Simulating JWST deep extragalactic imaging surveys and physical parameter recovery
Simulating JWST deep extragalactic imaging surveys and physical parameter recovery
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模拟 JWST 深河外成像调查和物理参数恢复
DOI：
10.1051/0004-6361/202037450
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发表时间：
2020
影响因子：
6.5
通讯作者：
Caputi, K. I.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kauffmann, O. B.;Le Fèvre, O.;Ilbert, O.;Chevallard, J.;Williams, C. C.;Curtis-Lake, E.;Colina, L.;Pérez-González, P. G.;Pye, J. P.;Caputi, K. I.
我们提出了一个新的前景分析深多波段成像与詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）。在这项工作中，我们通过对公认的JWST计划（包括EGS领域的早期释放科学和HUDF中的保证时间观测）进行广泛的图像模拟来研究高红移5<z<12星系的恢复。 我们引入了30万个星系的完整样本，这些星系的恒星质量log（M*/M *）> 6，红移0 <z<15，以及银河系恒星，到真实的模拟NIRCam，MIRI和HST图像中，以正确描述源混合的影响。 我们提取了探测到的源的光度，如在真实的图像中，并通过光谱能量分布拟合估计星系的物理性质。我们发现，光度红移主要是有限的可用性的蓝波段和近红外中波段成像。恒星质量和星星的形成率恢复在0.25和0.3德克斯，分别与准确的光度红移的星系。棕矮星对z> 5星系样本的污染可以减少到< 0.01 arcmin− 2，对星系完整性的影响有限。 我们研究了多个高红移星系选择技术，并发现在5 <z<10时，使用全红移后验概率分布，完整性和纯度之间的最佳折衷。 在EGS场中，在星等mUV < 27.5和所有红移下，星系完整性保持在50%以上，纯度分别保持在80%和60%以上（atz≤ 7和10）。 恢复了星系紫外光度函数的暗端斜率，精度为0.1-0.25，宇宙星星形成率密度在0.1 dex以内。我们主张增加观测项目，覆盖更大的区域，以更好地限制亮端。
We present a new prospective analysis of deep multi-band imaging with theJames WebbSpace Telescope (JWST). In this work, we investigate the recovery of high-redshift 5 <z< 12 galaxies through extensive image simulations of accepted JWST programs, including the Early Release Science in the EGS field and the Guaranteed Time Observations in the HUDF. We introduced complete samples of ∼300 000 galaxies with stellar masses of log(M*/M⊙) > 6 and redshifts of 0 <z< 15, as well as galactic stars, into realistic mock NIRCam, MIRI, and HST images to properly describe the impact of source blending. We extracted the photometry of the detected sources, as in real images, and estimated the physical properties of galaxies through spectral energy distribution fitting. We find that the photometric redshifts are primarily limited by the availability of blue-band and near-infrared medium-band imaging. The stellar masses and star formation rates are recovered within 0.25 and 0.3 dex, respectively, for galaxies with accurate photometric redshifts. Brown dwarfs contaminating thez> 5 galaxy samples can be reduced to < 0.01 arcmin−2with a limited impact on galaxy completeness. We investigate multiple high-redshift galaxy selection techniques and find that the best compromise between completeness and purity at 5 <z< 10 using the full redshift posterior probability distributions. In the EGS field, the galaxy completeness remains higher than 50% at magnitudesmUV< 27.5 and at all redshifts, and the purity is maintained above 80 and 60% atz≤ 7 and 10, respectively. The faint-end slope of the galaxy UV luminosity function is recovered with a precision of 0.1–0.25, and the cosmic star formation rate density within 0.1 dex. We argue in favor of additional observing programs covering larger areas to better constrain the bright end.
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