高分辨率光谱仪仪器轮廓重建的新方法
天体物理仪器与方法
2024-02-07 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
了解光谱仪的仪器轮廓（IP）为波长定标及科学分析应用提供了重要信息。本研究发展了用于配备激光频率梳（LFC）定标系统的高分辨率光谱仪中IP重建的新方法，并评估了关于IP形状的假设对获得准确光谱测量的影响。天文LFC产生约10000条已知波长的明亮、未分辨发射线，使其成为探测IP的优良探针。我们基于高斯过程回归开发了新方法，以从该数据中提取关于IP形状的详细信息。将其应用于安装在ESO 3.6米望远镜上的极稳定光谱仪HARPS，我们在探测器的512个位置重建了其IP，覆盖了探测器总面积的60%。我们发现HARPS的IP是非对称的，并且在探测器上平滑变化。经验IP模型以92%（64%）的概率提供优于10 ms（5 ms）的波长精度。相比之下，当假设高斯IP形状时，达到相同精度的概率仅为29%（8%）。此外，高斯假设与HARPS波长尺度中高达60 ms的级内和级间畸变相关。这些畸变的空间分布表明它们可能与光谱仪光学元件有关，因此在使用高斯IP时可能普遍出现于交叉色散阶梯光栅光谱仪中。本文提出的方法可应用于其他配备LFC的仪器，如ESPRESSO，以及未来的ANDES和G-CLEF。经验IP对于从高分辨率光谱中获取基本常数的客观无偏测量，以及红移漂移、同位素丰度测量和其他科学案例至关重要。
引用
@article{arxiv.2311.05240,
title = {A new method for instrumental profile reconstruction of high resolution spectrographs},
author = {Dinko Milaković and Prashin Jethwa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.05240},
year = {2024}
}
备注
20 pages, 16 figures, 5 appendices. Accepted to A&A. The HARPS instrumental profile produced in this work is publicly available at https://zenodo.org/doi/10.5281/zenodo.10492989