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2025-09-12 更新
spherical: A Comprehensive Database and Automated Pipeline for VLT/SPHERE High-Contrast Imaging
Authors:Matthias Samland
I present spherical (https://github.com/m-samland/spherical), a software package and database designed for the ESO VLT/SPHERE high-contrast imager. SPHERE has produced the world’s largest archive of direct imaging observations of exoplanets and circumstellar disks, but its heterogeneous metadata and fragmented reduction tools make end-to-end analysis labor-intensive. spherical addresses this by combining (1) a curated, regularly updated, and searchable database of all SPHERE observations, cross-matched with stellar properties and observing conditions, and (2) a Python-based, script-driven pipeline for the Integral Field Spectrograph (IFS). The database, archived on Zenodo (https://doi.org/10.5281/zenodo.15147730) and reproducible from the ESO archive, currently includes about 6000 IRDIS dual-band imaging, about 1000 IRDIS polarimetric, and about 4500 IFS sequences, with additional modes (ZIMPOL, IRDIS-LSS, SAM) planned. The pipeline automates raw data retrieval, calibration, and IFS reduction with the adapted open-source CHARIS instrument pipeline, followed by astrometric and photometric calibration and post-processing with TRAP for companion detection and spectral extraction. spherical lowers the barrier from raw files to science-ready products, enabling homogeneous population studies, atmospheric characterization of companions, and efficient survey follow-up, while remaining interoperable with community tools such as VIP, pyKLIP, and IRDAP.
我介绍的是spherical（https://github.com/m-samland/spherical），这是一款为ESO VLT/SPHERE高对比度成像仪设计的软件包和数据库。SPHERE已经产生了世界上最大的系外行星和恒星周围星盘的直接成像观测档案，但其异构的元数据和分散的减少工具使得端到端的分析变得非常繁琐。spherical通过以下两个方面来解决这个问题：（1）一个经过筛选、定期更新和可搜索的SPHERE所有观测数据的数据库，与恒星属性和观测条件进行交叉匹配；（2）一个基于Python的、脚本驱动的针对积分场光谱仪（IFS）的管道。数据库在Zenodo（https://doi.org/10.5281/zenodo.15147730）存档，可从ESO档案中重现，目前包含大约6000个IRDIS双波段成像、大约1000个IRDIS偏振计量和大约4500个IFS序列，还计划增加其他模式（ZIMPOL、IRDIS-LSS、SAM）。该管道自动化了原始数据的检索、校准和IFS减少，使用了适应的开源CHARIS仪器管道，接着进行了天体计量和光度学标定，并用TRAP进行伴随检测光谱提取和后续处理。spherical降低了从原始文件到科学准备产品的壁垒，使得可以进行均匀总体研究、伴随大气特征表征和有效的调查后续工作，同时仍与社区工具（如VIP、pyKLIP和IRDAP）兼容。
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Summary
本文介绍了名为spherical的软件包和数据库，专为ESO VLT/SPHERE高对比度成像仪设计。SPHERE拥有世界上最大的外行星和星周盘的直接成像观测档案，但其异构的元数据和分散的减少工具使得端到端的分析变得劳动密集。spherical通过结合数据库和Python驱动的管道来解决这一问题，数据库包含所有SPHERE观测的固化数据、恒星属性和观测条件，管道自动化原始数据的检索、校准和IFS减少过程，为后续的科学研究提供了便利。
Key Takeaways
- spherical是一个针对ESO VLT/SPHERE高对比度成像仪的软件包和数据库。
- SPHERE拥有世界上最大的外行星和星周盘直接成像观测档案。
- spherical解决了SPHERE数据异构性和分析难度大的问题。
- 数据库包含所有SPHERE观测的固化数据、恒星属性和观测条件。
- spherical提供了一个Python驱动的管道，用于自动化原始数据的检索、校准和IFS减少过程。
- 该管道包括使用开源CHARIS仪器管道进行校准和减少过程，以及使用TRAP进行伴随物检测和光谱提取的后处理。
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