基于前向建模的无缝摄谱测光：原理及其在大气透射测量中的应用

未来十年，许多光学巡天将致力于解决暗能量本质问题，以千分之一精度测量其状态方程参数。这要求以迄今未达的精度信任巡天的测光定标，控制诸多系统不确定性来源。对每次曝光或按每个观测季及整段巡天平均测量台址大气透射，有助于实现星等的千分之一精度。本工作旨在证明利用无缝光谱学进行标准星摄谱测光的能力，及其按需求监测台址大气透射的用途，例如薇拉·C·鲁宾天文台时空遗产巡天的超新星宇宙学项目所需。我们完整处理了滤光片轮中置放色散元件的情形，此为鲁宾辅助望远镜所选配置。无缝摄谱测光的数学基础是我们从无缝数据提取光谱信息的前向模型方法的核心。我们开发了公开软件 Spectractor（https://github.com/LSSTDESC/Spectractor），其实现了模型的各组成部分，并最终直接在图像数据上拟合谱图模型以获取光谱。我们在模拟上表明该模型使我们理解摄谱曝光的构造。我们也展示了其在真实数据上的应用，解决具体问题并阐明我们的流程如何改进描述数据的模型。最后，我们讨论该方法如何直接由数据提取大气透射参数，从而为台址大气监测提供基础。我们在模拟上展示了流程的效率，并以有限数据集进行了检验。