walter：一种用于预测分辨恒星种群观测的工具及其在罗曼空间望远镜中的应用

对银河系及近邻星系中分辨恒星种群的研究揭示了极为详尽而清晰的星系演化图景。在本地组内，探测小型与大型星系恒星种群的能力开启了探索关键问题的可能，例如暗物质的性质、不同星系组分的详细形成历史，以及吸积在星系形成中的作用。即将开展的宽场巡天有望将这种能力扩展到 10~Mpc 内的所有星系，极大提升我们解读星系演化的能力，并实现星系恒星种群的统计研究。为充分发挥这些即将具备的能力，我们发展了一种简单的 formalism，用于在固定面亮度和种群参数下预测某次恒星种群观测中分辨恒星的密度。我们提供了通过公开发布代码 \texttt{walter} 来计算该 formalism 中所有相关量的接口。该代码能够计算（i）探测到的恒星的预期数密度，（ii）达到特定种群特征（如水平分支）所需的曝光时间，以及（iii）拥挤极限的估计等其他特征。这些计算对于规划 NASA 即将发射的 Nancy Grace Roman 空间望远镜（Roman，前称 WFIRST）的巡天非常有用，我们在本工作中将其用作示例计算。