课题1

课题名称为“星系图像分析高级工作包”,所属领域方向为星系与活动星系核,是CSST首批科学研究一类课题。该课题的主要目的是针对CSST 极具复杂性和挑战性的多色图像,为星系与活动星系核研究提供分析方法、算法和工具等。

星系是如何成长和演化到今天观测到的大小以及丰富多样的形状和结构,是现代天体物理学中一个悬而未决的重大谜团。对星系大样本的多波段深场图像进行详细的定量分析可以帮助全面理解星系的演化过程。CSST 的大视场巡天观测将覆盖全天40%以上的天区(17500 平方度),可以获得数十亿个近邻宇宙乃至高红移星系的高分辨率图像,有望彻底改变星系和活动星系核的研究。

本课题的总目标是在CSST 发射之前,开发可靠和高效的测光分析方法及工具,从数据处理系统产生的一级和基本二级测光数据中提取星系和活动星系核各类物理参数,从而最大化CSST成像巡天的科学产出。具体研究任务如下:首先将利用工具软件来检测目标源,生成背景遮挡图像,并测量天光背景,利用生长曲线和非锐化掩蔽技术开展非参数一维图像分析;在一维图像分析的基础上,使用GALFIT 软件,采用单成分的Sersic函数,进行参数化的二维图像拟合;进一步采用多成分模型,开展参数化的二维图像拟合;开发一种新软件来实现多波段图像的一维和二维单、多成分的同时分析;其次,基于HST图像和Subaru HSC构建CSST、Euclid/WFIRST和LSST的多波段仿真图像,开发一套能够同时适应不同空间分辨率和测光深度图像的测光软件;最后,开发星系多波段能谱分析工具,实现演化星族合成模型、尘埃辐射模型、气体辐射模型和活动星系核等多种能谱模型成分的联合分析,将获得的测量参数转换为星系的物理参数。




本课题包含六个紧密联系而又相对独立的子课题,将主要利用两类数据(一类是公开的HST 测光数据,尤其是HST 最大的河外深场巡天项目COSMOS 和CANDLES, 加上一些邻近亮星系的巡天数据,二是地面Subaru HSC 深场巡天数据),测量星系高级测光参数,利用非参数方法、一维和二维方法、单成分和多成分方法,对星系的单色和多色图像进行分解与拟合,对星系物理量参数进行测定,以及构建星系复杂结构与成分的仿真图像。


本课题包含以下子课题:

1.星系(包括活动星系核,下同)的高级测光参数

2. 星系结构与成分的一维非参数分析方法

3. 星系结构的二维单成分参数分析方法

4. 星系结构的二维多成分参数分析方法

5. 星系复杂结构与成分的仿真图像构建(CSST + Euclid / WFIRST)

6. 星系复杂结构与成分的仿真图像构建(CSST + LSST图像)