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利用斯巴鲁主焦点摄谱仪(PFS)的河外科学、宇宙学与银河考古学

宇宙学与河外天体物理 2015-06-05 v3

摘要

斯巴鲁主焦点摄谱仪(PFS)是一台大规模多目标光纤馈送光学近红外三臂摄谱仪(光纤数N_fiber=2400, 波长范围380<λ<1260nm, 视场直径1.3度),为巡天天文学提供了独特机遇。本文总结了在斯巴鲁300夜巡天中可行的科学目标。我们描述了通过巡天观测红移范围0.8<z<2.4、共动体积9.3 (Gpc/h)^3的发射线星系来约束暗能量性质的计划。在6个红移区间内,宇宙学距离将通过重子声学振荡(BAO)测量达到3%精度,红移空间畸变将用于以6%精度约束结构增长。在银河考古学(GA)项目中,将利用银河系和M31中恒星的视向速度和化学丰度来推断旋星系的过去并合历史及其暗物质晕结构。将获取银河系厚盘、晕和潮汐流中暗至V~22等的10^6颗恒星的数据,包括V<20等的恒星以补充盖亚(Gaia)任务的目标。在红臂实现的中等分辨率模式(R=5000)将允许测量银河系恒星的多种α元素丰度和更精确的速度,从而阐明银河系各主要恒星成分及其矮椭球星系的详细化学动力学结构和演化。对于河外项目,我们的模拟表明,宽波长范围将有力地探测宽红移范围内的星系种群及其成团性。我们提议在16平方度天区进行一项颜色选择的1<z<2星系和活动星系核(AGN)巡天,极限星等J~23.4,从而获得z~2处恒星质量约10^10太阳质量以上的公平星系样本。对更高红移的莱曼断裂星系(LBG)和莱曼α发射体(LAE)进行双层巡天,将量化接近再电离时期的早期系统的性质。

关键词

引用

@article{arxiv.1206.0737,
  title  = {Extragalactic Science, Cosmology and Galactic Archaeology with the Subaru Prime Focus Spectrograph (PFS)},
  author = {Masahiro Takada and Richard Ellis and Masashi Chiba and Jenny E. Greene and Hiroaki Aihara and Nobuo Arimoto and Kevin Bundy and Judith Cohen and Olivier Doré and Genevieve Graves and James E. Gunn and Timothy Heckman and Chris Hirata and Paul Ho and Jean-Paul Kneib and Olivier Le Fèvre and Lihwai Lin and Surhud More and Hitoshi Murayama and Tohru Nagao and Masami Ouchi and Michael Seiffert and John Silverman and Laerte Sodré and David N. Spergel and Michael A. Strauss and Hajime Sugai and Yasushi Suto and Hideki Takami and Rosemary Wyse},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1206.0737},
  year   = {2015}
}

备注

This document describes the scientific program and requirements for the Subaru Prime Focus Spectrograph (PFS) project. Made significant revision based on studies for the Preliminary Design Review (PRD) held in Feb 2013. The higher-resolution paper file is available from http://member.ipmu.jp/masahiro.takada/pfs_astroph_rv.pdf