[论文解读] The VLT Survey Telescope ATLAS

T. Shanks, N. Metcalfe+10 more|arXiv (Cornell University)|Feb 18, 2015

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 2被引用 4

一句话总结

本文介绍了VLT巡天望远镜ATLAS巡天，这是一项对南天4700平方度区域进行的光学ugriz巡天，视宁度优于1角秒（FWHM为0.8″–1.0″），深度超过SDSS，且测光零点精度达到±0.02 mag。该研究展示了与SDSS出色的测光一致性，验证了星系-恒星分离效果，并确认了5σ深度下的完整度极限，确立了ATLAS作为高精度、具有宇宙学价值的南天巡天。

ABSTRACT

The VLT Survey Telescope (VST) ATLAS is an optical ugriz survey aiming to cover ~4700deg^2 of the Southern sky to similar depths as the Sloan Digital Sky Survey (SDSS). From reduced images and object catalogues provided by the Cambridge Astronomical Surveys Unit we first find that the median seeing ranges from 0.8 arcsec FWHM in i to 1.0 arcsec in u, significantly better than the 1.2-1.5 arcsec seeing for SDSS. The 5 sigma magnitude limit for stellar sources is r_AB=22.7 and in all bands these limits are at least as faint as SDSS. SDSS and ATLAS are more equivalent for galaxy photometry except in the z band where ATLAS has significantly higher throughput. We have improved the original ESO magnitude zeropoints by comparing m<16 star magnitudes with APASS in gri, also extrapolating into u and z, resulting in zeropoints accurate to ~+-0.02 mag. We finally compare star and galaxy number counts in a 250deg^2 area with SDSS and other count data and find good agreement. ATLAS data products can be retrieved from the ESO Science Archive, while support for survey science analyses is provided by the OmegaCAM Science Archive (OSA), operated by the Wide-Field Astronomy Unit in Edinburgh.

研究动机与目标

• 创建一项深度与SDSS相当但空间分辨率更高的南天深空光学巡天。
• 利用APASS和SDSS重叠数据校准ATLAS测光，实现±0.02 mag精度的测光零点。
• 验证巡天范围内测光一致性、星系-恒星分离效果及完整度极限。
• 利用ATLAS数据开展宇宙学科学研究，包括类星体团聚、ISW效应检验及星系团探测。
• 通过ESO和OSA档案库向公众提供ATLAS数据，以促进更广泛的天文学应用。

提出的方法

• 利用VST和OmegaCAM开展深度ugriz成像巡天，覆盖4711平方度，像素大小为0.21角秒，视场为1平方度。
• 通过剑桥天文调查单位（CASU）对原始图像进行处理并生成源星表。
• 通过比较ATLAS中m < 16等星的星等（g、r、i波段）与APASS数据进行测光校准，并将结果外推至u和z波段。
• 利用120平方度NGC重叠区域与SDSS数据，以及250平方度SGP区域，验证测光线性关系与星等一致性。
• 对恒星采用孔径测光（1″半径），对星系采用Kron星等，以确保测光可靠性。
• 利用OmegaCAM科学档案（OSA）和ESO科学档案存储、查询和分发数据，采用VO兼容协议，并与SDSS、2MASS、VHS和WISE实现集成。

实验结果

研究问题

• RQ1 ATLAS的中位视宁度与SDSS相比如何？这对测光深度和空间分辨率有何影响？
• RQ2 ATLAS测光与SDSS的一致性如何？色温项与零点不确定度分别是多少？
• RQ3 ATLAS中星系-恒星分离的有效性如何？重叠区域中的误分类率是多少？
• RQ4 ATLAS中恒星与星系的完整度极限是什么？它们与5σ星等深度的关系如何？
• RQ5 ATLAS数据能否用于探测南天大尺度结构，如‘本地空洞’或超星系团？

主要发现

• ATLAS在i波段的中位FWHM视宁度为0.8″，在u波段为1.0″，显著优于SDSS的1.2″–1.5″。
• 恒星源的5σ星等极限为r_AB = 22.7，在所有波段中与或超过SDSS的深度。
• 通过与重叠区域中APASS和SDSS的比较，测光零点校准精度达到±0.02 mag。
• 星系-恒星分离导致约10%的星系被误判为恒星，15%的恒星被误判为星系，主要源于芯片间隙，但可通过采用更保守的分离阈值加以缓解。
• 星系数量计数在约5σ深度极限处出现转折，表明在此星等下星系的完整度有效。
• 恒星计数在相似极限处出现转折，但主要由星系-恒星分离算法引起，而非源密度。