www.***.net

HDS一次処理済みデータの概要	
M. Ishigaki, Y. Shirasaki, W. Aoki,
M. Oishi & A. Tajitsu (NAOJ)	

www.***.net

Background	 HDSで取得された恒星の高分散分光データは、取得から１年半後にSMOKAやJVOを通して一般に公開されている
 その中には、さまざまな温度、明るさ、化学組成をもつ恒星について、質のよい高分散分光データが含まれており、注目する観点によっては、新しい研究の素材となることが期待される
 生の画像からスペクトルを導出するためには、観測時の設定や光学系の微小な位置変化などによって最適化する必要があり、観測者以外が処理をするのは容易ではな
いwww.***.net

Motivation	 さまざまな恒星スペクトルの概観


HDSで観測された天体について、どのようなスペクトル線が出ているのか一目で分かるようにする

 新たな観測提案の素材


観測提案を作成する際に、HDSでどの設定で観測すればどの程度の精度のスペクトルが得られるか、実際のデータで確かめられるようにする

 自ら解析する際の参考として


解析済みデータだけではなく、較正用データや、解析の途中段階のデータ等も公開し、ユーザー自身で解析する際に参照できるようにする	www.***.net

Method	 アーカイブデータは、まず観測時に記録される観測ログをもとに、同じ日に同じ設定（現時点ではStandardsettingのみを解析）で取得されたデータごとにグループ化される
 グループ内にフラット補正用フレーム（FLAT）および波長較正用フレーム（COMPARISON）があった場合のみ、そのグループに対して処理が行われる
 一次処理過程では、IRAFの標準タスクおよびHDSクィッ
クルック用タスクとPython スクリプトを組み合わせたコードにより、フラット処理、アパーチャ決め、波長較正などをグループ内のデータに対して半自動で行う	

www.***.net

HDS観測ログの例	
No.	

Frame-ID	
Object Name	
1	
HDSA00027255	
BIAS	
2	
HDSA00027257	
BIAS	
3	
HDSA00027259	
BIAS	4	HDSA00027261	
BIAS	
5	
HDSA00027263	
BIAS	
6	
HDSA00027265	
FLAT	
7	
HDSA00027267	
FLAT	
8	
HDSA00027269	
FLAT	

33	
HDSA00027319	
FLAT	
34	
HDSA00027321	
FLAT	
35	
HDSA00027323	
FLAT	
36	
HDSA00027325	
FLAT	
37	
HDSA00027327	
COMPARISON	
38	
HDSA00027329	
HD 207198	
39	
HDSA00027331	
HD 207198	
40	
HDSA00027333	
HD 207198	
41	
HDSA00027335	
HD 207198	

★	HST	Exp.	
17:09	0s	
17:12	0s	
17:13	0s	
17:15	0s	
17:16	0s	
17:21	12s	
17:24	
12s	
17:26	12s	

18:06	
8s	18:07	
8s	
18:09	
8s	18:10	
8s	18:12	
20s	
18:35	
180s	18:40	
360s	18:48	360s	
18:55	360s	BIASフレームは現時点では解析に使われない	secZ	 Filter	
Slit	
Cross	 Bin.	
0	
FREE/ KV370	
0.20/ 4.00	
StdYd	
1x1	0	
FREE/ KV370	
0.20/ 4.00	
StdYd	
1x1	0	
FREE/ KV370	
0.20/ 4.00	
StdYd	
1x1	0	
FREE/ KV370	
0.20/ 4.00	
StdYd	
1x1	0	
FREE/ KV370	
0.20/ 4.00	
StdYd	
1x1	1	
FREE/ KV370	
0.40/ 4.00	
StdYd	
1x1	1	
FREE/ KV370	
0.40/ 4.00	
StdYd	
1x1	1	
FREE/ KV370	
0.40/ 4.00	
StdYd	
1x1	1.06	
FREE/ KV370	
0.40/ 4.00	
StdYd	
1x1	1.06	
FREE/ KV370	
0.40/ 4.00	
StdYd	1x1	
1.06	
FREE/ KV370	
0.40/ 4.00	
StdYd	1x1	1.06	
FREE/ KV370	
0.40/ 4.00	
StdYd	1x1	1.06	
FREE/ KV370	
0.20/ 4.00	
StdYd	1x1	1.37	
FREE/ KV370	
0.20/ 4.00	
StdYd	1x1	
1.37	
FREE/ KV370	
0.20/ 4.00	
StdYd	
1x1	
1.38	
FREE/ KV370	
0.20/ 4.00	
StdYd	1x1	
1.39	
FREE/ KV370	
0.20/ 4.00	
StdYd	1x1	

一番最初に取得された天体のデータはスペクトルのCCD上での位置をトレースするテンプレートとして使われる	

フラット赤側
CCD用	

フラット青側CCD 用	
波長較正用Th-Ar
ランプスペクトル 	

天体のデータ	www.***.net

Overview of the reduction 	

処理過程はHDSのクィック解析ツール(“hdsql”)とほぼ同様に以下の工程で行われる。	






1. Overscan correction
2. Cosmic ray removal
3. Making aperture trace template
Raw HDS data	
4. Flat fielding
5. Line identification
6. Extraction of 1D spectra
Calibration frames
7. Continuum normalization（FLAT, COMPARISON）	

各工程ではIRAFの標準タスクの他、hdsqlに含まれるIRAFタスクとPythonスクリプトを組み合わせたコードにより、同じ日に同じ設定で取得されたデータに対しては一様に処理が施される	

Reduced data	www.***.net

HDS一次処理済みデータ@JVO	

REDUCTION PROCEDURES	www.***.net(1) Overscan correction	 生データから、バイアスレベルの差し引き、オーバースキャ

ン領域の切り取り、記録単位の変換（ADU → electronnumber）をhdsqlに含まれるIRAF タスク(overscan.cl )を用いて行う（HDS IRAF Reduction Manual (V1.1)）	

www.***.net(2) Cosmic ray removal	
 宇宙線の当たっていると思われるピクセルを同定し、周囲のピクセル値で補間する
Cosmic rays	

www.***.net(3) Making aperture trace template	 スペクトル位置をトレースするためのテンプレートを、OBJECT

frameのうちFrame IDのもっとも若い番号のフレームを使って作成。このフレームの天体が暗すぎてトレースに失敗する場合で、別に明るい星をとったフレームがあれば、そちらをテンプレートとして使用している。

CCD上にスペクトルの写っている位置をトレースする	www.***.net(4) Flat fielding	 通常赤用、青用それぞれ５−１０枚取得されているFLAT

frame を合成し（median combine）、規格化したのち、OBJECT frameをそれで割る
規格化されたFLAT frameの断面図	

www.***.net(5) Line identification	
 COMPARISON frame でTh-Ar ランプのスペクトル線を同定し、pixel-波長を対応させる関数を決める。スペクトル線の同定は現時点では手動で行っている。
波長同定された
COMPARISONframe	www.***.net(6) Extraction of 1D spectra	 Object frame から背景光を差し引きした後、(3)で作成したテンプレートを参照してスペクトルを抽出する。さらに(5)で波長を同定したCOMPARISON frameを参照して波長較正を行う。
観測時間	
116	
HDSA00027485	

HD 41117	

4:59	

117	
HDSA00027487	

HD 41117	

5:02	

118	
HDSA00027489	

HD 41117	

5:05	

119	
HDSA00027491	

COMPARISON	

5:15	

120	
HDSA00027493	

HD 35149	

5:19	

121	
HDSA00027495	

HD 35149	

5:24	

122	
HDSA00027497	

HD35148	

5:29	

123	
HDSA00027499	

HD32039	

5:35	

124	
HDSA00027501	

HD32040	

5:41	

125	
HDSA00027503	

HD36408	

5:47	

126	
HDSA00027505	

HD36408B	

5:50	

127	
HDSA00027507	

COMPARISON	

5:55	

★	COMPARISON frameが複数ある場合はそれらを内挿したpixel-波長関係（観測時間が近いほうにweight）が適応される

www.***.net(7) Continuum normalization	 連続成分を関数（通常１０−１３次の多項式）でフィットし、1に規格化する

連続成分を関数でフィットしたところ	

⇒ 完成・JVOでの公開	www.***.net

HDS一次処理済みデータ@JVO	

EXAMPLES OF REDUCED
SPECTRA	

www.***.netHD 23798 --- Metal-poor K-giant 	

V=8.32, K0III, [Fe/H]~-2.0 (SIMBAD)
Slit width: 0.23 mm (R~70000), S/N @ aperture center: 111	①②
① SNのよいデータについてはおおむねトレースが成功している② Hβ: バルマー線など、幅広いwingをもつ吸収線については、連続成分の規格化がうまくいっていない可能性があるので要注意	

www.***.net

HE 0507-1653 --- Carbon star 	
V=12.51 (SIMBAD) Slit width: 0.40 mm (R~40000), S/N @ aperture center: 37	


①
②

③
① 影付きはBad pixelやCCDの端にあるなど、トレースに失敗している可能性がある領域を示す② 炭素分子のつくる吸収帯③ NaI D線	www.***.net

Current Status	


JVOポータルサイト(http://jvo.nao.ac.jp/portal/) では、2005年以前にHDSで観測された一次処理済みデータについては全面的に公開されている。
今回新しく処理を完了したそれ以降のデータについてもすでに試験的に公開されていて、ダウンロード可能になっている	

処理済みデータがある場合は’P’と記載	
2005年以前に解析されたデータ	
今回新たに解析されたデータ	

www.***.net“Download”タブをクリックすると、ダウンロード可能な生データ、較正用データ、スペクトルのプロット等の一覧が表示される	 スペクトルをプロットしたpdfファイルの他、生データ、較正用データのfits画像、テキストファイルなどの形式が用意されている	

www.***.net

References	
hdsql (A software for a quick reduction of HDS
data on IRAF), Tajitsu, A.:
http://www.naoj.org/Observing/Instruments/
HDS/hdsql-e.html
 Data reduction of echelle spectra with IRAF
(Version 1.1), Aoki, W. 2008	