[论文解读] 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. Magee+8 more|arXiv (Cornell University)|Jun 2, 2016

CCD and CMOS Imaging Sensors被引用 19

一句话总结

本论文发布了哈勃遗产场（HLF-GOODS-S）v1.5数据产品，这是一次深度、多波段的成像巡天，整合了13年来2,442个哈勃空间望远镜轨道的数据，将ACS/WFC与WFC3/IR的数据在10个光学与红外波段上融合。该数据集提供了高分辨率（30–60 mas/像素）的共测图像和反方差权重图，覆盖GOODS-S/CDF-S区域，构建了一个全面、天体测量对齐的遗产资源，用于研究高红移星系与宇宙演化。

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!

研究动机与目标

• 通过整合31个哈勃计划的数据，创建GOODS-S/CDF-S区域的深度、多波段成像遗产数据。
• 提升跨越十余年、来自不同观测的天体测量对齐与测光一致性。
• 生成公开可访问、高动态范围的共测数据集，并附带校准后的反方差权重图，以支持科学研究分析。
• 通过提供更深层、更广覆盖的同一区域视图，补充前沿场（Frontier Fields）巡天。
• 支持对高红移星系、恒星形成与宇宙结构形成进行高精度研究。

提出的方法

• 数据整合过程将2002年至2016年间获取的7,211张曝光图像，来自2,442个哈勃轨道，进行融合。
• 利用统一的天体测量参考框架，将ACS/WFC与WFC3/IR仪器的数据进行共测，确保图像对齐。
• 为ACS/WFC数据生成了多个像素尺度（30和60 mas/像素），以支持多分辨率分析。
• WFC3/IR数据按每个波段以60 mas/像素的分辨率进行共测，以最大化深度与动态范围。
• 为每个波段生成了反方差权重图，以支持最优的测光测量与噪声估计。
• 最终数据产品经验证后，通过MAST以哈勃遗产场项目名义发布，GOODS-S区域被指定为HLF-GOODS-S。

实验结果

研究问题

• RQ1 在GOODS-S区域，如何最优地结合跨多历元、多仪器、宽波段范围的哈勃数据进行共测？
• RQ2 将2,442个哈勃轨道的观测数据整合，如何提升对高红移星系探测的深度与动态范围？
• RQ3 采用统一的天体测量解在多大程度上提升了深空星系巡天中的测光精度与源提取能力？
• RQ4 反方差权重图在多大程度上增强了HLF-GOODS-S数据集中测光测量的可靠性？
• RQ5 HLF-GOODS-S v1.5数据发布中，整合的总曝光时间与独立曝光数量分别是多少？

主要发现

• HLF-GOODS-S v1.5数据集整合了来自7,211张曝光图像的580万秒曝光时间，覆盖2,442个哈勃轨道。
• 最终数据产品包括每个WFC3/IR波段1张60 mas/像素的共测图像，以及每个ACS/WFC波段2张共测图像（分别在30和60 mas/像素）。
• 该数据集覆盖10个波段：4个ACS波段（F435W, F606W, F775W, F814W, F850LP）和5个WFC3/IR波段（F098M, F105W, F125W, F140W, F160W）。
• 所有图像均共测于统一的天体测量参考框架上，支持精确的源匹配与测光。
• 为每个波段提供了反方差权重图，支持最优的测光提取与误差估计。
• 该数据集已通过MAST以哈勃遗产场项目名义公开发布，GOODS-S区域被指定为HLF-GOODS-S。