MOIRCS MDP Manual [Japanese]

MOIRCS Mask Design Program Manual

Chihiro Tokoku

2016-08-09

(revised by Ichi Tanaka: 2024-08-01)

English Version

0. イントロ 1. 準備 2. MDP立ち上げ 3. マスク・デザイン 4. MDPイメージの保存 5. 結果ファイルの提出 6. 謝辞

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0. イントロ

MDP は マスク・デザイン・プログラム の略語です。 このソフトウエアは、MOIRCSでの Multi-Object Spectroscopy （MOS）観測モード でのカスタム・スリットマスクをインタラクティブにデザインするための グラフィカル・インターフェースです。 このマニュアルではMDPプログラムの使い方について説明します。

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1. 準備

1.0 ソフトウエア環境

1. Linux / Unix 等の環境が推奨です。Mac OSやWindows PCでは動作確認ができていません。
2. MDPは IDL Virtual Machine ( IDL VM ) を使用します。IDL VM は 無償で配付されており、 IDL がインストールされていない各種OS上でも動くソフトウエアです。 以下のサイトから 最新のIDL VM をダウンロード、インストールしてください。
   IDL Virtual Machine
   (一部の古いOS、あるいは最新過ぎるOSでは、VMが対応していない場合がある事が報告されています。IDL VMの動作についてはNV5 GEOSPATIAL SOFTWAREサイトをご参照ください。)
3. ダウンロード Web siteから、最新版のIDL VM用プログラムファイル （ wmdp_moircs.sav ） を入手してください。

1.1 プレイメージの用意

マスクデザインを行うには、観測視野のFITS画像（プレイメージ）が必要です。プレイメージ用の画像は、Tangential Projection (CTYPE1 = 'RA---TAN', CTYPE2 = 'DEC--TAN') の元で光学ひずみが適切に除去され、かつピクセルスケールが0.1170"/pixに修正されたものあれば何でも構いません。我々は北天のほぼすべての領域の観測データのあるPan-STARRS 1 (PS1) Imaging Dataや、HSC SSP等で得られた天体画像、FOCAS撮像データ（裏返し画像です）を推奨しています。ただし、星の固有運動が見えてくる程に古い画像（>10年等）では位置合わせが不正確になる恐れがありますので、極力新しい画像を用意してください。

どうしても必要な場合は、マスクデザインをするために使う画像（プレイメージ）を、観測の数ヶ月前に予め撮影してもらう様にプロポーザル上で要求できます。プレイメージについてはこちらをご覧ください。

Notes:

• HSC画像(サーベイチームのソフトで標準的に解析されたもの)はこれまで実績があります。その一方で、視野の端において若干精度が落ちる事がありますのでご注意ください。
• Suprime-Camによる画像でも、適切に処理された場合には使えますが、既に古いため恒星が固有運動している場合があり、位置合わせに使う星の選択には十分注意する必要があります。
• ハッブル宇宙望遠鏡で取得され適切に処理されたデータは、それが0.1170"/pixに変換された画像であれば、非常に精度良い結果が得られる事を確認しています。
• 一般の画像をプレイメージの座標系に合わせ変換した画像の使用は、自己責任でお願いいたします。その画像自体の光学歪みがきちんと取れている事、画像のPixel Scaleが正確に0.1170"/pixに変換されている事が決定的に重要です。画像に正確にwcsを張り、スケールに誤差が入っていない事をご確認ください。
• Deep Imaging Dataを使う際に注意すべきことは、後述のアライメント用の星を選ぶ段階になってそれらがみなSaturationを起こしていて、重心がうまく決定できないケースがある事です。MOIRCS画像上でsaturationを起こさない(K>12等)天体を確認してアライメント星に選ぶよう、十分ご注意ください。* ２MASSのカタログにある位置情報は星の固有運動が考慮されていないので、そのままでは使えません。GAIAの位置情報と固有運動を観測時期に合わせて補正した座標を計算し参照する事はできます。

1.2 ターゲットの選択

MOS観測のためには、天体の位置情報が乗ったカタログが必要で、そのため観測者は既にターゲット天体の写った深い画像をお持ちであると仮定しています。前章で準備したPSIなどで作成したプレイメージは一般に浅く、あくまで天体が見える画像をプレイメージに極力正確に位置合わせし、その画像の上でターゲットを拾う事を想定しています。

ターゲット天体リストは、検出器のピクセル座標（XY座標）で、サブピクセル単位で位置測定しておくと良いです。

1.3 mdp ファイルの生成

MDPプログラムへの入力ファイル（マスクデザインファイル：通称.mdpファイル）を作成します。このファイルはテキストファイルで、天体上に切ったスリット中心の検出器上のXY座標（ピクセル）、スリット幅、スリット長さ、スリットの角度 (原則0度です)が記述されます。 mdpファイルは、プログラム上でインタラクティブにスリットを置きながら作成する事も可能ですが、稀に不正確なセンタリングで位置が不正確になる事があるため、ある程度作業に先立ってマニュアルで作成し、プログラム上で追加修正される事をお勧めします。

mdpファイルの書式は以下の通りです。

Obj1-X[ピクセル] Obj1-Y[ピクセル] Length1[ピクセル] Width1[ピクセル] 角度1[degree] 1 B, コメント
Obj2-X[ピクセル] Obj2-Y[ピクセル] Length2[ピクセル] Width2[ピクセル] 角度2[degree] 1 B, コメント
Obj3-X[ピクセル] Obj3-Y[ピクセル] Length3[ピクセル] Width3[ピクセル] 角度3[degree] 1 B, コメント
....

また、スリット以外に、スリットと天体をきちんとアラインするための参照用の星に関する情報もこのファイルに指定します。書式は星の検出器上のXY座標（ピクセル）、穴のサイズ（30x30を推奨）だけが重要で、その後の文字列は触らずそのままにします。

Star1-X[ピクセル] Star1-Y[ピクセル] 30(HoleSize) 30(HoleSize) 0(角度) 0 C, Alignment Hole
Star2-X[ピクセル] Star2-Y[ピクセル] 30(HoleSize) 30(HoleSize) 0(角度) 0 C, Alignment Hole
.

[example]
1646.0900 2525.9802 170.0000 8.0000 0.0000 1.0000 B, Object-1
1929.3048 2935.7109 30 30 0.0000 0.0000 C, Alignment Hole

• 一行に一天体を記入します。
• MDPプログラムでは、XY座標原点は (1, 1) です。一般にIDLでは座標系は (0, 0) から始まるのですが、MDPソフト内部で考慮されるので、ユーザーは一般的な (1, 1) から始まるXY座標系を使用してください。 独自のIDLソフト上で天体の座標を測定し *.mdpファイルを作成する場合にはご注意ください。
• スリットは長方形（box）なので "B," 、マスク導入用ホールは円（circle）なので "C," と記載します。
• "B, "や"C, "の前の”1”は元々は自動デザイン用のターゲット優先度ですが、現在動作してないので、無視されます。
• "B, "や"C, "の後ろはコメント欄です。カンマ(,)の後には必ずスペースを空けてください。コメントはMDPプログラム内でも参照でき、天体の選別等に利用することができます。
• [!! 特殊用途 !!] スリットの角度は、検出器座標で定義され（スカイ座標ではありません）、 単位は度（degree）で、反時計回りを基準としてプラス・マイナスをつけます。 例えば普通のスリット（分散方向と垂直）では 角度 ( Angle ) = 0、モザイク画像で見て 45°の 右肩あがりのスリットでは 角度 ( Angle ) = 45 となります(Note 1)。
• マスク導入星については、必ずコメント欄に "Alignment Hole" と記入してください(さらに追加でメモするのは可能です)。マスク導入用には丸い穴をあけます。穴の直径は30（ピクセル = 約3.5arcsec）で、可能な限りこの値を使ってください。

Note 1:
赤外分光観測では、通常はスカイ引きのために天体をスリット上の2点(あるいは4点)に交互に置いて (ノッド又はノッディング)を行いますが、傾いたスリットの場合はノッディングにより天体がスリットから 逃げてしまいます。 それを避けるための方法として、2つの同じ傾きのスリットを、ポインティング位置に対して 空間方向にノッド幅/2だけ離し、2つ並べて切るというアイデアがあります。 観測ではデザインした際に決めたノッド幅で、2点ノッドで観測します。そうする事で、 ノッドをしても、左右に並んだスリットのどちらか一方に必ず天体が入る様に観測で きる事になります。
なお、傾いたスリットの場合、スリット幅指定は分散方向（Y軸）に投影された長さを記述します。 いろいろな角度でも速度分解能を同じにするためです。また、スリット長さ指定はX座標に投影した 長さを記述しますのでご注意ください。

間違いを防ぐため、傾いたスリットを入れることを考える場合、よくMOIRCSサポート担当者と議論しながら 作業を進めてください。

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2. MDPプログラムの立ち上げ

1. コマンド上で "idl -vm=wmdp_moircs.sav" と入力します。
2. IDLのロゴが開きます。ロゴをクリックすると次にプログラム画面が立ち上がります。
3. プルダウンメニューから [ File ] - [ Read FITS image ] を選び、 ポップアップウィンドウでプレイメージのFITS画像を選択します。
4. "Auto-Intensity Scale" を押すと、画像が現れます。"Change Intensity Scale" を クリックして濃淡のスケールを合わせます。

5. プルダウンメニューから [ File ] - [ Read MDP file ] を選び、 ポップアップウィンドウで *.mdp ファイルを選択します。

   *.mdp ファイルを作成していない場合は、 "Cancel" を選択するとインタラクティブにスリットをデザインするモードに入ります。 この場合、ダミースリットが一つだけ予め設定されています。

6. プルダウンメニューから [ Option ] - [ Grism select ] を選び、 ポップアップウィンドウでグリズムを選びます。

7. "Redraw" もしくは "Draw Slit" をクリックすると、画像上にスリットの位置が表示されます。
8. これでマスクデザインを開始する準備ができました。

2.1 MDPプログラム画面の説明

クリックすると拡大できます。

1. プルダウンメニュー
   File - ファイル入出力。
   Option - グリズムの選択、スリットパラメータの設定、等。

2. メイン・ウィンドウ
   プレイメージ画像が検出器座標（ピクセル）で表示されます。現在はWorld Coordinate System (wcs)は使用できないのでご注意ください。
   分散方向は縦向きになります。この絵を参照してください(Note 2)。
   上半分の検出器 (detector 2) : 上が長波長側、下が短波長側
   下半分の検出器 (detector 1) : 上が短波長側、下が長波長側

   大きな外枠は大凡の視野(4'x7')を表します(Note 3)。

   上の画像で見えているもの
   - FITS イメージ メイン・ディスプレイ（画像全体が表示されます）
   - スリット・マーカー （ターゲットの周辺の長方形のスリット）
   - スペクトル・マーカー （分散方向に延びた長い長方形: 2023年から400Aあるいは500A毎に点線が付きました。）
   - スリットID （スリットのすぐそばの数字）
   - スリット加工可能エリアサークル （大きなサークル内にスリットを切ることができます）
   - 視野中心線 （中央の連続線：撮像においては「両チップの結合部」がこの線になります。この直近にスリットを切るのは避けます）
   - 検出器境目 （視野中心線の上下の点線。上の点線が下側の検出器の端、下の点線が上側の検出器の端になり、各チップで点線までのスペクトルが写ります(Note 2)）

3. モード選択
   天体ピックアップモード（Object pick-up mode）では画像上のクリックした位置の 周辺でガウシアンをとります。クリックポイントモード（Click Point）では クリックした座標をそのままとります。
   "Draw FOV"では視野の枠を描きます。
   "Display Slit ID" スイッチは機能していませんので、 ON/OFFに関わらずスリットのID番号は画像上に表示されます。

4. ズーム・ウィンドウ
   Ｂのウィンドウ上でクリックした領域が拡大して表示されます。
5. 画像表示の調整
   画像の再表示や、表示レベルの調整をします。

6. スリットの編集
   個々のスリットやマスク導入用ホールの位置や形状の情報を編集します。

7. 情報パネル
   スリット情報や現在のマウスの位置を表示します。

Note 2:
wmdpウィンドウ上で緑と赤のスペクトルグラフィックが重複していても、実際のデータでは重複は起こりません。中央付近の破線で示された各検出器境目を越えたスペクトル部分は単に切れてしまう事にご注意ください。

Note 3:
2016年の段階では、大きな長方形で示される枠はやや大きく、左のエッジは実際には表示されるのより50pixelほど内側に来ます。右側のエッジは比較的正確です。→2021年修正しました！

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3. マスク・デザイン

インタラクティブにマスクをデザインする手順を説明します。
以下に示す手順を守ってください。この手順はデザインに満足するまで何度でも繰り返すことができます。

3.0 wmdp_moircsのクラッシュに注意！

残念ながら、wmdp_moircsは環境によっては比較的クラッシュしやすい事が知られています。特に、アクションのキャンセルでクラッシュを起こす事が多いです。時間をかけた作業内容を失わないために、頻繁に中間mdpファイルをセーブする様心がけてください。

3.1 表示の強度（濃淡）を調整する

淡い天体を表示したい時などに、表示の調整をしてください。"Change Intensity Scale" を選択して、 表示レベルの最大値・最小値を入力することができます。メイン・ウィンドウとズーム・ウィンドウの 両方に反映されます。

3.2 pixel scaleを設定し、マスクの中心位置を決める

デフォルトピクセルスケールとして既に0.1170がソフト内で設定されています。これは修正しないで、画像の方のピクセルスケールを0.1170に合わせてください。下4桁で合わせられる用に努力してください。なお"Option"から"Pixel Scale"を設定できますが、正しく動いていません。

次にマスクの中心座標を決めます。デフォルトでは実際に得られたデータを参考にして、プレイメージ中心から少しずらした値(1084, 1786)が入っています。マスク内でスリットの位置に合わせて視野をシフトさせたい時はマニュアルで設定します （スリットが検出器からはみ出しそうな時やスリットの数を視野内に効率よく配置したい時など）。2.1のCパートにある Draw FOVボタンで設定ができます。

視野中心を変更する場合、実際の観測でのマスク導入時のポインティング座標(RA/DEC)が、 プレイメージ取得時と変わりますので、結果をMOIRCSサポート担当者に送る際、必ず新しいRA/DECを添付してください。

注意： デフォルトのMOIRCS画像に張られてるWorld Coordinate System(WCS)情報は不正確な可能性があります。使用に際しては必ずユーザー側で再設定してください。

操作方法

1. "Draw FOV" をクリックします。（うまくいかない時は２度クリックしてください。）
2. 中心座標 (X, Y ピクセル単位) を入力します。Xcen＝X座標、Ycen＝Y座標。
3. "Redraw"を押すと視野表示線が更新されます。

3.3 マスク導入用ホールのデザイン

MOS観測では、複数のマスク導入用ホールの中心に導入用天体（アライメント星）を精度よく入れることで スリットの位置を決めるため、マスク導入用天体の選択は非常に重要です。 マスクデザインを始める前に、まずは導入用の星が適切な数あるかどうかを確認してください。 導入用天体は後からでも変更できます。

アライメント星としては、通常は大体 11 mag < Ks (Vega) < 17 mag の星を選びます。 Ks\=11 mag よりも明るすぎる星は、最短露出でも検出器上でサチる 可能性があります。一方で、サチらない範囲で明るい星を一つホールに入れておくと、その星を 使って観測中にフォーカスチェックできるという利点があります。1つのMOS板で長時間露出をする場合には、 これを推奨します。

観測においては、通常はノッディングした２枚の画像を差し引きした画像上で導入を行います。積分時間は20-30秒程度です。 明るい星の少ない領域の場合は、積分時間を極力長くします。デザインに使った星のK等級の情報があると、アラインメントの際の 露出時間を決める目安になり助かります。 なお、明るい銀河の中心等を選ぶのは極力避けてください。明るい星を複数選べれば、導入は大変効率的に行きます。一方非常に暗い星や銀河ばかりを選ぶと、導入に 非常に時間がかかる事もあります。特にシーイングが悪くなると、暗い天体は急速に見えなくなりますので、最悪の場合全く導入ができず時間を失うだけに終わる事もあります。

導入天体用ホールの直径は約 3.5arcsecにして下さい（*.mdp ファイルでは 30 ピクセルに相当します）。

3.3.1 操作方法

ケース 1

導入用天体の情報を予め *.mdp ファイルに書いておいた場合は、*mdp ファイル を読み込んだ時に導入用ホールが表示されます。

ケース 2

インタラクティブに選ぶ場合は以下の手順を行います。1. プルダウンメニューから [ Option ] - [ Change Default Slit Params ] を選び、 ポップアップウィンドウで、
Alignment Hole Size ( Diameter in pixel ) ＝ 30 （ 約3.5 arcsec に相当 ）
として OK します（デフォルトで設定されているので、通常は確認するだけです）。 2. "Add Alignment Hole" ボタンをクリックします。 3. メイン・ディスプレイ上で天体をクリックします。 クリックした周辺を拡大したイメージがズーム・ディスプレイに表示されます。 4. ズーム・ディスプレイ上でもう一度天体をクリックします。クリックした点を中心に ガウシアン・フィットが計算され、検出された天体を中心にしてズーム・ディスプレイ上に 再描写されます。 5. メイン・ディスプレイとズーム・ディスプレイの両方に、スリットの位置（白枠）と 導入天体が分光された時のスペクトル領域が表示されます。検出器１のスペクトルは緑枠、検出器２のスペクトルは赤枠です(環境によって色が変わるという報告があります)。 6. 一度 "Redraw" をクリックすると、ホールの位置が正しく表示されますので、 フィットが正しくできたかどうか確認します。実際のホールは円形ですが、プログラム上では正方形で表示されます。 天体がサチッている場合、フィットが外れてずれた場所にホールが生成される ことがありますので、ホールが正しい位置に生成されたかを確認してください。 7. 導入天体の選択はガウシアンフィットによる精度を要するため、 "Click-object" モードは使えません。 8. インタラクティブに生成されたホールは、*.mdpファイルのコメント欄に "Alignment Hole" と記されます。

導入天体用ホールのデザインのコツ

• マスクとスカイの位置のズレ（RA, DEC, PA）を精度良く測定するために、少なくとも６個以上の星を選び、それらが視野内に均等に散らばるようにしてください。 例えば各検出器に３個以上の導入用天体があるようにします。導入用天体の数には上限はありません（5個以上、10個以下程度が適当）。

導入星の分布 [ 悪い例 ] 星の分布が偏っている、数が少ない。

導入星の分布 [ 良い例 ] 星が視野にまんべくなく分布している。

• 観測現場では、MDPファイルに最初に現れる導入用星を目印に使っています。そのため、最初の導入星は視野端にない、なるべく明るめのものを選んでください。
• 紛らわしくならないよう、導入用天体はなるべく孤立したものを選んでください。2 arcsec以下の二重星は危険です。
• ホールは分光画像では明るく写るため、ホールからの光の影響が隣接したスリットのスペクトルに及ぶ事もあります。数arcsecの隙間をホールと隣接するスリットとの間に設けると安全でしょう。
• モザイクしたpreimageの、視野中心から半径3arcmin.の外にある星や天体は、分光ターゲットとしても、導入用天体としても、選ぶことが出来ません(図参照)。また、両チップのモザイク境界から上下約3秒以内にある星も避けてください。
• 導入ホール同士が隣接する状況も、意味に乏しいので避けてください。
• [FYI] 天体導入の際にトラブルがあった場合や、マスクの入れ換えに伴うオーバーヘッドを減らすために、マスクをカルッセルにしまわずに待機させたまま天体導入する場合があります。その際に視野の中央をマスクキャッチャーの腕が縦断するため(例)、チップの接合部から上下350pixel程度の所にある導入星は使えなくなります(MCSREDを使ってモザイク合成した[2048,3569]の画像の場合は、1415 < Y < 2095 pixelの領域にある導入星に相当します)。この領域の外にある導入星の数が少なくとも4つ以上あるように導入星選びをすると、オーバーヘッド削減が可能になる利点があります。

3.4 スリットのデザイン

マスクデザインをする際、空間方向（X方向）や分散方向（Y方向）でスリットが重なったり、 ターゲット天体が視野から外れたり視野のすきまに落ちたりしない様に注意する必要があります。また、選んだ天体同士の隙間の空間で他の天体も分光したい、という事が起こります。
そういった状況を解決し、なるべく多くの天体を効率良く観測できるようにスリットの 追加・削除・位置や形状の変更できるようになっています。

図: 分光天体、導入星はチップ間の境界(図の実線)の3 arcsec付近までは選ぶことができますが、分光したスペクトルはそのさらに約270ピクセルまでのデータ(各チップの端を示す破線)を取得する事ができます。例えば、チャンネル1上で切ったスリットのスペクトルがwmdp上で赤い破線を超えて上にまで伸びていた場合、赤い破線より上側のスペクトル部分は写す事ができません。チャンネル2も同様に、青い破線より下に伸びているスペクトルは、途中で切れてしまいます。

3.4.1 操作方法

ケース 1

分光天体の情報を予め *.mdp ファイルに書いておいた場合は、*mdp ファイル を読み込んだ時に、指定された長さのスリットが表示されます。

ケース 2

スリットをインタラクティブに追加する場合は、以下の手順で行います。

1. プルダウンメニューから [ Option ] - [ Change Default Slit Params ] を選び、 ポップアップウィンドウでパラメータを入力します。 Default Slit Width ( pixel ) ＝ スリット幅 （ピクセル単位）
   Default Slit Length ( pixel ) ＝ スリット長さ （ピクセル単位）MOIRCSのサンプリングレートは 0.117"/pix ですので、例えば、Width=6.84 とするとスリット幅が約0.8"に設定されます。 個々のスリットは、後から幅や長さを変更することができます。
2. 天体の選択方法を選びます。 ウィンドウ左上の "pick-object" モードではガウシアン・フィットしたピークの位置、 "click-point" モードではマウスでクリックした位置をそのままを天体の位置とします。 ガウシアンフィットは正確に中心を決定できますが、広がった天体の場合はうまく機能 しない場合があります。その場合"click-object" モードを使用できますが、カーソルの 位置を決める精度に技量が要求されるため、結果に対して注意が必要です。
3. "Add slit by click" ボタンをクリックします。
4. メイン・ディスプレイ上で天体をクリックします。 クリックした周辺を拡大したイメージがズーム・ディスプレイに表示されます。
5. ズーム・ディスプレイ上でもう一度天体をクリックします。 "pick-object" モードの時は、クリックした点を中心にガウシアン・フィットが計算され、 検出された天体を中心にしてズーム・ディスプレイ上に再描写されます。 "click point" モードの時は、ズーム・ディスプレイ上で好みの位置をクリックすれば そこを天体位置として、同じように天体を中心にしてズーム・ディスプレイ上に再描写されます。
6. メイン・ディスプレイとズーム・ディスプレイの両方に、スリットの位置（白枠）と 予想されるスペクトル領域（検出器１のスペクトルは緑枠、検出器２のスペクトルは赤枠）が表示されます。
7. 一度 "Redraw" をクリックすると、スリットの位置が正しく表示されますので、 フィットが正しくできたかどうか確認します。 天体がサチッている場合、フィットが外れて全く別の場所にホールが生成される ことがありますので、スリットが正しい位置に生成されたかを確認してください。
8. インタラクティブに生成されたスリットは、*.mdp ファイルのコメント欄に "Newly Added Slit" と記されます。

スリットデザインのコツ

1. 導入用星の場合と同様に、プレイメージの視野中心から半径3arcmin.の外にある星や天体は、分光ターゲットとして選ぶことが出来ません。また、両チップの結合部分から上下各3秒以内にある天体にもスリットを切らないでください。
2. 視野の端に近すぎる天体は、光学歪みのためにスペクトルが視野から逃げてしまう可能性が高いので避けます。視野端から約5arcsec程度以内にはスリットを切らない事を推奨します。

3. 分光標準星の観測の際には、今使っているMOSマスク上の適当なスリットを使って標準星データを撮る事を推奨しています。時間の節約以上に、主天体と共通のフラットを使った一次処理が可能になるからです。この準備のために、予めどのスリットを標準星の観測に使用するか考えておいてください(*)。又、標準星の観測に使うスリットの長さは、できるだけ長め(12arcsec以上)にされる事が推奨です。標準星観測による残像の影響が天体データに乗るのを避けるため、標準星は天体より少なくとも2倍以上長いノッド幅で観測するためです。

   (*)2014年12月追記：標準星のためのスリットの近傍(30arcsec以内程度)にアラインメントホールがあると、主観測が終わった後標準星の観測をする際に、MOSマスクを抜かないまま、オートガイダ―を使って標準星を希望のスリット上に導入できるかもしれません(つまりオーバーヘッドの削減になります)。余裕がある場合は、スリットの真横に空のアラインメントホールを切っておく事も有効でしょう。

4. 余裕があれば、明るい星に1つスリットを切っておく事を推奨いたします。これは観測中のデータクオリティチェックや、変動する大気吸収のモニタに利用できます。又、暗い天体の分光の場合、データの解析において、実際のノッド幅の評価やフラックス変動等の評価において、有効に利用できる場合があります。

5. !!重要!!現実のスペクトルはy軸方向に対して若干傾きがある事が知られています(VPHグリズムで1~1.5度程度)。そのため、スペクトルのレイアウトによってはお互いのスペクトルが重なり合う事があります(下図参照)。特に、隣接するスリット位置が左上と右下に大きく離れる場合に注意が必要です。y方向の距離の違いでオーバーラップの大きさは変わりますが、2つのスリットのy方向の距離で1000pixel辺り15pixel以上のマージンを取れば安全かと思います。R500グリズムはあまり傾きはありません。
   

3.4.2 スリット/ホールのパラメータの確認

スリットやホールのパラメータを確認するには、以下の４つの方法があります。

1. メイン・ディスプレイ上で調べたい領域をクリックすると、 クリックした周辺がズーム・ディスプレイに拡大表示されます。
2. "Show nearest slit" ボタンをクリックしてから、メイン・ディスプレイ上で 調べたいスリットの近くをクリックします。最寄りのスリットが自動的に 検出され、ズーム・ディスプレイにそのスリットの周辺が拡大表示されます。 同時にスリット情報が表示された小さいポップアップ・ウィンドウが立ち上がります。
3. "Show slit (ID)" ボタンをクリックし、ポップアップウィンドウに調べたいスリットのIDを入力すると、 ズーム・ディスプレイにそのスリットの周辺が拡大表示されます。 同時にスリット情報が表示された小さいポップアップ・ウィンドウが立ち上がります。
4. "Show Slit List" ボタンをクリックし、全てのスリット情報リストが表示されます。 スリットIDの左にあるボタンをクリックすることでスリット/ホールを有効・無効に切り替えることができます。 一度削除（無効）したスリット/ホールでも、後から有効に戻すことができます。

3.4.3 スリット長さや幅を変更/調整する

スリットの重なりを避けるために長さを短くしたい場合、または すきまいっぱいにスリットを伸ばしたい場合(Note)に、スリット長さをマニュアルで調整します。

1. "Change Slit Params" ボタンをクリックし、メイン・ディスプレイ上で修正したいスリットを クリックします。最も近いスリットが自動的に検出されます。

2. ポップアップ・ウィンドウで、新しいスリット情報を入力します。

   Left = スリットの空間方向の左端のX座標 （ピクセル単位）
   Right = スリットの空間方向の右端のX座標 （ピクセル単位）
   Width ( PIX ) = スリット幅 （ピクセル単位）
   Angle ( DEG ) = スリットの角度 （degree単位）

   MOIRCSのサンプリングレートは 0.117"/pix ですので、例えば、Width=6.84 (pix) と するとスリット幅が約0.8"に設定されます。
   ただし、一つの領域のマスクデザインに幅の違うスリットを混在させると、標準星取得の際に両方のスリットでデータを撮る必要が生じます。極力１種類の幅で統一する方が良いです。

3. OK してから "redraw" ボタンをクリックすると、更新された スリット・デザインが表示されます。

Note:
リセットアノマリパターンや迷光の引け残り成分をさらに引く必要が時々生じるため、ある程度はスリット間に隙間がある方が解析に有利となる時もあります。

3.4.4 スリット/ホールの削除

スリットやホールの削除には以下の２つの方法があります。 "delete"（削除）というのは"deactivate"（無効にする）という意味で、 スリットリストには削除したスリットの情報が残り、後から有効にすることができます。

ケース１

1. "Del Nearest Slit" ボタンをクリックします。
2. メイン・ディスプレイ上で削除したいスリットをクリックします。 最も近いスリットが自動的に検出され、削除されます。
3. "Redraw" ボタンをクリックすると更新されたスリット・デザインが表示されます。

ケース２

1. "Display Slit ID" ボタンをクリックし、メイン・ディスプレイ上でスリットID表示させます。
2. "Show Slit List" ボタンをクリックし、スリット・リストを表示させます。
3. 削除したいスリットの左側にあるボタンをクリックするとスリットが無効になります。 リストの一番下にある "accept" をクリックします。
4. "Redraw" ボタンをクリックすると更新されたスリット・デザインが表示されます。

3.5 結果を保存する

出力するデータファイルは２種類あります。

１つは、 *.mdp ファイルで、インプットにも使用したものです。 導入用天体等の追加情報や、パラメータの変更が反映されます。 稀に突然プログラムが止まるケースが報告されているため、このファイルは デザイン中も頻繁に保存してください。

もう１つは、 *.sbr ファイルです。これはスリットカットの工程で使用するものです。 マスクのデザインが全て終わったら、このファイルを保存してください。

3.5.1 *.mdp ファイルの保存

プルダウンメニューから [ File ] - [ Save MDP ] を選びます。 ファイル名 （*.mdp）を入力し, OK ボタンをクリックします。

削除したスリットの情報を保存するかどうか聞かれます。 どちらでも構いませんが、保存した場合は、コメント欄の最後に "Deleted" と表示され、 後でマスクデザインの確認をする際に便利です。

*.mdp ファイルの例

1646.0900 2525.9802 170.0000 8.0000 0.0000 1.0000 B, Object-1
1413.2900 3187.8088 170.0000 8.0000 0.0000 1.0000 B, Object-2
1425.0000 1307.4368 150.0000 8.0000 0.0000 1.0000 B, Object-3
1596.8900 1188.6917 133.7800 8.0000 0.0000 1.0000 B, Object-4 redshift=1.2
1790.0000 1424.0500 60.0000 8.0000 10.0000 1.0000 B, Object-5 faint
1929.3048 2935.7109 30 30 0.0000 0.0000 C, Alignment Hole
1013.9686 2216.7029 30 30 0.0000 0.0000 C, Alignment Hole
1860.3289 2637.6160 30 30 0.0000 0.0000 C, Alignment Hole
1306.7455 1371.2542 30 30 0.0000 0.0000 C, Alignment Hole
2155.8694 660.0646 30 30 0.0000 0.0000 C, Alignment Hole Deleted
1840.0000 1424.0500 60.0000 8.0000 10.0000 1.0000 B, Newly Added Slit
2722.4922 2618.4399 30 30 0.0000 0.0000 C, Alignment Hole
2805.4500 1047.8396 90.0000 8.0000 10.0000 1.0000 B, Newly Added Slit
1118.0699 1456.2828 170.0000 8.0000 0.0000 1.0000 B, Newly Added Slit

注意

*.mdp ファイルを保存する際、キャンセルするとせっかく作成したmdpファイルが空になる現象が知られています。十分注意して保存してください。

3.5.2 *.sbr ファイルの保存

1. 通常は不要ですが、もしpixel scaleが0.1170でない場合、[ Option ] - [ Pixel Scale ] をクリックし、が0.1170であることをもう一度確認してください。
2. "Draw FOV" ボタンをクリックします。 もし視野をずらした場合は(X、Y)座標をメモしておきます。 通常はデフォルトのままで、視野中心の移動は各自の責任で行ってください。
3. プルダウンメニューから [ File ] - [ Save SBR ] を選びます。 ファイル名 （*.sbr）を入力し、OK ボタンをクリックします。

4. 視野の中心座標を聞かれます。通常はデフォルトのままです。 視野をずらした場合は (X、Y) 座標を入力します。

   注意

   *.sbr ファイルを生成（保存）する際、MDPプログラムではスリットの位置が視野から 外れていないかどうかをチェックします。視野から外れていたり、異常なスリットがあると ポップアップウィンドウで警告メッセージが表示されます。なおこのチェック部にはバグが ある事が知られています。もし警告がでた場合は、念のためデザインを確認した上で、OKそうであれば 無視してください。

3.6 MDPプログラムの終了

プルダウンメニューから [ File ] - [ Quit ] を選びます。

3.7 そのほか

3.7.1 ダミースリット（ID=0のスリット）

MDPプログラムを *.mdp ファイルなしで始めた場合、ダミースリット（スリットID=0）が 自動的に生成されます。このスリットは他のスリットを生成した後に、削除してください。

3.7.2 座標系の換算

• MDPプログラムの座標は１から始まります。SAOimage や Skycat 等のFITSビューアも １から始まる座標系を使用していますが、IDLのように０（ゼロ）から始まるソフトウエアもあります。 予め天体の座標を測定して *.mdpファイルを作成する場合は十分に注意してください。

3.7.3 視野から外れたスリットに注意

視野から大きく外れたスリットはマスクカット用のホルダを傷めますので、確実にスリットが視野の中(2.1章の図参照)に入る事を心がけてください。

なお、視野の中に入っているにも関わらず.sbrファイル生成の際に視野から視野外である事への警告が出る事があります。バグですので無視して頂いて結構です。

3.7.4 グリズムパラメータの変更

撮像フィルタ等を併用して分光したい時など、スペクトルのグラフィックス表示をそれに合わせて変更できます。プルダウンメニューから [ Option ] - [ Grism Setting ] をクリックすると、"Grism Parameter Setting" というポップアップウィンドウが開きます。以下の設定変更で、同じグリズムでも、使うフィルタによってスペクトルの広がる領域の表示を変えることができます。

Straight-through Wavelength = 11200.0 （既定値ですので書き換えないでください。）
Minimum Wavelength ( A ) ＝ 用いるフィルタの短波長側の波長（オングストローム単位）
Maximam Wavelength ( A ) ＝ 用いるフィルタの長波長側の波長（オングストローム単位）
Dispersion ( A/pix ) ＝ 分散（既定値ですので書き換えないでください。）
Displacement along X-axis ＝ （既定値ですので書き換えないでください。）
zeroth order offset = 8000 （既定値ですので書き換えないでください。）

この操作はVPHグリズムのデザインにおいては必須です。現在wmdp_moircsはVPHのデザインをサポートしていませんが、VPHページから各パラメータを参照し、編集する事で、大まかなデザインをすることができます。なお、Displacement along X-axisは現在ch1とch2 で独立に扱う事ができないので、各チャンネルのデザインをするときに個別に設定してください。

3.7.5 色調整等変更

プルダウンメニューから [ Option ] - [ Preference ] をクリックすると、"Dialog Input" という ポップアップウィンドウが開きます。"color table number ( 1 - 40 )" でメインディスプレイの色調を調整できます。 "demagnification factor" で使用しているディスプレイの解像度に合わせてMDPを表示するように調整できます。

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4. MDPディスプレイのスナップショットを保存する

デザインが終わったら、最終デザインが表示されたMDPディスプレイのスナップショット を保存してください。このイメージはスリット加工の際の確認作業に使用されます。 また、観測の際のファインディング・チャートとしても利用できます。 （ファインディング・チャートとして使用する場合は時計回りに90度回して見ます）

スナップショットを生成する機能はwmdp_moircsには備わってないため、他のソフトウエアを使って、 標準的なフォーマット（ jpg や png ）で保存してください。

なお、スナップショットはマスクカット作業の際に、作業者がカット結果が正しいかどうかを確認するために使用します。コントラストを調節し、スリットが見やすい画像の作成を心がけて頂けますと幸いです。

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5. 結果ファイルの提出

以下のものをMOIRCSサポート担当者に e-mail で提出してください。

• *.mdp ファイル
• *.sbr ファイル
• 最終デザインが表示されたMDPディスプレイのスナップショット
• 設定した視野中心のXY座標（mpdデザインの際に"Draw FOV"で指定した値）

MOS観測の際には、OPEファイルで指定する天体の位置のRA/DEC 座標は、このMDPで指定した視野の中心を入れてください。視野の中心は、MDPで"Draw FOV"ボタンで指定したXYに対応するRA/DEC値でも、MOIRCS視野を表す黄色い長方形枠の中心座標でも、どちらでも問題なく導入可能です。

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6. 謝辞

このMDPプログラムは、FOCASチームが 開発してきたFOCAS用MDPにもとづいて、服部尭さんがMOIRCS用に改良して くださったものです。 またこのマニュアルは、FOCAS用MDPマニュアルにもとづいて作成されています。

Document Preparation by Chihiro Tokoku (July 2006) / Revised by Ichi Tanaka