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HSC-SSP WIDE データを用いた z ~ 5 クェーサー光度関数の導出
2015/12/11 中間報告会仁井田 真奈
1
Introduction
(Croom et al. 2009)
-6
-7
-20 -28-26-24-22Absolute magnitude Mg
-5
赤方偏移によって、各光度での QSO の個数密度が異なる
z ~ 0.5
z ~ 1.0
z ~ 2.0
-8
log φ [Mpc-3 mag-1]
・巨大ブラックホール (SMBH) の形成・進化の解明 ➡ SMBH の個数密度進化を知ることが重要 ➡ クェーサー光度関数 (QLF) を用いて調査 (クェーサー (QSO) : 質量降着によって SMBH が進化している段階）
2
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
0 1 2 3 4 5 6Redshift
ORJ�ĭ�M
1450
) [M
pc-3 m
ag-1]
■ This Work□ ,NHGD�HW�DO�������
● SWIRE○ 2SLAQ & SDSS△ NDWFS & DLS
-20-21-22-23-24-25-26-27
�M1450)
高光度の QSO ほど高赤方偏移で
個数密度のピークを迎える
と考える
: 光度 : ブラックホール質量
大質量のブラックホールほど より早期に成長のピークを迎える
(AGN downsizing)
QSO 個数密度の赤方偏移進化
( (L / MBH
MBH
L
log Φ
(M1450
) [M
pc-3
mag
-1]
Redshift
-4
-6
-5
-8
-9
-7
-100 1 2 3 4 5 6
Niida+ in prep.
Introduction
3
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
0 1 2 3 4 5 6Redshift
ORJ�ĭ�M
1450
) [M
pc-3 m
ag-1]
■ This Work□ ,NHGD�HW�DO�������
● SWIRE○ 2SLAQ & SDSS△ NDWFS & DLS
-20-21-22-23-24-25-26-27
�M1450)
4
log Φ
(M1450
) [M
pc-3
mag
-1]
Redshift
-4
-6
-5
-8
-9
-7
-100 1 2 3 4 5 6
Niida+ in prep.
Introduction
[ 研究目的 ] 深さと広さを兼ね備えた HSC WIDE のデータを用いて z ~ 5 低光度 QSO の探査を行い、QLF を導出する
z ~ 5 の低光度 QSO(成長初期段階の SMBH) の個数密度は不確定 [原因] 過去のサーベイは観測領域の 広さと深さが不十分
QSO 個数密度の赤方偏移進化
4
HSC WIDE 領域のデータ (S15A)・Survey field GAMA09, GAMA15, WIDE12 (~64 deg2)
・Limiting magnitude (AB) ※ SSP white paper を参照 [5σ, 2”] g : 26.5 r : 26.1 i : 25.9 z : 25.1 y : 24.4
[2σ, 2”] g : 27.5 r : 27.1 i : 26.9 z : 26.1 y : 25.4
2. Data and Analysis
g-band r-band i-band z-band y-band
5σ, 2” 26.5 26.1 25.9 25.1 24.4
2σ, 2” 27.5 27.1 26.9 26.1 25.4
5
サンプルの選出に使用した flag2. Data and Analysis
・flags_pixel_edge is not True ・flags_pixel_saturated_center is not True ・flags_pixel_cr_center is not True ・flags_pixel_bad is not True ・centroid_sdss_flag = is not True・detect_is_tract_inner = True ・detect_is_patch_inner = True ・deblend_nchild = 0
クリーンサンプルを選ぶために以下の flag を使用
6
S15A WIDE catalog (GAMA09, GAMA15, WIDE12)⬇
flag を用いてクリーンサンプルを構築⬇
stellar source ⬇
20 < i-psf < 24 ⬇
二色図 (i - y vs. r - i )⬇
g - r > 1.5⬇
z ~ 5 QSO candidate
739,542 天体
739,542 objects
903 objects
312objects
Sample selection2. Data and Analysis
7
S15A WIDE catalog (GAMA09, GAMA15, WIDE12)⬇
flag を用いてクリーンサンプルを構築⬇
stellar source ⬇
20 < i-psf < 24 ⬇
二色図 (i - y vs. r - i )⬇
g - r > 1.5⬇
z ~ 5 QSO candidate
739,542 天体
739,542 objects
903 objects
312objects
Sample selection2. Data and Analysis
8
4r - i
i - y
1 320-1-1
0
1
2
3
model QSO color track
z = 4.8
z = 5.0
SDSS QSO ※ SDSS phot を HSC phot に変換
＋ stars (Pickles+98)
{
・ stellar sources (20 < i-psf < 24)・ stellar sources (20 < i-psf < 24) (r, y lower limit)
・ QSO と星のカラーを分ける 二色図 (i - y vs. r - i ) によるサンプル選出
2. Data and Analysis
4.4 ≤ z < 4.64.6 ≤ z < 4.84.8 ≤ z < 5.05.0 ≤ z < 5.25.2 ≤ z < 5.45.4 ≤ z < 5.6
・
・・
・・・
{9
4r - i
i - y
1 320-1-1
0
1
2
3
model QSO color track
z = 4.8
z = 5.0
＋ stars (Pickles+98)
・ stellar sources (20 < i-psf < 24)・ stellar sources (20 < i-psf < 24) (r, y lower limit)
2. Data and Analysis
4.4 ≤ z < 4.64.6 ≤ z < 4.84.8 ≤ z < 5.05.0 ≤ z < 5.25.2 ≤ z < 5.45.4 ≤ z < 5.6
・
・・
・・・
{
・ QSO と星のカラーを分ける 二色図 (i - y vs. r - i ) によるサンプル選出
SDSS QSO ※ SDSS phot を HSC phot に変換
点源のカラーをliner fit for (22 < i-psf < 24)
【選出条件の決め方①】
10
4r - i
i - y
1 320-1-1
0
1
2
3
model QSO color track
z = 4.8
z = 5.0
＋ stars (Pickles+98)
・ stellar sources (20 < i-psf < 24)・ stellar sources (20 < i-psf < 24) (r, y lower limit)
2. Data and Analysis
3σ
4.4 ≤ z < 4.64.6 ≤ z < 4.84.8 ≤ z < 5.05.0 ≤ z < 5.25.2 ≤ z < 5.45.4 ≤ z < 5.6
・
・・
・・・
{
・ QSO と星のカラーを分ける 二色図 (i - y vs. r - i ) によるサンプル選出
SDSS QSO ※ SDSS phot を HSC phot に変換
点源のカラーをliner fit for (22 < i-psf < 24)
【選出条件の決め方②】
11
4r - i
i - y
1 320-1-1
0
1
2
3
model QSO color track
z = 4.8
z = 5.0
＋ stars (Pickles+98)
・ stellar sources (20 < i-psf < 24)・ stellar sources (20 < i-psf < 24) (r, y lower limit)
2. Data and Analysis
点源のカラーをliner fit for (22 < i-psf < 24)
3σ
4.4 ≤ z < 4.64.6 ≤ z < 4.84.8 ≤ z < 5.05.0 ≤ z < 5.25.2 ≤ z < 5.45.4 ≤ z < 5.6
・
・・
・・・
{ 選出天体 : 903
・ QSO と星のカラーを分ける 二色図 (i - y vs. r - i ) によるサンプル選出
SDSS QSO ※ SDSS phot を HSC phot に変換
【選出条件の決め方③】
12
739,542 天体
739,542 objects
903 objects
312objects
Sample selection2. Data and Analysis
S15A WIDE catalog (GAMA09, GAMA15, WIDE12)⬇
flag を用いてクリーンサンプルを構築⬇
stellar source ⬇
20 < i-psf < 24 ⬇
二色図 (i - y vs. r - i )⬇
g - r > 1.5⬇
z ~ 5 QSO candidate13
Redshift
g* -
r*
・ SDSS QSO ・ model QSO
1.5
2. Data and Analysis
・SDSS を用いた研究によると、低赤方偏移の QSO の g - r は 高赤方偏移の QSO に比べて青い
g - r を用いたサンプル選出
14
← 27.49 (g-band 2σ limiting mag)
30
g - r
24 282622
-2
-1
01
3
-3-4
2
45
6
32
stellar sources stellar sources (g-band undetected, assigned 27.49)
・×
2. Data and Analysis
g-psf
1.5
選出条件 g - r > 1.5
・低赤方偏移 QSO のコンタミネーションを g - r を用いて除去g - r を用いたサンプル選出
15
← 27.49 (g-band 2σ limiting mag)
30
g - r
24 282622
-2
-1
01
3
-3-4
2
45
6
32
stellar sources stellar sources (g-band undetected, assigned 27.49)
・×
2. Data and Analysis
g-psf
1.5
選出天体 : 312
選出条件 g - r > 1.5 or g > 27.49 (2σ limiting mag)
・低赤方偏移 QSO のコンタミネーションを g - r を用いて除去g - r を用いたサンプル選出
16
riy
g- r
Φ[10-7 Mpc-3 mag -1]
i-psfi-psfi-psfi-psf
total20 < i < 21 21 < i < 22 22 < i < 23 23 < i < 24
totalM1450M1450M1450M1450
total
-25.96 -24.96 -23.96 -22.96
total
50 96 166 591 903
15 35 44 218 312
0.473 1.103 1.386 6.868 9.829
※ 個数密度の計算は 4.7 ≤ z ≤ 5.2 の共同体積 (31.742 [107 Mpc3]) を用いて行った
z ~ 5 低光度 QSO 候補天体3. Result and Discussion
17
Φ [1
0-7 M
pc-3
mag
-1]
-26 -30-28
10-5
-24-22-20
10-6
10-7
10-8
10-9
10-10
※ コンプリートネスとコンタミネーションは考慮していない
HSC-wide 3sigma ■ HSC-wide 2sigma ▽
Ikeda+12 (COSMOS) □Richards+06 (SDSS) □
Absolute magnitude (M1450)
z ~ 5 QLF 3. Result and Discussion
18
限界等級の測定3. Result and Discussion
・GAMA09 領域の 2 つの patch において 50%, 90% completeness の限界等級を計算 (i) 最も深い patch (tract : 9561 patch : 5,3) : (ii) 最も浅い patch (tract : 9802 patch : 4,6) :
GAMA09 (i-band)
19
9561 503 psfcmodel
aperture02
3. Result and Discussion
i-mag
Num
ber100
18 20 22 24 26 28
10
1
1000 i-band number count最も深い patch
i-band 限界等級 (50%, 90% completeness)
【限界等級の測定方法 】(i) number count を調査 (各 band の検出天体の unforced phot を使用)
(ii) number count を linear fit (ピークの等級から 1 - 5 等 明るい範囲を使用)
(iii) 限界等級の測定 (fitting 結果に比べて number count が 50% または 90% 小さい等級を 限界等級とする)
・i-band のみ・White paper の値も載せる
psf cmodel aperture0250% 26.1 26.0 25.890% 25.1 24.9 24.8
※ white paper 5σ, 2” : 25.9 2σ, 2” : 26.9
psfcmodelaperture02
＋・
×
限界等級の測定
4mag 1magused for fitting
20
9802 406 psfcmodel
aperture02
3. Result and Discussion
i-mag
Num
ber100
18 20 22 24 26 28
10
1
psfcmodelaperture02
＋・
×
1000 i-band number count最も浅い patch ・i-band のみ
・White paper の値も載せる
psf cmodel aperture0250% 25.7 25.6 25.590% 25.3 23.9 24.8
※ white paper 5σ, 2” : 25.9 2σ, 2” : 26.9
4mag 1magused for fitting
i-band 限界等級 (50%, 90% completeness)
【限界等級の測定方法 】(i) number count を調査 (各 band の検出天体の unforced phot を使用)
(ii) number count を linear fit (ピークの等級から 1 - 5 等 明るい範囲を使用)
(iii) 限界等級の測定 (fitting 結果に比べて number count が 50% または 90% 小さい等級を 限界等級とする)
※ white paper 5σ, 2” : 25.9 2σ, 2” : 26.9
限界等級の測定
21
9802 406 psfcmodel
aperture02
3. Result and Discussion
i-mag
Num
ber100
18 20 22 24 26 28
10
1
psfcmodelaperture02
＋・
×
1000 i-band number count最も浅い patch ・i-band のみ
・White paper の値も載せる
psf cmodel aperture0250% 25.7 25.6 25.590% 25.3 23.9 24.8
※ white paper 5σ, 2” : 25.9 2σ, 2” : 26.9
4mag 1magused for fitting
i-band 限界等級 (50%, 90% completeness)
【限界等級の測定方法 】(i) number count を調査 (各 band の検出天体の unforced phot を使用)
(ii) number count を linear fit (ピークの等級から 1 - 5 等 明るい範囲を使用)
(iii) 限界等級の測定 (fitting 結果に比べて number count が 50% または 90% 小さい等級を 限界等級とする)
※ white paper 5σ, 2” : 25.9 2σ, 2” : 26.9
限界等級の測定
最も浅い patch の限界等級は 最も深い等級に比べて約 0.3 等明るい
22
○ HSC-WIDE (GAMA09, GAMA15, WIDE12) 領域 (~64 deg2) のデータを 用いて z ~ 5 低光度 QSO 候補天体を選出 【選出条件】 ・二色図 (r - i vs i - y) ・g - r color 【選出した候補天体】 ・312 天体 (20 < i-psf < 24) 【follow-up 観測】 Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) / 4m Blanco telescope を用いた候補天体の一部の分光観測案を提出 ◯ 限界等級の測定 (50% and 90% completeness) 【region】 ・最も深い patch in the GAMA09 (tract : 9561 patch : 5,3) ・最も浅い patch in the GAMA09 (tract : 9802 patch : 4,6)
4.Summary
23
5. 今後の予定
修論提出まで ・WIDE 領域の限界等級の導出 ・修論
修論提出後 ・コンプリートネス、コンタミネーションの評価
24
