[论文解读] The WSRT wide-field HI survey: I. The background galaxy sample

Róbert Braun, David A. Thilker+1 more|arXiv (Cornell University)|May 21, 2003

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 22被引用 17

一句话总结

本论文首次利用Westerbork综合孔径射电望远镜（WSRT）对北天进行了大视场H i巡天，探测了河外星系的中性氢发射，覆盖1800 deg²区域，达到18 mJy/beam的灵敏度。该巡天在正向本地集团退行速度（LGSR）范围内识别出155个河外星系，其中23个为首次在H i波段被探测到，并发现100 kpc尺度的弥散H i或低质量伴星的证据，经星系密度变化校正后，H i质量函数与HIPASS结果一致。

ABSTRACT

We have used the Westerbork array to carry out an unbiased wide-field survey for HI emission features, achieving an RMS sensitivity of about 18 mJy/Beam at a velocity resolution of 17 km/s over 1800 deg^2 and between -1000 < V_Hel

研究动机与目标

• 在北天开展一次无偏见、大视场的H i巡天，以探测河外星系及高速云的发射信号。
• 利用提升的灵敏度，检验理论模型预测的在M31附近存在一群暗淡紧凑高速云（CHVCs）的假设。
• 在大巡天体积内测量H i质量函数（HIMF），并与HIPASS和ADBS等现有巡天进行比较。
• 评估大尺度星系密度变化对HIMF归一化和形状的影响。
• 识别并表征H i探测到的星系，包括无光学对应体或红移信息的星系。

提出的方法

• 利用WSRT开展大视场H i巡天，有效 beam FWHM为49′，达到18 mJy/beam的灵敏度和17 km s⁻¹的速度分辨率。
• 获取自相关与互相关数据，以提升1800 deg²区域（以M31为中心）的动态范围和灵敏度。
• 在H i谱线上进行源检测，显著性阈值大于8σ，并将候选源与DSS图像在30′范围内进行交叉识别。
• 若在30′范围内且径向速度差在400 km s⁻¹以内存在伴星，则将检测结果分类为“混淆”；并评估光学中心与H i质心之间的位置偏移。
• 采用离散形式的密度校正方法，以考虑巡天区域内星系数量密度随距离的变化。
• 使用最大似然估计法拟合H i质量函数，并在考虑巡天几何形状和密度效应校正后，将结果与HIPASS和ADBS巡天进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 WSRT巡天是否探测到了理论模型预测的、在M31附近存在的大量暗淡CHVCs？
• RQ2 大尺度星系密度变化在多大程度上影响大范围巡天中H i质量函数的归一化和形状？
• RQ3 与小波束巡天相比，大波束巡天在H i流量测量上是否存在系统性差异？其成因可能是什么？
• RQ4 有多少H i探测星系是新发现的？其中有多大比例因邻近伴星而被混淆？
• RQ5 大波束中H i流量过剩与大质量星系环境中弥散或未探测到的气体之间存在何种关系？

主要发现

• 巡天在正向LGSR速度范围内探测到155个河外星系，其H i流量显著性超过8σ，其中23个为首次在H i波段被探测到。
• 除一个外，所有H i探测结果在DSS图像30′半径范围内均有合理的光学对应体，但其中若干未发表红移值，或此前未被编目。
• 23%的探测结果被分类为“混淆”，因在30′范围内且速度差在400 km s⁻¹以内存在邻近伴星，表明其处于复杂星系群环境。
• 少数未被混淆的星系表现出H i质心与光学中心偏移超过10 kpc，暗示可能存在潮汐扰动或未探测到的富气体伴星。
• 在大波束巡天中观测到H i流量相对于小波束巡天的过剩，该现象随距离和气体质量而变化，可能表明存在100 kpc尺度的弥散H i或未探测到的低质量伴星群体。
• 在应用离散密度校正后，所推导的H i质量函数参数（log(M∗) = 9.79 ± 0.06，Θ∗ = 86 ± 21 × 10⁻⁴ Mpc⁻³ dex⁻¹，α = -1.30 ± 0.08）与HIPASS BGC结果高度一致，解决了此前因星系密度变化导致的差异。