ATOCA：一种处理级次污染的算法及其在 NIRISS SOSS 模式中的应用
地球与行星天体物理
2022-10-13 v1 天体物理仪器与方法
摘要
在成功发射后，詹姆斯·韦伯空间望远镜正准备执行其首要任务之一，即刻画系外行星的大气层。近红外成像仪与无缝光谱仪（NIRISS）的单目标无缝光谱（SOSS）模式是专门为此目标设计的唯一观测模式。它通过两个光谱衍射级次提供宽广的同步光谱范围（0.6--2.8\,\micron）。然而，由于机械限制，这两个级次在短范围内略有重叠，可能在提取的光谱中引入“污染”信号。我们表明，对于典型的盒式提取，在 1.6--2.8\,\micron 范围（一级次）内该污染信号为 1% 或更小，在 0.85--0.95\,\micron 范围（二级次）内高达 1%。对于系外行星大气的观测（凌星、掩食或相曲线），其中只有流量的时间变化重要，污染信号通常会使结果偏离行星大气光谱特征强度的约 1%。为解决此问题，我们开发了处理级次污染算法（ATOCA）。通过构建探测器上每个像素的线性模型，将底层入射光谱视为自由变量，ATOCA 能够同时提取两个级次。我们表明，在给定各级次的空间轨迹轮廓、透过率、波长解以及光谱分辨率核的适当估计的情况下，有可能获得在全光谱范围内精度在 10\,ppm 以内的提取光谱。
引用
@article{arxiv.2207.05199,
title = {ATOCA: an algorithm to treat order contamination. Application to the NIRISS SOSS mode},
author = {Antoine Darveau-Bernier and Loïc Albert and Geert Jan Talens and David Lafrenière and Michael Radica and René Doyon and Neil J. Cook and Jason F. Rowe and Étienne Artigau and Björn Benneke and Nicolas Cowan and Lisa Dang and Néstor Espinoza and Doug Johnstone and Lisa Kaltenegger and Olivia Lim and Stefan Pelletier and Caroline Piaulet and Arpita Roy and Pierre-Alexis Roy and Jared Splinter and Jake Taylor and Jake D. Turner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.05199},
year = {2022}
}
备注
Submitted to PASP. 22 pages, 12 figures