[논문 리뷰] STIS Cycle 30 Calibration Programs

D. Welty, R. Bohlin외 9명|arXiv (Cornell University)|2026. 01. 23.

Astronomy and Astrophysical Research인용 수 0

한 줄 요약

A compilation of Cycle 30 calibration programs for the HST STIS CCD and MAMA detectors, detailing objectives, observations, analyses, and results across multiple monitors (dark, bias, flat fields, CTI/CTE, slit repeatability, dispersion solutions, and sensitivity).

ABSTRACT

We discuss the suite of STIS calibration programs executed during HST Cycle 30, covering the period 2022 Nov 07 through 2023 Nov 05. For each of the 19 current regular calibration programs, we provide brief descriptions of the objectives, observations, analysis procedures, and results - with comparisons to the results from previous cycles and to desired accuracies, as well as references to more detailed analyses of the calibration data. Many of these calibration programs produce routine reference file deliveries or demonstrate the continuing applicability of existing reference files for processing STIS observations. This ISR provides a brief snapshot of the current instrument performance, similar to those given in annual reports for Cycles 7-10 and 17-21. Two Appendices briefly discuss the state of the onboard calibration lamps and the ongoing major effort to revise the flux calibration for the many STIS spectroscopic and imaging modes.

연구 동기 및 목표

• STIS CCD의 전반적인 기준 성능을 노화 및 방사선 손상에 걸쳐 모니터링한다.
• 데이터 감소 및 참조 파일 지원을 위해 암전류, 바이어스 구조, 읽기 노이즈 및 핫 픽셀을 추적한다.
• 충전 전달 비효율성(CTI/CTE) 및 과전하(스퓨리어스 차지)를 시간에 따라 특성화한다.
• 보정 정확성을 위해 분광 및 이미징 플랫 필드, 초점 및 초점 안정성을 평가한다.
• 주기 전반에 걸쳐 CCD와 MAMA의 파장 보정, 감도 및 분산 솔루션을 모니터링한다.

제안 방법

• 다중 게인과 구경에서 읽기 노이즈, CTE, 스퓨리어스 차지, 게인을 측정하기 위한 풀 프레임 바이어스 및 플랫필드 노출.
• 일일로 수집된 다크/슈퍼다크로 다크 전류와 핫/나쁜 픽셀을 추적하고 참조 파일로 제공한다.
• 주간 슈퍼바이어스 파일로 바이어스 및 읽기 노이즈를 모니터링하고 이전 주기와 비교한다.
• 고정 또는 지속 핫 픽셀 및 다크 전류 변화 평가를 위한 사전/사후 측정이 포함된 핫 픽셀 어닐링 세션.
• 변화를 탐지하고 필요 시 p-flat를 생성하기 위해 다양한 격자, 조리개 및 램프 구성으로 분광 및 이미징 플랫필드 모니터링을 수행한다.
• 여러 y 위치와 플럭스 수준에 걸친 교차 분산 텅스램프 노출을 이용한 내부 희박장 테스트로 CTI 측정을 수행한다.

Figure 1: Charge transfer inefficiency (CTI = 1 - CTE) for the STIS CCD. The two panels show the general increases in the serial and parallel CTI, for the 0.3s (orange) and 3.6s (blue) exposures at gain=4, since SM4.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Cycle 30에서 CTI/CTE, 읽기 노이즈, 바이어스 안정성, 다크 전류 측면에서 STIS CCD 성능은 어떻게 진화하는가?
• RQ2 플랫필드, 분광 플랫필드 및 PSF/처리량에 업데이트가 필요한 변화가 나타나는가?
• RQ3 Cycle 30에서 슬릿 휠 위치와 분산 솔루션의 재현성 및 안정성은 어떤가?
• RQ4 CTI와 과전하가 약계 성분의 분광에 어떤 영향을 주며 어떤 보정이 필요한가?
• RQ5 다양한 모드에서 CCD와 MAMA 검출기의 시간에 따른 감도 변화 경향은 무엇인가?

주요 결과

• CTI는 평행 및 직렬 전송 모두에 대해 점진적으로 상승하는 경향을 보이며; EPER로 측정된 현재 CTI 값은 평행 약 0.073% 및 직렬 약 0.0024%이다.
• 중심 바이어스 행의 스퓨리어스 차지는 대략 1.8 e-/픽셀(게인=1) 및 8.3 e-/픽셀(게인=4)이며, E1 의사 구멍 근처에서 더 낮은 값; 전반적 추세는 방사선 손상 진행과 일치한다.
• Cycle 30 동안 다크율은 비교적 안정적으로 유지되었으며 평균 약 0.13 cts/s/pix이다.
• 핫 픽셀 어닐링은 평균적으로 핫 픽셀의 순수 감소를 가져오나 지속적인 핫 픽셀은 남아 있다; 이전 주기와의 비교에서 픽셀 고정 증가에 대해 결과가 엇갈린다.
• Cycle-30 분광 플랫필드 및 이미징 플랫필드 모니터링은 주요 플랫필드 특징의 큰 변화가 없음을 시사; 이미징에 대한 p-flats는 즉시 필요하지 않다.
• CCD 및 MAMA의 1차 설정에서의 웨이브캘 제로포인트 차이는 일반적으로 명목 중앙 위치에서 0.3픽셀 미만으로 유지되며, E1에서의 일부 차이는 CCD 포맷 회전 가능성을 시사한다.

Figure 2: Spurious charge in the reference superbiases, for gain=1 (top) and gain=4 (bottom). The values at pseudo-aperture E1 (orange) are somewhat lower than those at the center of the CCD (blue).