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LAMOST光纤光谱图像中宇宙线去除的新方法

 

精确有效地处理观测到的光纤光谱数据LAMOST望远镜观测成功并获得有科学价值研究成果的有力保证。其中二维光纤光谱数据处理作为光纤光谱数据处理的重要组成部分,它为进一步的光谱识别和分析并最终获取天体的各种物理信息提供了可靠的数据来源。因此对二维光纤光谱数据处理进行深入的研究是至关重要的。去除宇宙线则是LAMOST二维光纤光谱数据处理的流程中不可或缺的重要一环。国家天文台LAMOST科学巡天部白仲瑞、张昊彤等人针对LAMOST二维图像的特点开发了一种新的单次曝光去除宇宙线的方法,目前国际上已有的单次曝光去除宇宙线的算法都是基于测光图像的,即使能够用于光纤光谱图像,但性能较差,往往探测率较低且去除效果不好。而白仲瑞等人提出的这种新方法很好地弥补了上述问题。

   

左图为带有宇宙线的LAMOST光纤光谱图像实例,右图为新方法去除宇宙线之后的图像

该方法的基本原理是利用拉普拉斯边缘检测来筛选被宇宙线污染的像素,对筛选点以外的像素进行分段二维轮廓拟合,然后比较原始流量与拟合流量,将满足一定条件的像素作为被宇宙线污染的点,用拟合流量代替原始流量来去除宇宙线。

模拟数据显示,该方法对人为加入的强弱不同的宇宙线扣除率以及探测效率、错误探测率都比广泛应用的L.A.Cosmic方法更好,而且对被宇宙线污染点的修复值与输入数据更接近。LAMOST真实数据的结果显示,对被宇宙线污染的像素,利用该方法得到的一维光谱流量与合并三次曝光得到的一维光谱流量差别在5%以内,与不同曝光之间流量的差异相当。利用这个方法,可以避免宇宙线对单次曝光光谱的干扰,为利用单次曝光光谱来研究诸如短周期变星、恒星耀发等时域天文课题打下了良好基础。

该项研究成果已发表在国际天文期刊“Publications of the Astronomical Society of the Pacific”(PASP,2017129972) 上。