[論文レビュー] The Kilo-Degree Survey

J. T. A. de Jong, Kleijn, Gijs A. Verdoes+4 more|University of Groningen research database (University of Groningen / Centre for Information Technology)|Jun 6, 2012

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 86

ひとこと要約

キロ・ドゥーリング・サーベイ（KiDS）は、VLTサーベイ・テレスコープとオメガカムを用いた1500平方ドゥーリングの光学画像サーベイであり、u、g、r、iバンドで高品質な光度データを提供する。このサーベイは、共同でリアルタイムのキャリブレーション、品質管理、段階的データ配信を可能にするアストロ・ワイズデータ管理システムを活用し、弱引力レンズ効果や光度赤方偏移の研究を目的とした、公開された価値付加済みデータセットに至る。

ABSTRACT

The Kilo Degree Survey (KiDS) is a 1500 square degree optical imaging survey with the recently commissioned OmegaCAM wide-field imager on the VLT Survey Telescope (VST). A suite of data products will be delivered to the European Southern Observatory (ESO) and the community by the KiDS survey team. Spread over Europe, the KiDS team uses Astro-WISE to collaborate efficiently and pool hardware resources. In Astro-WISE the team shares, calibrates and archives all survey data. The data-centric architectural design realizes a dynamic 'live archive' in which new KiDS survey products of improved quality can be shared with the team and eventually the full astronomical community in a flexible and controllable manner.

研究の動機と目的

• 北半球の既存サーベイ（例：SDSS や PanSTARRS）を補完する、南半球における深さと広がりを兼ね備えた光学画像サーベイを実施すること。
• 1500平方ドゥーリングを均一な深さとカバー範囲で観測することで、弱引力レンズ効果と光度赤方偏移を用いて、宇宙の大規模構造をマッピングすること。
• アストロ・ワイズシステムを用いて、キャリブレーション、品質管理、段階的データ配信を管理する、スケーラブルで共同作業可能なデータ処理パイプラインを開発・展開すること。
• 広く天文コミュニティが利用可能な、高精度なデータセットを提供し、光度赤方偏移や銀河の形態測定といった価値付加製品を含めること。
• 時間経過に伴う機器的および大気的変動を追跡することで、VST/OMEGACAMシステムの継続的かつ動的なキャリブレーションを実現する、タイムスタンプ付きバージョン管理キャリブレーションシステムを用いること。

提案手法

• 2.6メートルのVLTサーベイ・テレスコープに搭載された268メガピクセルのオメガカムを用い、0.214秒角のピクセル解像度で1°×1°の視野を提供する。
• 3〜4年間にわたり、u、g、r、iの4つの光学バンドで観測を行い、宇宙論的進化の研究に適した平均銀河赤方偏移が0.8に達するよう露光時間を最適化する。
• ヨーロッパに分散するキッドズチームは、アストロ・ワイズデータ管理システムを用いて、データを共有・キャリブレーション・アーカイブ化し、分散型の共同環境を構築する。
• 段階的データアクセスモデル（レベル1〜5）により、個人の実験、チーム内共有、公開リリースを可能にし、データは個人処理から公開のバーチャルオブザーバトリーポータルへの移行を経る。
• キャリブレーションは、有効期間と品質評価に基づき、最新で最高品質のキャリブレーションデータを自動選択するタイムスタンプ付きバージョン管理システム（CalTS）で管理される。
• アストロ・ワイズにおけるデータラインレージャー追跡により、キャリブレーションやパイプラインパラメータの改善時に、影響を受けるデータのみを再処理できるため、効率的かつ段階的なデータ品質向上が可能になる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 大規模かつ広域の光学サーベイを、国際的に分散したチームがリアルタイムで効率的に管理・キャリブレーションすることは、どのように実現できるか？
• RQ2 1500平方ドゥーリングのサーベイで、最小限の系統的誤差で均一な深さと光度的精度を達成する最適な戦略は何か？
• RQ3 進化を続けるデータアーカイブをどのように維持し、サーベイの期間中に継続的にデータ製品の改善を支援できるか？
• RQ4 アストロ・ワイズのようなデータ中心のシステムは、観測機器および大気的要因の影響を継続的にキャリブレーション・品質管理に活用できる程度にまで到達するか？
• RQ5 高精度で価値付加された製品（例：光度赤方偏移、弱引力レンズ測定）を生成・公開するための、主要なデータ配信ワークフローは何か？

主な発見

• キッドズサーベイは2011年10月15日に正常に開始され、初期キャリブレーション製品を用いて体系的なキャリブレーションを実施しており、品質管理が段階的改善を促進している。
• アストロ・ワイズシステムにより、改善されたデータ製品を段階的に共有できる動的「ライブアーカイブ」が実現され、ラインレージャー追跡により影響を受けるデータのみを再処理できる。
• キャリブレーションシステムはタイムスタンプ付きバージョン管理キャリブレーションオブジェクトを用い、有効期間と品質評価に基づき自動選択され、『最新が最良』というポリシーが確実に実行される。
• サーベイ領域は、既存のスペクトロスコピックサーベイ（例：2dF、SDSS）と重複するように戦略的に配置されており、約10万個の既知の銀河赤方偏移が得られ、相互キャリブレーションや宇宙論的前景マッピングに利用可能である。
• データ配信パイプラインは、『クイックルック』製品から始まり、最終的に高品質な公開データセットに至る。製品はレベル3（アストロ・ワイズ利用者）、レベル4（匿名の一般公開）、レベル5（バーチャルオブザーバトリーポータル）で公開される。
• VST/OMEGACAMの均一なポイント spread関数と継続的キャリブレーションアプローチの組み合わせにより、高精度な宇宙論に適した安定した系統的制御されたデータストリームが得られている。