[论文解读] The Calibration and Data Products of the Galaxy Evolution Explorer

Patrick Morrissey, T. Conrow+21 more|arXiv (Cornell University)|Jun 6, 2007

Photocathodes and Microchannel Plates参考文献 1被引用 5

一句话总结

本文介绍了银河系演化探测器（GALEX）任务GR2和GR3数据发布版本的定标与数据产品，详细说明了光度测量精度的提升（FUV波段为0.05 mAB，NUV波段为0.03 mAB）、天体测量精度达到0.5′′ RMS，以及针对光子计数探测器的增强型数据处理流水线。研究识别出长期光度漂移（FUV波段1%，NUV波段6%），并指出校准不确定性源于非标准FUV恢复数据和饱和白矮星校准源；同时确认仪器性能稳定，并具备持续改进校准的潜力。

ABSTRACT

We describe the calibration status and data products pertaining to the GR2 and GR3 data releases of the Galaxy Evolution Explorer (GALEX). These releases have identical pipeline calibrations that are significantly improved over the GR1 data release. GALEX continues to survey the sky in the Far Ultraviolet (FUV, ~154 nm) and Near Ultraviolet (NUV, ~232 nm) bands, providing simultaneous imaging with a pair of photon counting, microchannel plate, delay line readout detectors. These 1.25 degree field-of-view detectors are well-suited to ultraviolet observations because of their excellent red rejection and negligible background. A dithered mode of observing and photon list output pose complex requirements on the data processing pipeline, entangling detector calibrations and aspect reconstruction algorithms. Recent improvements have achieved photometric repeatability of 0.05 and 0.03 mAB in the FUV and NUV, respectively. We have detected a long term drift of order 1% FUV and 6% NUV over the mission. Astrometric precision is of order 0.5" RMS in both bands. In this paper we provide the GALEX user with a broad overview of the calibration issues likely to be confronted in the current release. Improvements are likely as the GALEX mission continues into an extended phase with a healthy instrument, no consumables, and increased opportunities for guest investigations.

研究动机与目标

• 提供GALEX GR2和GR3数据发布版本校准状态与数据产品的全面概述。
• 解决影响FUV和NUV波段数据质量与可靠性的光度测量与天体测量性能问题。
• 识别并量化FUV和NUV通道中的长期校准漂移与系统性误差。
• 通过详细说明数据处理流水线、数据产品及已知数据异常，支持天文学家使用GALEX数据。
• 为任务进入扩展阶段后校准的进一步改进奠定基础，包括持续监测仪器健康状况与新增客座观测机会。

提出的方法

• 采用1′的抖动观测模式，以减轻探测器响应非均匀性与MCP疲劳的影响。
• 实施复杂的流水线处理，集成探测器校准、指向重建、背景扣除与源提取。
• 对光谱数据应用波长依赖的响应校正及基于PSF的最优提取方法。
• 尽管观测到空间位置与光栅角度存在变化，仍采用单个波长依赖的校准方案。
• 使用白矮星作为NUV零点校准源，同时正通过更暗的CALSPEC标准进行验证。
• 利用脉冲器系统检测并校正影响天体测量的探测器“呼吸”效应。

实验结果

研究问题

• RQ1 GALEX GR2和GR3数据发布版本在FUV与NUV波段的当前光度测量精度是多少？
• RQ2 在任务前四年中，长期光度漂移如何影响FUV与NUV波段的通量测量？
• RQ3 FUV与NUV光度校准中的主要系统性误差来源是什么？它们如何影响数据可靠性？
• RQ4 探测器响应非均匀性、饱和效应及光栅位置角对光谱校准与提取的影响程度如何？
• RQ5 能否通过在轨脉冲器数据建模探测器“呼吸”效应，进一步提升天体测量精度？

主要发现

• GR2和GR3数据发布版本的光度测量精度在FUV波段为0.05 mAB，NUV波段为0.03 mAB，相比GR1版本有显著提升。
• 在任务前四年中检测到约1%的FUV长期光度漂移与6%的NUV漂移，表现为源随时间变暗。
• FUV校准依赖于2005年恢复期间的非标准模式数据，该模式下相同天体的测量值比标准模式亮约5%。
• NUV零点由至少部分饱和的白矮星定义，可能引入高达3%的光谱级次主体区域校准不确定性，边缘区域达10%。
• 天体测量精度已提升至0.5′′ RMS，且有证据表明，通过建模在轨脉冲器数据中的探测器“呼吸”效应，可进一步提升精度。
• 光谱数据产品包括主、次级及最优提取数组，有效波长范围分别为1300–1820 Å（FUV，二级衍射）与1820–3000 Å（NUV，一级衍射），平均分辨率分别为~200（8 Å）和~118（20 Å）