大样本巡天中类星体测光红移的确定.ppt

感谢 lamost legas团队 lamost类星体巡天 吴学兵 北京大学天文学系 wuxb ma 4 9m mb 6 1m schmidttelescopethedeclinationofobservableskyfrom 10 to 90 20squaredegreeofthefov 4000fibersspectralresolution r 1800site 250kmfrombeijing 950mabovethesea 2 3arcsecsseeing skybrightnessof20 5 21 5mag arcsec 2 1 lamost与类星体巡天 mbmirror fiberpositioning fibers mamirror spectrographsccds 大视场 5度多光纤 4000根 郭守敬望远镜 ma reflectingcorrector 24sub mirrors 4 9mmb sphericalmirror 37sub mirrors 6 1m 4000opticalfibers lamost河外巡天 legas 天区 legas北银冠天区 8000degree 2 南银冠天区 3000degree 2commissioning 2009 2011 regularsurvey 2012 2016 maartenschmidt 类星体3c273的谱线红移达到0 158 对某些射电源的光学对应体 形状类似恒星 进行的光谱观测发现强而宽的未知发射线 1963年maartenschmidt证认出它们实际上是红移了的h和其他元素的发射线 类星体是遥远而明亮的河外天体 z 0 0 类星体的发现 类星体 quasar qso agn activegalacticnuclei prodigiousluminosity 1e46erg s emittedinatinyvolume pc3 overanextraordinarybroadrangeoffrequencies displayingstrongemissionlineswhosewidthssuggestingvelocitiesrangingupto 1e4km s 类星体简单模型 类星体研究的物理意义 高光度的能源机制 围绕中心超大质量黑洞的吸积过程所释放的巨大引力能高红移处 宇宙早期 能被探测到的极少数天体之一 为研究宇宙结构的形成与演化提供了独特的探针 再电离 大尺度结构 类星体本身也是星系演化过程中的一个重要阶段 可通过反馈作用影响星系的形成与演化 这使得类星体的研究成为星系宇宙学研究领域的重要内容 国际上已有的类星体巡天palomar green pg brightquasarsurvey bqs巡天 b2 3 i 20 2 richardsetal 2009 apjs lamost 类星体发现数目 今后类星体巡天目标 发现 bqs lbqs 2df sdss lamost开展类星体巡天的优势 大视场 5度 大口径 4米 多光纤 4000根 的优势 光谱观测效率目前世界最高类星体是具有强发射线的天体 非常适合发挥目前台址条件下lamost的优势lamost类星体巡天 预期将对100万个候选体进行光谱观测 从中发现30 40万个类星体 使类星体数目扩大3 4倍 成为世界上最大的类星体样本 将以前所未有的精度给出光学类星体在红移0 6之间的光度函数 在类星体物理和宇宙学研究等方面得到更确切的结果 2 lamost类星体巡天研究内容 比美国sdss光谱巡天深1 1 5等的类星体候选体选取和光谱观测对sdss在红移2 3之间类星体选源缺陷的弥补类星体光度函数比sdss在暗端的改进与黑洞吸积历史研究多波段类星体证认与特殊类星体性质类星体的成团性及其宇宙学研究 1 比sdss光谱巡天深1 1 5等的类星体候选体选取 sdss北银冠天区 选择i星等在19 1和20 5之间的类星体候选体南银冠天区 利用sdss iii pan starrs和中美u band巡天测光资料选取类星体候选体 sdss2 5m pan starrs1 8m sdss类星体选源方法 richardsetal 2002 lamost类星体选源方法1 selectcandidateswithi 20 5fromsdssqso mag outlierspointsource type 6 19 1 i 20 5 492018个类星体候选体advantage samemethodassdssdisadvantage sameproblemassdss lamost类星体选源方法2 分类和聚类方法 国家天文台 svm 支持矢量机 rvm 相关矢量机 knn k近邻算法 pca 主分量分析方法 利用sdss无光谱的测光数据 基于svm分类器选取qso候选体 满足19 1 10的类星体候选体数共计634087个 sdssteam bayesian分析得到百万类星体候选体 richardsetal 2009 apjs 180 67 basedonsdssdr6photometry 8417deg 2 limitofi 21 3usebayesianstatisticmethod withtrainingdatasetof75382qsosand429908stars1112757quasarcandidates 88879confirmedqsos 4962stars 891others 420695个满足i 20 5且无光谱证认的类星体候选体目前我们正在改进此方法中的一些问题 jia wu2011 lamost类星体选源方法3 南银冠天区 sgp 的类星体候选体选择 pan starrs四色巡天 griz 数据需谈判解决 sdss iii测光巡天 ugriz 3000平方度 已公开数据 中美2 3米bok望远镜的u波段巡天 3700平方度 2010年9月开始观测 bok 2 对sdss在红移2 3之间类星体选源缺陷的弥补 achanceforlamost richardsetal 2006 worseforz 2 2 3 6 comparisonofthespectraofaz 2 7quasarandastarwithsimilarcolors 红移沙漠 quasar star 利用近红外数据k bandexcessselection kx warrenetal 2000 unreddenedqsoz 3 earlykstar reddenedqsoz 3 earlymstar statusasofnov 2008 atotalareaof7000deg 2 startedfrommay 2005 expectedcompletionin2012 英国 基于9000sdss ukidss类星体和9000sdss ukidss恒星的类星体选择判据 wu jia2010 mnras forz 4qso forz 5qso atestwith700radio selectedsdss ukidssquasars 基于3万多个sdss wise类星体和3万多个恒星的类星体选源判据 wu hao jia 2011 inprep 3 类星体光度函数比sdss在暗端的改进与黑洞吸积历史研究 目前的大样本类星体巡天如2df和sdss所得到的类星体光度函数在红移大于2时是很不确定的lamost更完备样本类星体的光度函数将在暗端比sdss有约一星等的改进 对进一步的统计和理论研究有重要意义利用lamost大样本类星体的光谱资料 可以从发射线和连续谱测量数据来估计不同红移范围内的几十万个类星体的中心黑洞质量 再利用得到的类星体光度函数 我们可以研究从红移6到近邻宇宙类星体的黑洞吸积和演化历史 500kquasarcandidateswithi 20 5 quasarluminosityfunctionatz 2 sdss lamost 超大质量黑洞的形成演化历史 黑洞的演化历史 可通过类星体光度函数和黑洞质量函数间的关系提取 黑洞吸积的质能转换效率 核活动触发历史 活动的黑洞质量函数等 亦可同时限制 lamost将提供更精确的类星体光度函数 质量函数以及吸积率分布函数等 有望对类星体和黑洞吸积物理以及黑洞增长给出更准确的理解和限制 yu lu kauffmann 2005 4 多波段类星体证认与特殊类星体性质 要求 largeskyareaorallskysurveysinotherwavelengthswithhigherpositionaccuracy severalarcseconds radio firstir ukidss nir wise akari mir fir uv galexx ray erosita hxmt 多波段类星体样本特殊类星体 typeii bal nls1 double peaked double emissionlinesystems光变选类星体样本 sdssstripe82 komossaetal 2008 结合光变和多波段性质可选出更完备的类星体样本 对未来panstarrs lsst等巡天有重要意义 4671variablesinstripe82g0 05mag knownsdssquasarsins82 knownsdssstarsins82 i 19 1 wu jia2010 mnras 5 类星体的成团性及其宇宙学研究 类星体在不同红移处的成团性 直接与宇宙大尺度结构密切相关integratedsachs wolfe isw 效应预言宇宙微波背景辐射 cmb 与宇宙大尺度结构存在相关性 而利用较完备的大样本类星体则可以对isw效应进行检验 并对宇宙暗能量的理论模型进行限制 34万sdss类星体测光红移 giannantonioetal 2006 在确定lamost类星体输入星表的基础上 先进行类星体候选体测光红移的估算 进而对lamost类星体在不同红移处的成团性和isw效应进行一些尝试性的研究 为最终用lamost类星体样本进行研究打下基础 shenetal 2007 sdss成团性分析结果 lamost巡天的bao测量对暗能量的限制 wangetal 2009 3 lamost类星体巡天的特色与创新 特色与创新 将数据分析和理论研究相结合 利用我国自己的新一代光谱巡天望远镜lamost 按照自己选出的输入星表 通过观测来得到世界上最大的类星体样本 并开展基于lamost类星体样本的前沿科学研究 lamostqsosurveywouldprovidethelargestavailablesampleofqsosandcouldalsoprovideacomplementarysampletosdssbyusingukidssinthesampleselectioncriteria reportoflamostscientificevaluationcommittee lamost国际科学评估委员会报告 lamost在2009 12 18试观测中在一个视场里新发现的8个类星体 wuetal 2010a b raa 红移沙漠 新发现的8颗类星体中有2颗位于所谓的 红移沙漠 中 红移2 2到3的类星体因颜色与恒星相近很难被发现 这证明lamost具有发现 失踪类星体 的能力 物理学院吴学兵教授等利用lamost发现新类星体的成果入选我国十大天文科技进展由中国科学院国家天文台与中国天文学会在全国范围内共同组织的2010年度 十大天文科技进展 评选活动近日揭