[論文レビュー] MegaPipe: the MegaCam image stacking pipeline

Stephen Gwyn|ArXiv.org|Apr 16, 2009

Astronomical Observations and Instrumentation被引用数 3

ひとこと要約

MegaPipeは、CFHTの複数枚のMegaCam画像を統合して、アストロメトリックおよびフォトメトリックに校正された1枚のスタックに変換する自動化された画像処理パイプラインです。源検出にはSExtractor、フォトメトリック校正にはSDSS DR7、画像合成にはSWarpを用い、0.025''のアストロメトリック精度と0.02–0.03 magのフォトメトリック精度を持つ1.7 GBのFITSスタックを生成し、1500平方度の処理済みデータに効率的にアクセス可能にします。

ABSTRACT

This paper describes the MegaPipe image processing pipeline at the Canadian Astronomical Data Centre (CADC). The pipeline takes multiple images from the MegaCam mosaic camera on CFHT and combines them into a single output image. MegaPipe takes as input detrended MegaCam images and does a careful astrometric and photometric calibration on them. The calibrated images are then resampled and combined into image stacks. MegaPipe is run on PI data by request, data from large surveys (the CFHT Legacy Survey and the Next Generation Virgo Survey) and all non-proprietary MegaCam data in the CFHT archive. The stacked images and catalogs derived from these images are available through the CADC website. Currently, 1500 square degrees have been processed.

研究の動機と目的

• アーカイブ済みのMegaCamデータは容量が大きく歪みが生じており、処理に多大な作業を要するため、それらの利用を容易にする。
• MegaCam画像の校正と合成を自動化し、1枚の高品質で歪みのないスタックに統合する。
• 外部カタログと強固な統計的手法を用いて、広範囲の天の川領域にわたる一貫性のあるアストロメトリックおよびフォトメトリック精度を確保する。
• CADCのウェブサイトおよびAPIを通じて、処理済みのMegaCamデータおよび派生カタログを一般に公開する。

提案手法

• 入力画像は視覚的検査を受け、0.1°の分離閾値を用いたフレンド・オブ・フレンド法によりグループ化される。
• SExtractorが各画像内の源を検出するが、宇宙線および延長源が除去され、星およびコンactな銀河が分離される。
• 外部カタログ（USNO A2またはSDSS DR7）を用いてアストロメトリック解が導出され、グローバルな径方向歪みは2次および4次多項式項でモデル化される。
• フォトメトリック校正にはSDSS DR7を基準とし、17 < mag < 20の星に対して、インストルメンタルmagとSDSS magの中央値ゼロポイントオフセットを適用する。
• SWarpを用いて画像が合成され、20,000×20,000ピクセルのFITSファイルに統合され、フォトメトリックゼロポイントは30.000 AB mag、逆分散重みマップが付与される。
• 各スタックに対してSExtractorを用いてカタログが生成され、クロスマッチングおよび残差解析を用いて校正精度が検証される。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 自動化された画像スタック処理は、アーカイブ済みのMegaCamデータを活用するために必要な作業を著しく削減できるか？
• RQ2 SDSS DR7を基準としてMegaCam画像を校正する場合、どの程度のアストロメトリックおよびフォトメトリック精度が達成できるか？
• RQ3 グローバル歪みモデルを用いることで、36CCDのモザイク全体にわたる正確なアストロメトリック校正に必要なパラメータ数をどれほど削減できるか？
• RQ4 画像合成後のスタック画像の限界星等と表面輝度感度はどの程度か？
• RQ5 重複する領域および異なる観測条件下でも、アストロメトリックおよびフォトメトリック解はどれほど再現可能で信頼性があるか？

主な発見

• 校正済みスタックの内部アストロメトリック不確実性は0.025弧秒であり、高い位置精度を示している。
• 重複するカタログ間のアストロメトリック再現性は0.06弧秒であり、独立した処理において一貫性があることを示している。
• 外部アストロメトリック精度は、基準カタログの不確実性を補正した後、0.2弧秒である。これは正確な天球整合性を確認している。
• フォトメトリック精度は0.02–0.03マグニチュードであり、独立した指向間で0.015マグニチュードの系統的オフセットが確認された。
• 限界星等は3つの方法で評価された：ピーク数カウント、5σ検出閾値（星等誤差≤0.198マグニチュードの最も暗い対象）、フェイクソース挿入。これにより、信頼性の高い深さ推定が得られた。
• パイプラインは1500平方度の公開済みMegaCamデータを正常に処理し、出力はCADCのウェブサイトおよび画像カットアウトサービスを通じて配布された。