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まともたみや
7 years ago
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1 1 HSC 戦略枠観測 (SSP) データリリースの概要古澤久徳 ( 国立天文台 ) 東北大

2 HSC 戦略枠観測 (SSP) すばる主焦点広視野カメラ Hyper Suprime-Cam

データ量 : 185MB/shot (~30GB/ 夜 ) サーベイ領域 : 1~10 平方度 HSC

2 2 HSC 戦略枠観測 (SSP) すばる主焦点広視野カメラ Hyper Suprime-Cam (HSC) 2012/8FL, 2014/3 共同利用 SSP 開始宇宙論 (WL) を中心とする戦略的観測銀河天文学 Transient 現象太陽系天体などもスコープ ~7 倍の視野 ~104 倍のデータ Suprime-Cam 視野 : (10 x 2k4k CCDs) データ量 : 185MB/shot (~30GB/ 夜 ) サーベイ領域 : 1~10 平方度 HSC 視野 : 直径 1.5 度 (104 x 2k4k CCDs) 2GB/shot (~300GB/ 夜 ) サーベイ領域 ~1400 平方度

3 3 SSP サーベイレイヤーと目標 SSP プロポーザルより抜粋 Wide (~1400sq.deg) Deep (4 fields ~27sq.deg) UltraDeep (2 fields ~2sq.deg) g 10m 26.5 g 1.4h 27.5 g 7h 28.1 r 10m 26.1 r 1.4h 27.1 r 7h 27.7 i 20m 25.9 i 2.1h 26.8 i 14h 27.4 z 20m 25.1 z 3.5h 26.3 z 18.9h 26.8 y 20m 24.4 y 2.1h 25.3 y 18.9h 26.3 n h 24.5 n h 25.8 n h 26.5 n h 25.6 n921 14h 26.2 n h 24.8

4 HSC-SSP サーベイレイヤー Field マップ 4

5 5 HSC-SSP データリリース日本 + 台湾 + プリンストン大の研究者は CoI になれるこれまで CoI 向けに 4 回のデータリリースを行った S14A_ S14A_0b S15A S15B ( のデータ ) 世界向けパブリックリリース予定

6 HSC-SSP サーベイレイヤーと観測方法 Wide (1400 sq.deg) Equator 付近を中心 g,r,i,z,y (10-20min) Deep (27 sq.deg) 4 Fields (x 4-5 FOVs) g,r,i,z,y (1.4-3.5hrs) NB387,816,921 (1.4-4.

6 6 HSC-SSP サーベイレイヤーと観測方法 Wide (1400 sq.deg) Equator 付近を中心 g,r,i,z,y (10-20min) Deep (27 sq.deg) 4 Fields (x 4-5 FOVs) g,r,i,z,y ( hrs) NB387,816,921 ( hrs) UltraDeep (3.5 sq.deg) 2 Fields (x 1FOV) g,r,i,z,y (7-19hrs) NB816,921,1010 ( hrs) Fiducial Pointing Dither Wide Layer のポインティング戦略 Deep/UD Layer のポインティング戦略

7 一般的な撮像モザイクデータ解析手順 1. 各 CCDのバイアス除去感度差補正 ( 一次処理 ) 2. 一次処理済みCCDデータをモザイクして足し合わせる 3. 位置情報カウントを物理量に直す ( 較正 ) 4. マルチバンドカタログ作成個々の CCD ディザリングして取得した複数ショットスタック画像これを用いて天体カタログを作成

8 8 開発 DR チームソフトウェア構成開発チーム国立天文台 K-IPMU プリンストン大公開体制解析 ( 日本 +PU) DB+ ポータルサイト (NAOJ) 評価 ( 全体 ) 解析ソフトウェア構成 hscpipe LSST stack (Python, C++) データ操作のクラスライブラリ基本的な解析タスク (c.f., IRAF) Python, C++ (SWIG) 解析アルゴリズムとパイプラインの構築 HSC 固有の解析手続きを Add-on MPI, Torque (OpenPBS) 分散処理共同利用者向けサポート (NAOJ) HSC 装置ページまたは ttp://hsc.mtk.nao.ac.jp/pipedoc/

9 9 シングルバンド解析と出力 Procedure CCD ごと解析プロダクトファイル (FITS) 較正済み画像 w/ WCS+magzero CORR, CALEXP 画像出力カタログ出力出力単位 (Visit, CCD) フラットフィールド CR 除去スカイ引き PSF 測定等級原点較正 (PS1 PV1.2 による ) 座標較正 (TAN-SIP WCS) (PS1 PV1.2 による ) モザイキング & ワープ Coadd 座標較正の改善 (TAN-SIP WCS) ショット間外部天体カタログ比較による CCD 間フラックススケール決定測光整合性による 2 次元フラックス補正パイプライン通して 1 回だけのワープ Coadd カタログ生成シングルバンド CCD カタログワープ画像 per visit Coadd 画像 Coadd 画像スカイ引き後シングルバンド Coadd SRC, CALSRC warp メモリ上 calexp meas (Visit, Patch) (Filter, Patch) (Filter, Patch)

(4200x4200px, 隣接との重なり 100px) 解析ソフトウェアの都合で Tract の中を分割 1 Tract = 9 x 9

10 10 解析上のフィールド分割方法 Tract モザイク Coadd を行う単位 (1.7 度程度 ) Tract 内は共通の投影軸で TAN-WCS を共有 Patch Coadd 画像 Coadd カタログを作る単位 (4200x4200px, 隣接との重なり 100px) 解析ソフトウェアの都合で Tract の中を分割 1 Tract = 9 x 9 Patches 1 Tract ~1.7deg Tract 分割スキーム Dec=-90 to 90 deg 2015 年 11 月現在の Wide-XMM i バンドの撮像範囲 RA=0-360deg

11 Forced 測定モードによるマルチバンドカタログ生成まず Coadd のいずれかのバンドで検出される全天体を含むマスターカタログを生成それぞれの天体について各バンドの画像を測定する (Forced mode 測定 ) g r i z y 各バンドの同じ座標の天体を測定マスターカタログ (ref) の天体 y N = band i= 1 2 g i g i = Image sky : 将来的にはχ2 乗画像での検出を用いる計画も 11

12 12 マルチバンドカタログ生成 Procedure マルチバンド Coadd カタログ生成各バンドの Coadd Forced カタログ forced _src (Filter, Patch) CCD に対する Forced 測定シングルバンド CCD Forced カタログ FORCED SRC (Shot, CCD) やっていること : 各バンドで検出した天体をマージしたマスターカタログ Forced 測定 Forced 測定 Coadd Image Coadd Image Sky-reSubtracted 各バンドの Sky-reSubtracted Coadd 画像 Corrected Image w/ Corrected WCS+magzero Image 較正済みCCD 画像 w/ w/ WCS+magzero WCS+magzero HSC-G HSC-R HSC-I HSC-Z HSC-Y HSC-G HSC-R HSC-I HSC-Z HSC-Y

13 13 マルチバンドカタログ生成 Coadd のパッチごと Multi バンドの stack.py の結果がメインの入力実際は CORR も見に行っている Coadd 天体検出 Det HSC-G バンド (patch ごと ) HSC-R HSC-I HSC-Z HSC-Y NB0921 Coadd 画像 calexp HSC-G バンド (patch ごと ) HSC-R HSC-I HSC-Z HSC-Y NB0921 mulitband.py mergedet 検出ピークとフットプリントの合成 meas measmatch 各バンドでの測定フォース測定のための情報出し ( 重心形状 ellipse など ) ref 測定の合成マスターカタログ Multi-node 解析通常 4-8GB たまに >>20GB forced_src Forced モード測定最終マルチバンドカタログ

14 Sky Coverage in Deep Layer eep E-COSMOS XMM-LSS Location of coaddforced_src DEEP2-3 ELAIS-N1

15 Deep & UltraDeep のプロダクト提供方法 UltraDeep と Deep は各バンドとも別々のデータセットとして解析され提供されている次回リリース TBD COSMOS XMM Deep-Depth UD data Deep-Depth UD data Regular Deep Products Regular Deep Products

16 16 解析結果データ配布サイト STARS アカウント +SSP プログラム ID で認証を申請

17 Dataset in S15B Release (UD, Deep) Field (RA in deg) UD-COSMOS (150 deg) UD-SXDS (35 deg) D-COSMOS (150 deg) D-XMM-LSS (35 deg) D-ELAIS-N1 (245 deg) D-DEEP2-3 (355 deg) Filter ExpT /Pointing [min] g, r, i, z, y, N921 i=160, N921=420 5 g, r, i, z, y, N921, N816 g, r, i, z, y, N921 i=165 N921=290, N816=220 i=20 N921=120 g, r, i, z, y i=20 9 g, r, i, z, y, N921 g, r, i, z, y, N921, N816 i=33 N921=60 i=30 N921=60 N816=60 N.Tracts [x 2.8 sq. deg]

18 Dataset in S15B Release (Wide) Field Filter N Tracts (ExpT>1h) WIDE01H (10 25 deg) XMM (25 50 deg) GAMA09H ( deg) WIDE12H ( deg) GAMA15H ( deg) HectMAP ( deg) VVDS ( deg) g, r 31 (2) g, r, i, z, y 44 (25) g, r, i, z, y 56 (26) g, r, i, z, y 26 (11) g, r, i, z, y 32 (15) g, r, i, z, y 17 (4) g, r, i, z, y 56 (26) AEGIS (215 deg) g, r, i, z, y 1 18

19 19 観測達成度 (UD,Deep) までで当初計画の約 1/4 UD-COSMOS の NB0921 はやや先行

20 20 観測達成度 (Wide): Full Depth Areas band (total Area Pointing 達成度 exptime) (deg 2 ) g (10min = / sec x 4) r (10min = / sec x 4) i (20min = / sec x 6) z (20min = / sec x 6) Y (20min = / sec x 6) Full color (S15B) XMM GAMA15h HectoMAP Wide01h VVDS WIDE12h GAMA09h ランのデータを含めると Full depth = 約 170 平方度

21 21 プロダクト種類とサイズ FITSファイルはDASで提供カタログはCASからテーブル取得可能ファイルサイズはリリース全体で~200TB ( 下記はWide Layerの例 ) DAS CASによる科学利用の効率化を目指している File Prefix プロダクト種類個数サイズ画像プロダクト (FITS IMAGE) (1 ファイルあたり ) CORR 較正済み CCD 画像 472,539 32TB (82 MB) warp 1ショットごとのWarp 済み画像 351,050 57TB (170MB) calexp Coadd 画像 65,060 11TB (170MB) カタログプロダクト (FITS BINTABLE) SRC CCD 天体カタログ 472, GB (1.5MB;gz) deepcoadd forced_src Coadd Forced 測定天体カタログ 61, GB (15 MB)

22 較正済み CCD Coadd 画像天体画像マスク分散画像を持つ FITS ファイル PSF

HDU2: マスク画像 HDU3: 分散画像 16bit integer Plane 0 -> BAD

22 22 較正済み CCD Coadd 画像天体画像マスク分散画像を持つ FITS ファイル PSF スカイ引き情報も再現出来る形で保持 HDU0: ヘッダのみ HDU1: 科学画像等級原点較正済み WCS HDU2: マスク画像 HDU3: 分散画像 16bit integer Plane 0 -> BAD Plane 1 -> SAT Plane 2 -> INTRP Plane 3 -> CR Plane 4 -> EDGE Plane 5 -> DETECTED Plane 6 -> DETECTED_NEGATIVE Plane 7 -> CROSSTALK ( 数字は一定ではないから注意 ) ADU count / Gain

23 23 Crosstalk Saturate CR Detected

24 24 カタログにリストされる天体パラメータスキーマブラウザで確認できる : ID 座標形状 Flux 等級 Flags

25 25 天体パラメータ : ID 座標 id -- 天体各バンド Tract Patch ごとに unique な ID tract, patch, filter01 ra2000, dec2000 ( ref の centroid_{record, sdss}) 重心 centroid_sdss_{x, y}, err ピーク周り 3x3 pix の中の多項式フィット shape_sdss_centroid_{x, y}, err 楕円領域内の重心

26 26 天体パラメータ : 形状サイズ関係モーメント shape_sdss[] SDSS adaptive moment 2 nd moment として利用 shape_hsm_moments[] 2 nd moment by HSM algorithms Kron 半径 kron_radius sqrt(a*b) Galaxy Component-Model Fit (CModel) cmodel_{dev, exp}_ellipse[], cmodel_fracdev ¼ 乗則と exp law の 2 要素のプロファイルフィット結果

27 27 天体パラメータ : フラックス等級測定固定円アパーチャフラックス等級各バンド測定カタログ ( 単位はテーブルによる ) flux_sinc, flux_naive r=12px (~φ2 ) aperture flux_aperture{01,..,09} φ1, 1.5, 2, 3, 4, 5.7, 8.4,..., 23.6 マルチバンドカタログテーブル ( サマリテーブル ) {g,r,i,z,y,nb0921,nb0816}flux_aperture{01,..,09} (cgs 単位 ) {g,r,i,z,y,nb0921,nb0816}mag_aperture{01,..,09} ( 等級 ) PSF フラックス等級 ( 以下はマルチバンドテーブルを割愛 ) flux_psf CModel フラックス等級 cmodel_flux, cmodel_{dev, exp}_flux Kron フラックス等級 flux_kron

28 データ評価結果から 28

29 29 Internal: 異なる等級間比較星状天体に対して等 rms で一致 CModel PSF 等級 Kron PSF 等級星状天体広がった天体 PSF Flux Mag PSF Flux Mag

30 30 Internal: カラー測定の精度星状天体に対して PSF 測光カラーの stellar locus に対する scatter ~ mag (gri, riz, izy, z9y) Scatter 分布 i z (PSF) r i (PSF)

31 31 星銀河分類のパフォーマンス星銀河分類指標 (PSF vs CModel) は期待通りに機能

32 32 Detection 効率 + 測光の評価 : Number Counts 3 等級 CModel 等級の number count は過去研究と矛盾しない天体検出と測光の妥当性を確認

33 33 深さの評価 5σ 等級マップ目標等級に対して大きな矛盾はないがさらに調査中 flux/ferr 比で求めた Depth はブランクスカイのノイズ統計と比べてパターンは無矛盾で等深い Wide-XMM (HSC-I) : f/ferr 測定 target depth=25.9 Deep-COSMOS (HSC-I) : sky sampling target depth=26.8

34 34 問題点 CModel のアルゴリズムの問題プロファイルフィットの初期半径が明るく見かけ半径の大きい天体ほど小さく設定される次期リリースで改善明るい天体周辺でやや疑似検出が多い次期リリースで改善混んだ領域のデブレンド測光に誤差が多い Cluster finder galaxy colors (dropout) などの品質に影響 Workaround としてマルチバンドで PSF を合わせた開口測光の追加を incremental( 中間 ) リリースで検討 NB サイエンスにも有効ほか衛星痕ゴーストのマスクなど dropout, NB excess のなりすましスカイ引きの改善マルチバンド測光方法の議論 (PSF 合わせマスターカタログ定義 ) サイズ関連のパラメータ測定

35 35 Cluster 領域の multiband 測光失敗例 Sextractor の測光 HSC-I HscPipe の測光 HSC-I CModel

36 36 スケジュール (1-2wk)? CoI 向けインクリメンタルリリースを検討 S15B+? のデータの追解析 Wide の full-depth 領域が約 1.5 倍に PSF-matched(1.1 ) aperture flux の追加を検討 ( 予定 ) World-wide Public Release S15B が基本 ( 議論中 ) 2016.X 2017.X CoI 向け次期リリース S15B の問題を改善

37 SSP-DR プロダクトの利用について 37

38 38 データ取得ユーザーインターフェース CAS ( カタログアーカイブサーバ ) フォームまたは SQL によるカタログ天体検索 DAS ( データアーカイブサーバ ) ファイル検索画像切り出し wget による取得も許可 hscmap ( プロダクツ可視化ツール ) Coadd, warp 画像表示柔軟な疑似カラー画像表示天体座標プロット CAS との連携

39 39 DAS ( データアーカイブサーバ ) 画像カタログファイルの選択ダウンロード

40 40 CAS ( カタログアーカイブサーバ ) フォームまたは direct SQL によるカタログ取得 Schema Browser

41 41 hscmap 疑似カラー表示と天体カタログプロット連携

42 42 hscmap (web application) 画像領域選択から CAS へクエリ投入天体情報取得

天文データ解析概論

天文データ解析概論 ~ もし天 2012 に向けて ~ by 2011 年度観測班 : チーム 48 2 0 天体観測序論天文における天体観測とは ( イメージ ) きれいな天体に望遠鏡を向けて覗き込んで見てる : 間違ったイメージ! 天文における天体観測とは ( 現実 ) 目ではなくカメラ目のデメリット 1 一瞬の画像しか見れない ( 光を貯められない ) 2 見れる波長域 ( 色 ) が限られてるカメラのメリット