JWST 载荷 NIRSpec 空间与光谱定标的一种基于模型的方法

背景：詹姆斯·韦伯空间望远镜 (JWST) 的 NIRSpec 仪器可在多目标 (MOS)、长缝和积分场 (IFU) 模式下运行，光谱分辨率为 100 至 2700。其 MOS 模式使用约 25 万个可单独寻址的微缝进行目标选择，覆盖约 9 $\mathrm{arcmin}^2$ 的视场。目的：用于从 NIRSpec 探测器图像中提取波长定标光谱的管线严重依赖于 NIRSpec 光学几何模型。我们展示了如何使用来自 NIRSpec 少数模式和孔径的专用定标数据，将该参数化模型优化至所需的保真度水平。方法：遵循迭代程序，手动调整模型参数的初始基准值，随后进行自动优化，使得模型预测的来自固定缝、IFU 以及一小部分 MOS 孔径的图像和光谱线位置，与它们在仪器主光学平面中的测量位置相匹配。结果：NIRSpec 参数化模型能够高保真地复现输入光谱的空间和光谱位置。从提取的定标光谱测量得到的模型内禀精度（1-sigma, RMS）在空间方向上优于 1/10 像素，在所有基于光栅的光谱模式的光谱方向上优于 1/20 分辨率单元。这与 NIRSpec 空间和光谱定标预算中的相应分配完全一致。