[论文解读] Calibrations of SITELLE's first data release

Thomas Martin, Laurent Drissen|arXiv (Cornell University)|Jun 10, 2017

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 2被引用 5

一句话总结

本文对SITELLE首份数据释放进行了全面的定标分析，详细描述了通量、波长和天体测量定标流程。研究发现通量定标存在-5%的偏差，且由于激光定标不精确，导致绝对波长误差达80 ± 5 km s⁻¹，未来版本计划通过内部相位校正和OH带测量实现改进。

ABSTRACT

SITELLE is an imaging Fourier Transform Spectrometer installed at the Canada-France-Hawaii Telescope since July 2015. It delivers spectral cubes covering an 11'x11' field-of-view with a seeing-limited spatial resolution and a tunable spectral resolution (R=1-10 000) in selected passbands of the visible band (350-900 nm). We present an accurate picture of the calibration accuracy of SITELLE's first data release. To this purpose, most of the operations of the reduction pipeline (ORBS) are described in details.

研究动机与目标

• 评估SITELLE首份数据释放的定标精度，重点关注通量、波长和天体测量定标。
• 识别并量化影响数据可靠性的通量和波长定标中的系统性偏差。
• 详细描述影响定标质量的ORBS处理流程。
• 建议外部通量定标检查及内部波长误差校正方法。
• 为未来数据释放中通过相位校正和OH带测量实现更优定标奠定基础。

提出的方法

• 应用ORBS还原处理流程，处理SITELLE 2k×2k CCD获取的干涉立方体，包括偏置减除、平场校正和图像重对齐。
• 利用视场内恒星位置计算对齐参数，并校正双相机输出之间的光学错位。
• 将双输出端口的干涉立方体合并，以提高信噪比并去除未调制的背景光。
• 通过干涉图的离散傅里叶变换（DFT）计算相位校正，校正相位误差以保持仪器线型（ILS）。
• 通过与标准星比较实现通量定标，并校正调制效率，观测到5%的残余波动。
• 利用543.5 nm的定标激光进行波长定标，通过关系式εᵥ = c·εσ/σ_laser量化速度误差，并利用天空光谱中的Meinel OH带拟合进行校正。

实验结果

研究问题

• RQ1 SITELLE首份数据释放的通量定标精度如何？其主要误差来源是什么？
• RQ2 相位校正过程如何影响仪器线型及后续的通量和波长定标？
• RQ3 绝对波长定标偏差的大小是多少？如何利用天幕谱线进行校正？
• RQ4 当前版本中，天体测量定标在多大程度上受限于光学畸变和星表精度？
• RQ5 未来数据释放中，如何减少像元间波长和通量定标误差？

主要发现

• 绝对通量定标存在-5%的偏差，且不同观测间存在5%的波动。
• 由于激光波长不精确（543.5 nm），绝对波长定标存在80 ± 5 km s⁻¹的偏差，每1 Å的不确定性导致55 km s⁻¹的误差。
• 像元间波长定标误差可达15 km s⁻¹，但可通过测量天空光谱中Meinel OH带的径向速度进行校正。
• 基于与M 57的哈勃图像对比，预计像元间通量定标误差为2%。
• 由于未校正的光学畸变，天体测量定标精度受限于~1”，当前依赖于USNO-B1星表。
• 未来数据释放将通过三维相位校正、更优的平场校正以及内部相位分析，提升波长和通量定标精度。