[論文レビュー] Calibrations of SITELLE's first data release

Thomas Martin, Laurent Drissen|arXiv (Cornell University)|Jun 10, 2017

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 2被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、SITELLEの初回データリリースにおける包括的なキャリブレーション分析を提示し、フラックス、波長、アストロメトリックキャリブレーション手順を詳細に記述している。フラックスキャリブレーションに-5%のバイアスが存在し、正確でないレーザーキャリブレーションによる80 ± 5 km s⁻¹の絶対波長誤差が特定され、今後のリリースでは内部位相補正とOHバンド測定を用いて改善が予定されている。

ABSTRACT

SITELLE is an imaging Fourier Transform Spectrometer installed at the Canada-France-Hawaii Telescope since July 2015. It delivers spectral cubes covering an 11'x11' field-of-view with a seeing-limited spatial resolution and a tunable spectral resolution (R=1-10 000) in selected passbands of the visible band (350-900 nm). We present an accurate picture of the calibration accuracy of SITELLE's first data release. To this purpose, most of the operations of the reduction pipeline (ORBS) are described in details.

研究の動機と目的

• SITELLEの初回データリリースのキャリブレーション精度を評価し、フラックス、波長、アストロメトリックキャリブレーションに焦点を当てる。
• データの信頼性に影響を与えるフラックスおよび波長キャリブレーションにおける系統的バイアスを特定・定量する。
• キャリブレーション品質に影響を与えるORBSパイプラインの運用に関する詳細な記述を提供する。
• 外部フラックスキャリブレーションのチェックと波長誤差の内部補正を提案する。
• 位相補正とOHバンド測定を用いて、今後のデータリリースにおけるキャリブレーションの向上に基盤を築く。

提案手法

• SITELLEの2k×2k CCDからの干渉的キューブを処理するためのORBS低減パイプラインの適用、バイアス減算、フラットフィールド補正、画像再配置を含む。
• 視野内の星の位置を用いてアライメントパラメータを計算し、2つのカメラ出力間の光学的ずれを補正する。
• 両出力ポートからの干渉的キューブを統合することで信号対雑音比を向上させ、変調されない背景光を除去する。
• 干渉縞の離散フーリエ変換（DFT）を用いて位相補正を計算し、機器線形状（ILS）を保持するように位相誤差を補正する。
• 標準星との比較によるフラックスキャリブレーションと変調効率補正を実施し、残存する5%の変動が観測された。
• 543.5 nmのキャリブレーションレーザーを用いた波長キャリブレーションを行い、速度誤差は関係式 εᵥ = c·εσ/σ_laser で定量化し、スカイスペクトルにおけるMeinel OHバンドフィッティングにより補正した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SITELLEの初回データリリースにおけるフラックスキャリブレーションの正確性は何か？ また、主な誤差要因は何か？
• RQ2 位相補正プロセスは、機器線形状（ILS）およびその後のフラックス・波長キャリブレーションにどのように影響を与えるか？
• RQ3 絶対波長キャリブレーションバイアスの大きさは何か？ そして、スカイラインを用いてどのように補正できるか？
• RQ4 現在のリリースにおいて、光学的歪みとカタログ精度の制限がアストロメトリックキャリブレーションに及ぼす影響の程度はどの程度か？
• RQ5 今後のデータリリースにおいて、ピクセルごとの波長およびフラックスキャリブレーション誤差をどのように低減できるか？

主な発見

• 絶対フラックスキャリブレーションは-5%のバイアスがあり、異なる観測間で5%の変動が観測された。
• 正確でないレーザー波長（543.5 nm）による絶対波長キャリブレーションバイアスは80 ± 5 km s⁻¹であり、1 Åの不確かさあたり55 km s⁻¹の誤差がある。
• ピクセルごとの波長キャリブレーション誤差は最大15 km s⁻¹に達するが、スカイスペクトルにおけるMeinel OHバンドの速度測定により補正可能である。
• Hubble画像によるM 57との比較から、ピクセルごとのフラックスキャリブレーション誤差は2%程度と予想される。
• 光学的歪みが補正されていないため、アストロメトリックキャリブレーションの精度は約1”に制限されており、現在はUSNO-B1カタログに依存している。
• 今後のデータリリースでは、3次元位相補正、より良いフラットフィールディング、および内部位相解析を用いて波長およびフラックス精度を向上させる。