ALMAで迫るmm波帯系外銀河背景放射の起源
ALMA Census of Faint 1.2 mm Sources down to 0.01 mJy:
Extragalactic Background Light and Dust-poor high-z Galaxies
arXiv:1505.03523 (Submitted to ApJ)

Seiji Fujimoto (Univ. Tokyo)
Masami Ouchi (Univ. Tokyo, IPMU)
Yoshiaki Ono (Univ. Tokyo)
Takatoshi Shibuya (Univ. Tokyo)
Masafumi Ishigaki (Univ. Tokyo)
Rieko Momose (NAOJ)(c) NAOJ

研究背景

データ/解

EBL寄与

個数密度

クラスタリング

対応天体

今後

系外銀河背景光 (EBL)
Dole+2006

Planck (Seljak+12)

サブミリ銀河(SMGs)~1.0 − 10mJy~10% (e.g., Scott+12)

暗いALMA天体

ALMA(Carniani+15)~0.1 − 1.0 mJy~60% (Hatsukade+13,Ono+14, Carniani+15)

背景光に寄与する全ての成分はいまだ明らかになっていない ..

現状可能な限りのALMAデータ(Field+Cluster)を集め、0.1 mJy以下含めた背景光放射起源に迫る

研究背景データ

個数密度

EBL寄与データ選択
データ : ALMA Band 6 & 7

我々が所有する世界的に最深データ+
全公開アーカイブデータ(2011/12 - 2015/3)• 深さ < 0.1 mJy• 明るすぎる天体を含まないクラスタリング

対応天体

Our Data
z=6.5
LAE

Himiko

z=5.7
LAE

z=7.3
LAE

今後
Archival Data・・・* Mass model made withGLAFIC (see Ishigaki+15)

4.5σ

計51maps (~100視野相当)
r.m.s ~ 8.5 - 100 uJy天体数 : 89

←FWHM of PB

0.6 × 0.8 “

5.9σ
検出例

研究背景

データ/解析

個数密度

EBL寄与

クラスタリング

対応天体

データ解析
背景光への寄与 -> 個数密度を正しく求める.

Neff =

1 - RS(S/N)
C(S/N)Rs (S/N): 偽天体確率
C (S/N): コンプリートネス

Survey Area

Positive & Negative Peaks CompletenessMC Simulations

今後

研究背景

データ

個数密度

EBL寄与

クラスタリング

対応天体

個数密度 @ 1.2 mm

This work
Recent ALMA
Single-dish

重力レンズ補正も含め、0.0180.68 mJyまで個数密度を求めた.
Fujimoto et al. 2015

今後

研究背景

データ

EBL寄与

個数密度

クラスタリング

対応天体

Resolve the EBL• Almost fully(104±30%)
resolve theEBL• < 0.01 mJysources might
be negligible-> 1) Flattening
2) Truncation
below 0.01 mJy~100% !

This work

α>-1.67 ?

α~-2.1①40%②NotRevealed

Recent ALMA
~60%

Faint ALMA
0.01-1.0mJy~ 60-90%

SMGs<1mJy~10%

What are the faint ALMA sources ?

今後

研究背景

データ

EBL寄与個数密度

クラスタリング今後

対応天体

1. Statistical Approach: Clustering Analysis
Examples

10
10

1
3
10
202

3
201

133
4

100
1

1
1001・・・

Field-to-Field Scatter -=Poisson
Galaxy error
BiasGalaxy error
Bias +=Poisson
Counts-in-Cells(e.g., Robertson+10)

bg: galaxy bias σV: matter varianceσN: dispersion of source counts
N: mean source counts

Faint ALMA Sources
bg < 4.1(ΛCDM->) MDH < 8 × 1012 Msun

研究背景

データ

個数密度

EBL寄与

クラスタリング

対応天体

今後

1. Statistical Approach: Cluster Analysis• Faint ALMA Sources

bg < 4.1• SMGs / DRGs / pBzK

bg ~ 5 - 7• sBzK / LBGs / LAEs

bg ~ 2 - 3

Faint ALMA Sources ＝ sBzK, LBGs, LAEs?

研究背景

データ

個数密度

EBL寄与

クラスタリング

対応天体

今後

2. Individual-basis Approach: Optical Counterparts• Optical counterparts in SXDS, A1689 with rich multi-wavelength data
• 14/26 Sources (~54%) have optical counterparts

×50lines
3.6μm

3.6μm

Hzspec = 2.6
SFRIR ~15Msun/yr

研究背景

データ

個数密度

EBL寄与

クラスタリング

対応天体

今後

Photometric Properties
Bzk & LBG Selection

AGN or SB ?

Star burst-> sBzKAGN-> BX/BMLBG

Faint ALMA Sources = sBzK / LBG(BX/BM)←• Clustering (Statistical)• Opt. Counterparts (Individual)

Faint ALMASources (~50%)!

Optically
Selected SFGs

SummaryClustering

Number Counts

Opt. Counterparts• Largest ALMA Dataset (89 sources: down to ~ 0.01 mJy)
• Number Counts -> Resolve ~ 100% of EBL -> Flat/Trunc ?

What are Faint ALMA Sources ?
50% -> Opt. Selected SFGs (Clustering & Opt. Counterparts)

ALMAの位置測定精度 (PAA)
0.1’’ < PAA = Calibrator + Dish Distance < beam size(~1.0’’)

x3.6umV

15’’x15’’10’’x10’’1’’

UV/dust領域の位置オフセット
Chen et al. 2014: ALESS天体(SMG)をHSTで観測-> 典型的に0”.4のscatter0”.4x50

ソースプレーン上でdust検出位置から0”.4のscatterを置き、イメージプレーン上に投影

A1689領域で見つかった暗いALMA天体の例

x50Mass Model
Multiple image: Diego+14
Optical Catalog: Diego+10
Software: GLAFIC (Oguri 10)

A1689
Mass model uncertainty
is reported ~ 20-30%.
*Ishigaki won the first prize in thischallenge.