[論文レビュー] The Hubble Legacy Fields (HLF-GOODS-S) v1.5 Data Products: Combining 2442 Orbits of GOODS-S/CDF-S Region ACS and WFC3/IR Images

G. D. Illingworth, D. Magee+8 more|arXiv (Cornell University)|Jun 2, 2016

CCD and CMOS Imaging Sensors被引用数 19

ひとこと要約

本論文は、13年間にわたり2,442回のハッブル宇宙望遠鏡の観測を組み合わせた、深さのある多波長画像サーベイであるハッブル・レガシィ・フィールズ（HLF-GOODS-S）v1.5データリリースを提示する。ACS/WFCとWFC3/IRのデータを10の光学および赤外フィルタで統合し、30–60マス/ピクセルの高解像度（30–60 mas/pixel）の重ね合わせ画像と逆分散重みマップを提供する。このデータセットは、高赤方偏移銀河や宇宙の進化を研究するための包括的かつアストロメトリックに整合されたレガシーリソースを構築している。

ABSTRACT

We have submitted to MAST the 1.5 version data release of the Hubble Legacy Fields (HLF) project covering a 25 x 25 arcmin area over the GOODS-S (ECDF-S) region from the HST archival program AR-13252. The release combines exposures from Hubble's two main cameras, the Advanced Camera for Surveys (ACS/WFC) and the Wide Field Camera 3 (WFC3/IR), taken over more than a decade between mid-2002 to the end of 2016. The HLF includes essentially all optical (ACS/WFC F435W, F606W, F775W, F814W and F850LP filters) and infrared (WFC3/ IR F098M, F105W, F125W, F140W and F160W filters) data taken by Hubble over the original CDF-S region including the GOODS-S, ERS, CANDELS and many other programs (31 in total). The data has been released at https://archive.stsci.edu/prepds/hlf/ as images with a common astrometric reference frame, with corresponding inverse variance weight maps. We provide one image per filter of WFC3/IR images at 60 mas per pixel resolution and two ACS/WFC images per filter, at both 30 and 60 mas per pixel. Since this comprehensive dataset combines data from 31 programs on the GOODS-S/CDF-S, the AR proposal identified the MAST products by the global name "Hubble Legacy Field", with this region being identified by "HLF-GOODS-S". This dataset complements that of the Frontier Fields program. The total incorporated in the HLF-GOODS-S is 5.8 Msec in 7211 exposures from 2442 orbits. This is ~70% of a HST full cycle!

研究の動機と目的

• 31のハッブルプログラムから得たデータを統合することで、GOODS-S/CDF-S領域における深さのある多波長画像レガシーを構築すること。
• 10年以上にわたる多様なハッブル観測において、アストロメトリックな整合性と光度測定の一貫性を向上させること。
• 校正済みの逆分散重みマップを備えた、公開可能な高ダイナミックレンジの重ね合わせデータセットを生成すること。
• フロントイールド・フィールズを補完し、同じ領域をより深く、より高分解能で捉えたビューを提供すること。
• 高赤方偏移銀河、星形成、宇宙構造形成に関する高精度な研究を可能にすること。

提案手法

• 7,211枚の露光を、2002年から2016年までにかけて実施された2,442回のハッブル宇宙望遠鏡の軌道から得たデータ統合プロセスを実施した。
• ACS/WFCとWFC3/IRの画像を、共通のアストロメトリック基準フレームに合わせて重ね合わせ、正確な整合性を確保した。
• ACS/WFCデータに対して、30マス/ピクセルおよび60マス/ピクセルの複数のピクセルスケールを生成し、マルチスケール解析を可能にした。
• WFC3/IRデータは、各フィルタで60マス/ピクセルの解像度に重ね合わせ、深さとダイナミックレンジを最大化した。
• 各フィルタごとに逆分散重みマップを生成し、最適な光度測定とノイズ推定を可能にした。
• 最終的なデータ製品は、MASTを通じてハッブル・レガシィ・フィールズプロジェクトのもとで検証・リリースされ、GOODS-S領域はHLF-GOODS-Sとして識別された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 GOODS-S領域において、広帯域の波長範囲にわたる複数エポック・複数機器のハッブルデータを最適に重ね合わせる戦略は何か？
• RQ2 2,442軌道分のハッブル観測を統合することで、高赤方偏移銀河の検出にどの程度深さとダイナミックレンジが向上するか？
• RQ3 共通のアストロメトリック解が、深宇宙の銀河サーベイにおける光度測定の正確性と源抽出にどの程度寄与するか？
• RQ4 逆分散重みマップは、HLF-GOODS-Sデータセットにおける光度測定の信頼性をどのように向上させるか？
• RQ5 HLF-GOODS-S v1.5データリリースに統合された合計露出時間と固有の露光数はそれぞれいくらか？

主な発見

• HLF-GOODS-S v1.5データセットは、2,442回のハッブル軌道から得た7,211枚の露光を統合し、合計580万秒の露出時間（5.8メガセコンド）を達成した。
• 最終的なデータ製品には、WFC3/IRフィルタごとに1枚の重ね合わせ画像（60マス/ピクセル）と、ACS/WFCフィルタごとに2枚の重ね合わせ画像（30マス/ピクセルおよび60マス/ピクセル）が含まれる。
• データセットは10のフィルタをカバーしている：4つのACS（F435W, F606W, F775W, F814W, F850LP）と5つのWFC3/IR（F098M, F105W, F125W, F140W, F160W）。
• すべての画像は共通のアストロメトリック基準フレームに重ね合わされており、正確な源マッチングと光度測定が可能である。
• 各フィルタごとに逆分散重みマップが提供されており、最適な光度抽出と誤差推定が可能である。
• データセットは、ハッブル・レガシィ・フィールズプロジェクトのもとでMASTを通じて公開されており、GOODS-S領域はHLF-GOODS-Sとして識別されている。