[论文解读] WISE data as a photometric redshift indicator for radio AGN

Marcin Glowacki, J. R. Allison+3 more|arXiv (Cornell University)|Sep 25, 2017

Radio Astronomy Observations and Technology被引用 12

一句话总结

本论文提出一种基于 WISE 中红外测光的光度红移估计方法，用于射电活动星系核（AGN）。该方法利用 LARGESS 光谱样本作为训练集，将源分类为 LERG、HERG 或 QSO 类型，并生成红移概率分布。该方法在星系方面与光谱红移在 z ~ 1 以内具有良好一致性，在 QSO 方面可达到 z ~ 3–4，且该方法已公开发布，适用于大范围射电巡天。

ABSTRACT

We show that mid-infrared data from the all-sky WISE survey can be used as a robust photometric redshift indicator for powerful radio AGN, in the absence of other spectroscopic or multi-band photometric information. Our work is motivated by a desire to extend the well-known K-z relation for radio galaxies to the wavelength range covered by the all-sky WISE mid-infrared survey. Using the LARGESS radio spectroscopic sample as a training set, and the mid-infrared colour information to classify radio sources, we generate a set of redshift probability distributions for the hosts of high-excitation and low-excitation radio AGN. We test the method using spectroscopic data from several other radio AGN studies, and find good agreement between our WISE-based redshift estimates and published spectroscopic redshifts out to z ~ 1 for galaxies and z ~ 3-4 for radio-loud QSOs. Our chosen method is also compared against other classification methods and found to perform reliably. This technique is likely to be particularly useful in the analysis of upcoming large-area radio surveys with SKA pathfinder telescopes, and our code is publicly available. As a consistency check, we show that our WISE-based redshift estimates for sources in the 843 MHz SUMSS survey reproduce the redshift distribution seen in the CENSORS study up to z ~ 2. We also discuss two specific applications of our technique for current and upcoming radio surveys; an interpretation of large scale HI absorption surveys, and a determination of whether low-frequency peaked spectrum sources lie at high redshift.

研究动机与目标

• 将 K-z 关系扩展至 WISE 中红外波段，适用于高红移射电 AGN。
• 实现对缺乏光学光谱的射电 AGN 的光度红移估计，尤其适用于南天区域。
• 开发一种稳健、公开可用的方法，仅使用 WISE 测光和源分类进行红移估计。
• 在独立光谱样本及现有巡天（如 SUMSS 和 CENSORS）上测试该方法的可靠性。
• 利用 WISE 交叉匹配，评估低频峰值谱射电源的红移分布。

提出的方法

• 该方法使用 LARGESS 射电光谱样本作为训练集，基于 WISE 中红外颜色将射电 AGN 分类为 LERG、HERG 或 QSO 类型。
• 利用 WISE W1–W4 星等和经验颜色-红移关系，为每类源分配红移概率分布。
• 通过结合源类型分类与 WISE 测光，算法生成红移的概率密度函数（PDF）。
• 利用独立光谱样本对该方法进行验证，并与 CENSORS 巡天已知的红移分布进行比较。
• 另一次独立分析将该方法应用于 Callingham 等（2017）的 85 个低频峰值谱射电源，使用 WISE 在 2.5–10 弧秒内的交叉匹配结果。
• 该代码以 Python 实现，并在 GitHub 上公开发布，供未来大范围射电巡天使用。

实验结果

研究问题

• RQ1 在缺乏光学光谱的情况下，WISE 中红外测光能否可靠估计射电 AGN 的光度红移？
• RQ2 该方法在 SUMSS 和 CENSORS 等巡天中在多大程度上重现了已知的红移分布？
• RQ3 在 NVSS/SUMSS 巡天中识别出的低频峰值谱射电源是否很可能位于高红移（z > 2）？
• RQ4 该方法对 HERG 和 QSO 群体的 WISE 基础红移估计与光谱红移的一致性如何？
• RQ5 在 SUMSS 等大范围巡天中，有多少比例的射电源可通过该方法有效识别为 H i 吸收研究的可行目标？

主要发现

• 基于 WISE 的方法在星系方面与光谱红移在 z ~ 1 以内具有良好一致性，在 QSO 方面可达到 z ~ 3–4。
• 该方法生成的红移概率分布与 SUMSS 样本在 z ~ 2 以内的观测红移分布一致。
• 在 SUMSS 中，46% 具有良好 WISE 测量结果的射电源被预测为 H i 吸收巡天（如 FLASH）的可行目标。
• 在 85 个低频峰值谱源中，39 个有 WISE 交叉匹配（即使包含上限值）的源中，有 14 个显示 z > 2 的概率超过 10%。
• 在 85 个源中仅有 9 个拥有高质量 WISE 数据，但其中 2 个显示 z > 2 的概率超过 10%，支持其高红移起源的假设。
• 大多数无 WISE 交叉匹配或测光质量差的源很可能在 WISE 中较暗，因此极有可能位于高红移（z > 2），与红外暗射电源模型一致。