABSTRACT

The evolution of galaxies through cosmic time is studied observationally by means of extragalactic surveys. The OTELO survey aims to provide the deepest narrow-band survey to date in terms of minimum detectable flux and emission line equivalent width in order to detect the faintest extragalactic emission line systems. In this way, OTELO data will complements other broad-band, narrow-band, and spectroscopic surveys. The red tunable filter of the OSIRIS instrument on the 10.4 m Gran Telescopio Canarias (GTC) is used to scan a spectral window centred at $9175 Å$, which is free from strong sky emission lines, with a sampling interval of $6 Å$ and a bandwidth of $12 Å$ in the most deeply explored Extended Groth Strip region. Careful data reduction using improved techniques for sky ring subtraction, accurate astrometry, photometric calibration, and source extraction enables us to compile the OTELO catalogue. This catalogue is complemented with ancillary data ranging from deep X-ray to far-infrared, including high resolution HST images, which allow us to segregate the different types of targets, derive precise photometric redshifts, and obtain the morphological classification of the extragalactic objects detected. The OTELO multi-wavelength catalogue contains 11237 entries and is 50\% complete at AB magnitude 26.38. Of these sources, 6600 have photometric redshifts with an uncertainty $z_{phot}$ better than $0.2 (1+z_{phot})$. A total of 4336 of these sources correspond to preliminary emission line candidates, which are complemented by 81 candidate stars and 483 sources that qualify as absorption line systems. The OTELO survey products were released to the public on 2019.

研究动机与目标

• 通过最小可检测流量和发射线等效宽度，开展迄今最深的窄带巡天，以探测微弱的河外发射线系统。
• 通过提供高灵敏度、宽红移范围的多波段数据，补充现有的宽波段、窄波段和光谱巡天。
• 利用深度多波段辅助数据（包括HST、X射线和射电波段）实现精确的光度红移估计和形态分类。
• 在宇宙时空中识别并表征稀有的发射线和吸收线系统，尤其关注高红移区域。
• 公开发布增值数据产品，以支持未来星系形成与演化研究。

提出的方法

• 利用10.4米大加那利望远镜（GTC）上OSIRIS仪器的红端可调谐滤光片，在中心波长9175 Å处以6 Å采样和12 Å带宽扫描光谱窗口。
• 实施先进的数据还原技术，包括改进的天空环减除、精确的天体测量、光度校准和源提取，以确保高保真度的光度测量。
• 将OTELO数据与来自X射线（钱德拉）、紫外（GALEX）、光学（SDSS、CFHT、Subaru）、近红外（WIRCam）和亚毫米波（Spitzer、VLA）巡天的多波段辅助数据集相结合。
• 应用LePhare代码，基于星系、类星体、恒星和褐矮星的SED拟合库推导光度红移，使6,600个源的σ_z / (1+z) < 0.2。
• 使用伪光谱和颜色过量技术识别发射线候选体，后者可补充光谱方法并减少漏检。
• 通过HST图像的形态分析和光度红红移分布对源进行分类，以区分发射线系统、恒星和吸收线系统。

实验结果

研究问题

• RQ1 OTELO巡天在通量和等效宽度方面对微弱发射线系统的检测灵敏度极限是多少？
• RQ2 OTELO巡天中微弱河外源的光度红移估计精度如何？红移不确定度分布是怎样的？
• RQ3 颜色过量法与伪光谱技术在识别发射线候选体方面互补程度如何？
• RQ4 检测到的源中，发射线系统的比例是多少？其红移分布和主要发射线是什么？
• RQ5 在考虑宇宙方差和污染的情况下，扩展源的观测数量密度与文献预测相比如何？

主要发现

• OTELO多波段星表包含11,237个源，50%完整度达到AB星等26.38，代表迄今最深的窄带巡天。
• 在11,237个源中，6,600个具有光度红移，其不确定度δz_phot < 0.2（1 + z_phot），使多数样本的红移估计具有强稳健性。
• 共识别出4,336个发射线系统候选体，其中1,812个可直接归因于最强的光学发射线，如Hα+[NII]、[OIII]、Hβ、[OII]和MgII，红移范围为z = 0.33至z = 3.9。
• 颜色过量法识别出3,226个发射线候选体，其中1,542个也通过伪光谱检测到，表明该方法可回收超过50%仅靠光谱分析遗漏的候选体。
• 巡天检测到81个恒星候选体，光谱型从F3至M7，与银河系天体模型一致。
• 另有483个源被分类为吸收线系统，表明其在宇宙时空中代表多样化的天体物理群体。