JWST MIRI 中分辨率光谱仪的几何畸变与天体测量定标

JWST 上的 MIRI 中分辨率积分视场光谱仪（MRS）在 5 至 28~$\mu$m 之间开展光谱观测。MRS 的光学系统引入了显著的畸变，需要对此进行校正以重建所观测的天体物理场景。我们利用 JWST/MIRI 调试阶段和第一轮定标阶段的数据，推导 MRS 的几何畸变与天体测量解，这是 MRS 数据定标中的关键步骤。这些解以变换矩阵的形式给出，将探测器像素映射到称为 $\alpha$/$\beta$ 的局部 MRS 坐标系空间坐标，以及全局 JWST 天文台坐标 V2/V3。对于每个 MRS 光谱波段以及探测器上色散的每条切片，使用点源观测栅格将探测器像素到 $\alpha$/$\beta$ 的变换拟合为二维多项式。采用多项式变换将坐标从 $\alpha$/$\beta$ 映射到 V2/V3。我们对 MIRI/MRS IFU 的全部 198 个离散切片进行了畸变定标，并推导了每个 MRS 光谱波段更新后的视场（FoV）。畸变解的精度估计优于一个空间分辨率单元的十分之一，均方根（rms）在 5 $\mu$m 处为 10 毫角秒（mas），在 27 $\mu$m 处为 23 mas。最后我们发现转轮定位重复性导致了额外的 rms 30 mas 天体测量误差。我们展示了 MRS 天体测量定标策略与分析，实现了 MRS 光谱的定标，这是数据流水线中的关键步骤，尤其对于空间分辨目标科学。畸变定标已纳入 JWST 流水线的定标参考数据系统（CRDS）上下文 jwst_1094.pmap。畸变定标精度满足发射前要求，估计的总天体测量不确定度为 50 mas。