[논문 리뷰] 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. Magee외 8명|arXiv (Cornell University)|2016. 06. 02.

CCD and CMOS Imaging Sensors인용 수 19

한 줄 요약

이 논문은 Hubble Legacy Fields (HLF-GOODS-S) v1.5 데이터 릴리스를 제시하며, 13년에 걸쳐 2,442개의 허블 우주 망원경 궤도를 통합하여, 10개의 옵티컬 및 적외선 필터를 통해 ACS/WFC와 WFC3/IR 데이터를 융합한 깊고 다중 파장의 영상 조사 결과를 제공한다. 이 데이터셋은 고해상도(30–60 마이크로弧/픽셀)의 공통 영상 및 역분산 가중 맵을 포함하며, 고적색 이동 우주선 간성과 우주의 진화를 연구하기 위한 포괄적이고 천체측량적으로 정렬된 유산 자료를 제공한다.

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!

연구 동기 및 목표

• 31개의 허블 프로그램에서 확보한 데이터를 융합하여 GOODS-S/CDF-S 영역에 대한 깊고 다중 파장의 영상 유산을 구축하기 위해.
• 10년이 넘는 기간에 걸친 다양한 허블 관측 데이터 간의 천체측량 정렬 및 광학적 일관성을 향상시키기 위해.
• 교정된 역분산 가중 맵을 포함한 공개 가능한 고다이나믹 레인지의 공통 영상 데이터셋을 제작하기 위해.
• 프론티어 필드를 보완하여 동일한 영역에 대해 더 깊고 넓은 시야를 제공하고 해상도를 향상시키기 위해.
• 고적색 이동 은하, 항성 형성 및 우주의 구조 형성에 대한 고정밀 연구를 가능하게 하기 위해.

제안 방법

• 7,211개의 노출 영상이 2002년에서 2016년 사이에 확보된 2,442개의 허블 궤도 데이터를 통합하여 처리하였다.
• ACS/WFC 및 WFC3/IR 기구에서 확보한 영상은 공통 천체측량 기준 프레임을 사용하여 정렬하여 일치시켰다.
• ACS/WFC 데이터에 대해 다중 해상도 분석을 지원하기 위해 여러 픽셀 해상도(30 및 60 마이크로弧/픽셀)를 생성하였다.
• WFC3/IR 데이터는 각 필터에서 60 마이크로弧/픽셀 해상도로 공통 영상 처리하여 깊이와 다이나믹 레인지 최적화를 달성하였다.
• 각 필터에 대해 역분산 가중 맵을 생성하여 최적의 광학 측정 및 노이즈 추정을 가능하게 하였다.
• 최종 데이터 제품은 Hubble Legacy Fields 프로젝트의 일환으로 MAST를 통해 검증 및 공개되었으며, GOODS-S 영역는 HLF-GOODS-S로 지정되었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 GOODS-S 영역에서 넓은 파장 범위에 걸쳐 다중 에포크, 다중 기기 허블 데이터를 통합하는 데 가장 적합한 공통 영상 처리 전략은 무엇인가?
• RQ2 허블 관측 데이터 2,442개의 궤도를 통합하면 고적색 이동 은하 탐지에 있어 깊이와 다이나믹 레인지가 어떻게 향상되는가?
• RQ3 공통 천체측량 솔루션을 적용할 경우 깊은 간성외부 영역 조사에서 광학 정확도 및 소스 추출 정확도가 얼마나 향상되는가?
• RQ4 역분산 가중 맵이 HLF-GOODS-S 데이터셋에서 광학 측정의 신뢰성을 어떻게 향상시키는가?
• RQ5 HLF-GOODS-S v1.5 데이터 릴리스에 통합된 총 노출 시간과 고유 노출 수는 각각 얼마인가?

주요 결과

• HLF-GOODS-S v1.5 데이터셋은 2,442개의 허블 궤도에서 확보한 7,211개의 노출 영상으로부터 총 5.8 메가세컨드의 노출 시간을 확보하였다.
• 최종 데이터 제품은 WFC3/IR 필터당 1개의 공통 영상(60 마이크로弧/픽셀)과 ACS/WFC 필터당 2개의 공통 영상(30 및 60 마이크로弧/픽셀)을 포함한다.
• 이 데이터셋은 10개의 필터를 포함한다: 네 개의 ACS(F435W, F606W, F775W, F814W, F850LP)와 다섯 개의 WFC3/IR(F098M, F105W, F125W, F140W, F160W).
• 모든 영상가 공통 천체측량 기준 프레임에 기반하여 공통 영상 처리되어 정밀한 소스 매칭 및 광학 측정이 가능하다.
• 각 필터에 대해 역분산 가중 맵이 제공되어 최적의 광학 추출 및 오차 추정이 가능하다.
• 이 데이터셋은 Hubble Legacy Fields 프로젝트의 일환으로 MAST를 통해 공개되었으며, GOODS-S 영역는 HLF-GOODS-S로 지정되었다.