[论文解读] WSRT Observations of the Hubble Deep Field Region

M. Garrett, AG de Bruyn+3 more|arXiv (Cornell University)|Aug 31, 2000

Radio Astronomy Observations and Technology被引用 4

一句话总结

本研究利用深空1.4 GHz WSRT观测对哈勃深空场区域进行了研究，探测到85个射电发射区域，其中包括8个位于HDF内部的区域——其中4个此前在1.4 GHz波段未被探测到。主要贡献在于识别出两个与中红移星暴星系相关的新型射电源，以及22个VLA无法解析的新型探测源，表明附近星暴星系可能存在扩展射电发射或存在混合源。

ABSTRACT

We present deep WSRT 1.4 GHz observations of the Hubble Deep Field region. At the 5 sigma level, the WSRT clearly detects 85 regions of radio emission in a 10' x 10' field centred on the HDF. Eight of these regions fall within the HDF itself, four of these are sources that have not previously been detected at 1.4 GHz, although two of these are VLA detections at 8.5GHz. The two new radio sources detected by the WSRT are identified with relatively bright (I<21m) moderate redshift spiral and irregular type galaxies. In the full field, the WSRT detects 22 regions of emission that were not previously detected by the VLA at 1.4GHz. At least two of these are associated with nearby, extended star-forming galaxies.

研究动机与目标

• 利用高灵敏度、高动态范围的WSRT观测，研究哈勃深空场中微弱的微Jy级射电源群体。
• 识别因角分辨率或混淆效应而被VLA在1.4 GHz波段遗漏的射电源，特别是与扩展或混合发射相关的源。
• 通过多波段交叉识别（包括光学和红外数据）确定新探测射电源的性质。
• 评估低光度AGN和星暴星系在亚-mJy波段的射电变异性作用。
• 提高哈勃深空场及哈勃侧翼场（HFF）射电源目录的完整性，以支持多波段研究。

提出的方法

• 在升级后的威斯特布洛克综合孔径射电望远镜（WSRT）上，于1.38 GHz频段进行六次12小时观测，采用多种阵列配置以实现广泛的uv覆盖。
• 数据在NEWSTAR中处理，对最亮的121个源应用自校准，提升了动态范围并降低了残余噪声。
• 使用15'' beam生成最终图像，中心10′×10′区域的均方根噪声水平为9 μJy/beam，已校正主波束衰减。
• 若源的峰值流量超过5σ（45 μJy），则认定为检测到，位置通过AIPS任务IMFIT拟合。
• 与光学（CFHT I波段）和红外（ISO）数据进行交叉识别，以将射电源与星系关联。
• 通过比较VLA、WSRT和ISO数据的流量密度，估算谱指数和恒星形成率。

实验结果

研究问题

• RQ1 在哈勃深空场中，有多少比例的微弱射电源在VLA观测中因角分辨率或混淆而无法分辨，但能被WSRT因更大 beam 检测到？
• RQ2 WSRT探测到但VLA在1.4 GHz波段未探测到的22个新射电源的性质是什么？
• RQ3 在微Jy波段的低光度AGN或星暴星系中，是否存在射电变异性迹象？
• RQ4 能否基于多波段数据将新探测到的射电源与星暴星系关联？
• RQ5 延伸盘状发射对附近旋涡星系射电光度的贡献有多大？

主要发现

• WSRT在以哈勃深空场为中心的10′×10′区域内探测到85个独立的射电发射区域，5σ灵敏度为45 μJy。
• 在HDF内部探测到8个射电源，其中4个此前在1.4 GHz波段未被探测到，包括两个与中红移旋涡星系和不规则星系相关的新型源。
• 22个射电区域由WSRT探测到但未被VLA在1.4 GHz波段探测到，表明VLA数据中存在分辨率或混淆效应。
• WSRT独有探测的两个新源（3720+1247 和 3636+1132）明确与明亮的邻近旋涡星系（I ≈ 18.4 和 18.6 mag）相关，其恒星形成率分别为约5和约3 M⊙ yr⁻¹。
• 一个源（VLA J123656+621302）在1.4和8.5 GHz被VLA探测到，但未被WSRT探测到，表明其可能存在月到年的射电变异性，可能反映AGN活动的可变性。
• 先前被VLA探测到的源在WSRT数据中未被探测到，表明射电变异性可能是微Jy波段AGN群体中的重要因素，对源函数和占空比研究具有重要意义。