Spelunker — NIRISS FGS快速查看管道

作者： Derod Deal (dealderod@ufl.edu), Néstor Espinoza (nespinoza@stsci.edu)

spelunker 是一个帮助研究 JWST FGS/NIRISS guidestar 数据的包。查看我们的 readthedocs 以获取详细文档。

如果你使用了 spelunker，请引用我们的论文 (Deal & Espinoza, 2024, JOSS, 9(97), 6202)

@article{Deal2024, 
         doi = {10.21105/joss.06202}, 
         url = {https://doi.org/10.21105/joss.06202}, 
         year = {2024}, publisher = {The Open Journal}, 
         volume = {9}, 
         number = {97}, 
         pages = {6202}, 
         author = {Derod Deal and Néstor Espinoza}, 
         title = {Spelunker: A quick-look Python pipeline for JWST NIRISS FGS Guide Star Data}, 
         journal = {Journal of Open Source Software} 
}

需求声明

每次JWST观测一个物体时，它都会同时用NIRISS精细导星传感器（FGS）观测一颗附近的星——即所谓的“导星”——以保持望远镜锁定目标。虽然研究人员通常关注他们的科学目标，但导星数据本身也可能非常有趣，既可以用于检测科学数据中的异常，也可以用于探索导星本身的时间序列数据。spelunker提供了一个易于访问的（“即插即用”）库来访问这些导星数据。该库能够以自动化的方式生成FGS数据多个指标的时序，包括通量变化和PSF变化，以及从这些指标中派生的产品，如周期图，这些产品仅通过JWST程序ID号就可以帮助分析。

安装

要安装spelunker，使用pip install。

pip install spelunker

使用库

用两行代码开始使用spelunker。

import spelunker

spk = spelunker.load(pid=1534)

这将下载程序ID 1534的导星数据；然后，可以使用spk对象来探索这些导星数据！例如，让我们绘制PID前几分钟的导星时间序列图

import matplotlib.pyplot as plt

# Convert times from MJD to minutes:
fig, ax = plt.subplots(figsize=(6,2), dpi=200)

plt.plot( ( spk.fg_time - spk.fg_time[0] ) * 24 * 60, spk.fg_flux, color='black', linewidth=0.2 )

plt.xlim(0,10)
plt.ylim(830000,950000)
plt.xlabel('Time from start (minutes)')
plt.ylabel('Counts')

（下文将提供更多可以提取的信息，包括对每个FGS积分拟合二维高斯！）

我们甚至可以绘制这个程序ID内跟踪的导星图。在一个选定的程序ID中，每个观测可能使用多个导星。每个星或物体来自导星目录（GSC），并根据望远镜指向和星体的适用性预先选择。在spk.guidestar_plot生成的图像中，导星的位置（用X标记）从程序的开始到结束在给定的程序ID中绘制。一条线（gs track）连接每个导星，以按时间顺序排列每个使用的目标。

spk.guidestar_plot()

可以从JWST技术事件中提取记忆法并叠加到任何时序上，例如高增益天线（HGA）移动或确定FGS是否跟踪新的导星如果已安装jwstuser包。在这里，使用spk.mnemonics以matplotlib axes对象的形式访问SA_ZHAGUPST的工程遥测。

import matplotlib.pyplot as plt

spk.mast_api_token = 'insert a token from auth.MAST here'

fig, ax = plt.subplots(figsize=(12,4),dpi=200)

ax = spk.mnemonics_local('GUIDESTAR') # plots when the JWST tracks onto a new guidestars as a vertical line
ax = spk.mnemonics('SA_ZHGAUPST', 60067.84, 60067.9) # plots the start and end of high gain antenna movement

ax.plot(spk.fg_time, spk.fg_flux)
plt.legend(loc=3)
plt.xlim(60067.84, 60067.9)
plt.show()

有关spelunker下的工具和如何开始使用的信息，请访问快速入门指南或查看我们的readthedocs。通过以下示例笔记本熟悉spelunker：

• 像素质心变化和记忆法
• TSOS导星演示

此软件目前在GitHub上开发。要报告错误或发送功能请求，请给我们发送电子邮件或在GitHub上打开一个问题。

许可证和归属

本项目采用MIT许可证，可在此处查看。

致谢

DD和NE想要感谢STScI的太空天文学夏季项目（SASP）以及国家天文学协会（NAC）项目，这使得他们能够共同完成这个精彩的项目！