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新视野号对宇宙光学背景的观测

星系天体物理 2021-01-20 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

我们利用新视野号LORRI相机现有数据,测量了七个高银纬天区内的光学波段(0.4λ0.9μm0.4\lesssim\lambda\lesssim0.9{\rm\mu m})天空亮度。当新视野号距太阳42至45 AU时测得的平均原始水平为33.2±0.5 nW m2 sr1.33.2\pm0.5{\rm ~nW ~m^{-2} ~sr^{-1}}.这比{\it 哈勃空间望远镜}可触及的最暗天空暗约10×10\times,凸显了新视野号探测宇宙光学背景(COB)的效用。从原始总量中分离COB贡献需减去亮星和星系的散射光、视场内低于测光探测极限的暗星、以及被红外卷云散射的弥漫银河系光。我们从IRIS 100μ100\mum全天图移除新识别的残余黄道光,以生成两种不同的弥漫银河系光(DGL)估计。使用这些估计在LORRI枢轴波长0.608 μ\mum处得到COB的极显著探测,范围在15.9±4.2 (1.8 stat.,3.7 sys.) nW m2 sr1{\rm 15.9\pm 4.2\ (1.8~stat., 3.7~sys.) ~nW ~m^{-2} ~sr^{-1}}18.7±3.8 (1.8 stat.,3.3 sys.) nW m2 sr1{\rm 18.7\pm 3.8\ (1.8~stat., 3.3 ~sys.)~ nW ~m^{-2} ~sr^{-1}}。从总COB水平中减去低于测光探测极限的星系积分光(IGL)后,留下未知起源的弥漫流量成分,范围在8.8±4.9 (1.8 stat.,4.5 sys.) nW m2 sr1{\rm 8.8\pm4.9\ (1.8 ~stat., 4.5 ~sys.) ~nW ~m^{-2} ~sr^{-1}}11.9±4.6 (1.8 stat.,4.2 sys.) nW m2 sr1{\rm 11.9\pm4.6\ (1.8 ~stat., 4.2 ~sys.) ~nW ~m^{-2} ~sr^{-1}}。若用未探测到的星系解释它,需要星系计数的暗端斜率在V>24V>24处显著变陡,或现有巡天遗漏了半数V<30V< 30的星系。

关键词

引用

@article{arxiv.2011.03052,
  title  = {New Horizons Observations of the Cosmic Optical Background},
  author = {Tod R. Lauer and Marc Postman and Harold A. Weaver and John R. Spencer and S. Alan Stern and Marc W. Buie and Daniel D. Durda and Carey M. Lisse and A. R. Poppe and Richard P. Binzel and Daniel T. Britt and Bonnie J. Buratti and Andrew F. Cheng and W. M. Grundy and Mihaly Horanyi J. J. Kavelaars and Ivan R. Linscott and William B. McKinnon and Jeffrey M. Moore and J. I. Nuñez and Catherine B. Olkin and Joel W. Parker and Simon B. Porter and Dennis C. Reuter and Stuart J. Robbins and Paul Schenk and Mark R. Showalter and Kelsi N. Singer and Anne. J. Verbiscer and Leslie A. Young},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2011.03052},
  year   = {2021}
}

备注

32 pages, 20 figures. Accepted for publication in ApJ