Photometric Redshifts from Simulated Images for the DAG Telescope

Abstract

In this study, five different galaxy simulations were produced for the Eastern Anatolian Observatory telescope. Images that contains the simulated galaxies were produced by considering the optical properties of the telescope, the parameters of the DIRAC detector and the parameters of the TROIA adaptive optics system. A total of 160 images were produced for five different simulations, for eight bands including optical and near-infrared wavelengths and for four different astronomical seeing values. In these simulations, we obtain galaxies between 15 < i < 23 magnitude and 0.04 < z < 2.5 redshift range. We could measure magnitudes and photometric redshifts of 538 out of 688 simulated galaxies. When all galaxies were considered, no significant variation is seen in the scatter of the photometric redshifts. However, for early-type galaxies redshift scatter increases towards worse seeing conditions. Additionally, outlier galaxy fraction increases from 0.38% for the best seeing to 3.56% for the worst seeing. In the best and the worst seeing conditions, elliptical galaxies have the least photometric redshift scatter among all other galaxy types.

Keywords

• galaxies: distances and redshifts
• atmospheric effects
• instrumentation: adaptive optics
• methods: statistical

DAG Teleskobu için Üretilen Simülasyon Görüntüleriyle Fotometrik Kırmızıya Kaymaların Belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada Doğu Anadolu Gözlemevi teleskobu için beş farklı galaksi simülasyonu üretilmiş. Teleskobun optik özellikleri, DIRAC detektörü ve TROIA adaptif optik sistemi parametreleri dikkate alınarak simüle edilen galaksileri içeren görüntüler üretilmiştir. Beş farklı simülasyon için, optik ve yakın-kırmızıöte bölgede sekiz bantta ve dört farklı astronomik görüş değeri için toplam 160 görüntü üretilmiştir. Beş simülasyonda 15 < i < 23 kadir parlaklık ve 0.04 < z < 2.5 kırmızıya kayma aralığında üretilen 688 galaksiden 538'ine ait parlaklık ve fotometrik kırmızıya kayma değerleri belirlenmiştir. Tüm galaksiler dikkate alındığında fotometrik kırmızıya kaymaların saçılma değerinde görüşe bağlı bir değişim görülmemekle birlikte, erken tür galaksilerde görülen saçılmanın artan görüş değeriyle arttığı belirlenmiştir. Saçılmadan ayrı olarak, dışarlayan galaksi oranının en iyi görüşten en kötü görüşe %0.38'ten %3.56'ya arttığı saptanmıştır. Hem en iyi hem de en kötü görüş koşullarında, en düşük fotometrik kırmızıya kayma saçılması eliptik galaksilerde görülmüştür.

Keywords

• galaxies: distances and redshifts
• atmospheric effects
• instrumentation: adaptive optics
• methods: statistical

References

1. Aliş S., 2024, Journal of Advanced Research in Natural and Applied Sciences, 10, 954–967
2. Arnouts S., Cristiani S., Moscardini L., Matarrese S., Lucchin F., Fontana A., Giallongo E., 1999, MNRAS, 310, 540
3. Balbay R., Şatır O., Yeşilyaprak C., Dokuyucu A. I., Mamur A., Arabacı H., Temir I., 2023, in Kahya C., Öztopal A., eds, 10th International Symposium on Atmospheric Sciences eproceedings. Istanbul Technical University Press, pp 591–595
4. Banerji M., ve diğ., 2010, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 406, 342
5. Barchi P. H., ve diğ., 2019, preprint, (arXiv:1901.07047), ADS
6. Baum W. A., 1957, AJ, 62, 6
7. Baum W. A., 1962, in McVittie G. C., ed., IAU Symposium Vol. 15, Problems of Extra-Galactic Research. p. 390
8. Beckers J. M., 1993, ARA&A, 31, 13

9. Bertin E., 2009, Mem. Soc. Astron. Italiana, 80, 422, ADS
10. Bertin E., 2010, Stuff: Simulating “Perfect” Astronomical Catalogues, Astrophysics Source Code Library, record ascl:1010.067, https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2010ascl.soft10067B
11. Bertin E., Arnouts S., 1996, A&AS, 117, 393
12. Boulade O., ve diğ., 2003, in Iye M., Moorwood A. F. M., eds, Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE) Conference Series Vol. 4841, Instrument Design and Performancefor Optical/Infrared Ground-based Telescopes. pp 72–81, doi:10.1117/12.459890
13. Bruzual G., Charlot S., 2003, MNRAS, 344, 1000
14. Collister A. A., Lahav O., 2004, PASP, 116, 345
15. Connolly A. J., ve diğ., 2014, in Angeli G. Z., Dierickx P., eds, Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE) Conference Series Vol. 9150, Modeling, Systems Engineering, and Project Management for Astronomy VI. p. 915014, doi:10.1117/12.2054953
16. Coupon J., ve diğ., 2009, A&A, 500, 981
17. Dahlen T., ve diğ., 2013, ApJ, 775, 93
18. Euclid Collaboration ve diğ., 2019, A&A, 627, A23
19. Euclid Collaboration ve diğ., 2024, preprint, (arXiv:2405.13495)
20. Fotopoulou S., Paltani S., 2018, A&A, 619, A14
21. Grazian A., Fontana A., De Santis C., Gallozzi S., Giallongo E., Di Pangrazio F., 2004, PASP, 116, 750
22. Greisel N., Seitz S., Drory N., Bender R., Saglia R. P., Snigula J.,2013, ApJ, 768, 117
23. Gschwend J., ve diğ., 2018, Astronomy and Computing, 25, 58 Gu Y., ve diğ., 2024, MNRAS, 529, 4015
24. Han Y., Fan L., Zheng X. Z., Bai J.-M., Han Z., 2023, ApJS, 269,39
25. Hildebrandt H., ve diğ., 2010, A&A, 523, A31
26. Hudelot P., ve diğ., 2012, VizieR Online Data Catalog: The CFHTLS Survey (T0007 release) (Hudelot+ 2012), VizieR On-line Data Catalog: II/317. Originally published in: SPIE Conf. 2012, https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2012yCat.2317....0H
27. Humphrey A., Cunha P. A. C., Paulino-Afonso A., Amarantidis S., Carvajal R., Gomes J. M., Matute I., Papaderos P., 2023, MNRAS, 520, 305
28. Ilbert O., ve diğ., 2006, A&A, 457, 841
29. Ilbert O., ve diğ., 2009, ApJ, 690, 1236
30. Kauffmann O. B., ve diğ., 2020, A&A, 640, A67
31. Keskin O., Jolissaint L., Bouxin A., Yesilyaprak C., 2022, in
32. Schreiber L., Schmidt D., Vernet E., eds, Society of PhotoOptical Instrumentation Engineers (SPIE) Conference Series Vol. 12185, Adaptive Optics Systems VIII. p. 121851W, doi:10.1117/12.2630893
33. Klein C., Bullock J. S., Moreno J., Mercado F. J., Hopkins P. F., Cochrane R. K., Benavides J. A., 2024, MNRAS, 532, 538
34. LSST Science Collaboration ve diğ., 2009, preprint, (arXiv:0912.0201)
35. Lee A., ve diğ., 2024, preprint, (arXiv:2410.02497)
36. Lin H., Cunha C., Lima M., Oyaizu H., Frieman J., Collister A., Lahav O., Dark Energy Survey Collaboration 2004, in American Astronomical Society Meeting Abstracts. p. 69.18
37. López-López X., ve diğ., 2024, A&A, 691, A136
38. MacCrann N., ve diğ., 2022, MNRAS, 509, 3371
39. Marshall M. A., ve diğ., 2024, preprint, (arXiv:2402.17163)
40. Pasquet J., Bertin E., Treyer M., Arnouts S., Fouchez D., 2019, A&A, 621, A26
41. Reeves A., 2016, in Marchetti E., Close L. M., Véran J.-P., eds, Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE) Conference Series Vol. 9909, Adaptive Optics Systems V. p. 99097F, doi:10.1117/12.2232438
42. Sadeh I., Abdalla F. B., Lahav O., 2016, PASP, 128, 104502
43. Salvato M., Ilbert O., Hoyle B., 2019, Nature Astronomy, 3, 212
44. Schuldt S., Suyu S. H., Cañameras R., Taubenberger S., Meinhardt ., Leal-Taixé L., Hsieh B. C., 2021, A&A, 651, A55
45. Skrutskie M. F., ve diğ., 2006, AJ, 131, 1163
46. Smith A., ve diğ., 2024, MNRAS, 532, 903
47. Tanaka M., ve diğ., 2018, PASJ, 70, S9
48. Tanigawa S., Glazebrook K., Jacobs C., Labbe I., Qin A. K., 2024, MNRAS, 530, 2012
49. Van Rossum G., Drake F. L., 2009, Python 3 Reference Manual. CreateSpace, Scotts Valley, CA
50. Yeşilyaprak C., Keskin O., 2020, in Marshall H. K., Spyromilio J., Usuda T., eds, Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE) Conference Series Vol. 11445, Groundbased and Airborne Telescopes VIII. p. 1144515, doi:10.1117/12.2560942
51. Yesilyaprak C., Yerli S. K., Keskin O., 2016, in Revista Mexicana de Astronomia y Astrofisica Conference Series. pp 120–122
52. de Vaucouleurs G., 1977, in Tinsley B. M., Larson D. Campbell R. B. G., eds, Evolution of Galaxies and Stellar Populations. p. 43