[論文レビュー] Creating updated, scientifically-calibrated mosaic images for the RC3 catalogue

Jung Lin Lee, Róbert Brunner|arXiv (Cornell University)|Dec 3, 2015

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 4被引用数 3

ひとこと要約

本論文では、RC3カタログに含まれるすべての銀河に対して、SDSSおよびPOSS-II画像データを用いて、科学的に校正されたFITSMosaicsおよびカラー合成画像を生成する一般化され自動化されたパイプラインを提示する。RC3に内在する位置誤差を是正するための再帰的アストロメトリ更新アルゴリズムを採用することで、高精細度のMosaicsが得られ、より良好な源検出、光度測定、多波長分析が可能になる。本研究で生成されたすべてのデータおよびソフトウェアは、天文学研究における広範な利用を目的として公開されている。

ABSTRACT

The Third Reference Catalogue of Bright Galaxies (RC3) is a reasonably complete listing of 23,011 nearby, large, bright galaxies. By using the final imaging data release from the Sloan Digital Sky Survey, we generate scientifically-calibrated FITS mosaics by using the montage program for all SDSS imaging bands for all RC3 galaxies that lie within the survey footprint. We further combine the SDSS g, r, and i band FITS mosaics for these galaxies to create color-composite images by using the STIFF program. We generalized this software framework to make FITS mosaics and color-composite images for an arbitrary catalog and imaging data set. Due to positional inaccuracies inherent in the RC3 catalog, we employ a recursive algorithm in our mosaicking pipeline that first determines the correct location for each galaxy, and subsequently applies the mosaicking procedure. As an additional test of this new software pipeline and to obtain mosaic images of a larger sample of RC3 galaxies, we also applied this pipeline to photographic data taken by the Second Palomar Observatory Sky Survey with $B_J$, $R_F$, and $I_N$ plates. We publicly release all generated data, accessible via a web search form, and the software pipeline to enable others to make galaxy mosaics by using other catalogs or surveys.

研究の動機と目的

• RC3カタログは銀河研究において広く用いられているが、その全範囲にわたる均一に処理され、科学的に校正されたMosaicsが不足しているという問題に取り組む。
• 大規模で広がりのある銀河の正確なMosaickingを妨げるRC3カタログ内の位置誤差を是正する。
• 任意のユーザー定義カタログおよび任意の科学的に校正された画像調査に適用可能な一般化されたソフトウェアフレームワークを構築する。
• SDSSおよびPOSS-II調査のフィールド内に存在するRC3銀河すべてに対して、高精細度のFITSMosaicsおよびカラー合成画像を生成する。
• 分光的ターゲット選定、源モデリング、多バンド画像合成といった、より広範な科学的応用を可能にする。

提案手法

• Montageソフトウェアを用いて、複数のバンド（g, r, i, BJ, RF, IN）におけるSDSSおよびPOSS-II画像データから、科学的に校正されたFITSMosaicsを作成する。
• Mosaic出力を利用して段階的にアストロメトリを改善することで、各RC3銀河の正しい中心位置を再帰的アルゴリズムで特定する。
• g, r, iバンドのMosaicsをSTIFFプログラムを用いて合成し、視覚的および科学的分析を目的としたカラー合成画像を生成する。
• ユーザー定義カタログ（源の位置、半径、一意の識別子を含む）を受け入れられるようにパイプラインを一般化する。
• Astrometry.net、SExtractor、ds9、APLpyといった標準的な天文学ツールとパイプラインを統合し、後続処理および可視化を可能にする。
• 生成されたすべてのMosaicsおよび更新済み座標を、検索可能なWebインターフェースおよびGitHubリポジトリを通じて、公開可能にする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 RC3カタログ内のアストロメトリ的誤差を是正する、堅牢で自動化されたパイプラインは、大規模で明るい銀河の科学的に校正されたMosaicsを生成できるか？
• RQ2 カタログの誤りがある中で、再帰的Mosaickingアルゴリズムは、拡張したRC3銀河の真の光学的中心をどれほど効果的に特定・中心化できるか？
• RQ3 このパイプラインは、任意のカタログおよび多様な画像調査（レガシ写真プレートを含む）にどれほど一般化して適用可能か？
• RQ4 SDSS DR10データリリースを用いることで、画像の忠実度および科学的有用性がどの程度向上するか？
• RQ5 異なる調査から得た多バンドMosaicsをどのように組み合わせれば、銀河の形態的および光度的分析を強化できるか？

主な発見

• パイプラインは、SDSS DR10のフィールド内に存在するRC3銀河すべてについて、科学的に校正されたFITSMosaicsを正常に生成し、元のカタログ内の位置誤差を是正した。
• 再帰的アストロメトリ更新アルゴリズムにより、源の中心位置の特定が顕著に改善され、従来RC3カタログ内で誤って位置づけられていた大規模で広がりのある銀河の正確なMosaickingが可能になった。
• SDSSのg, r, iバンドを用いたカラー合成画像が生成され、形態的分析に適した高いダイナミックレンジと光度測定の正確性が得られた。
• パイプラインはPOSS-II写真プレート（BJ, RF, INバンド）に対しても正常に適用され、SDSSのフィールド外に位置する銀河のカバー範囲が拡大され、より優れたアストロメトリ的解が得られた。
• 生成されたすべてのMosaics、更新済み座標、および完全なソフトウェアパイプラインは、検索可能なWebインターフェースおよびGitHubを通じて公開されており、複数の調査やカタログ間での再利用が可能である。
• このフレームワークは、将来的な調査（DESやLSSTなど）へも拡張可能であり、2MASS、GALEX、またはその他の多波長データセットに対しても適用可能にカスタマイズできる。