SPHEREx 天空模拟器：首次全天近红外光谱巡天的科学数据建模

我们描述了 SPHEREx 天空模拟器，这是一种为 NASA 的 SPHEREx 任务设计的数据建模软件工具，该任务将在 0.75 至 5 $\mu$m 范围内的 102 个光谱通道中以 $\sim$6'' 的空间分辨率进行一系列全天光谱光度巡天。该模拟器软件实现了对天体物理辐射、仪器特性和巡天策略的建模，以生成 SPHEREx 将观测到的真实红外天空场景。模拟数据包括各种真实的噪声和系统效应，这些效应是使用最新的天体物理测量数据和来自发射前仪器特性表征活动的信息估算的。在飞行前任务阶段，模拟器对于预测各种效应对 SPHEREx 科学性能的影响至关重要，并在指导 SPHEREx 数据分析流程的开发中发挥了重要作用。在本文中，我们描述了 \skysim\ 架构、飞行前仪器和天空模型，并总结了模拟器的高层预测，包括 SPHEREx 的 5$\sigma$ 点源灵敏度的发射前预测，我们估计在 0.75 至 3.8~$\mu$m 范围内为 $m_{\rm AB}$ 18.5--19，在 3.8 至 5 $\mu$m 范围内为 $m_{\rm AB}$ 16.6--18，所有波长下的灵敏度均受黄道光背景限制。未来，在轨数据将用于改进模拟器，该模拟器将构成各种正向建模工具的基础，这些工具将用于对无数仪器和天体物理过程进行建模，以表征它们对我们最终数据产品和分析的系统性影响。