「天聞的資料科學」如何用Astroquery取得韋伯太空望遠鏡的觀測資料?

天文背包黑客
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「天聞的資料科學」專欄以臺北天文館、臺南南瀛天文館等網站的天文新聞為題材,介紹相關的開放資料及開源軟體,並引導讀者使用Python程式來取得、前處理、分析及視覺化這些資料。透過上述資料科學步驟,讓群眾能夠藉由動手體驗天文知識的發現過程,拉近與星空的距離。此外,本專欄也是「天文的資料科學」教育產品開發計畫的一部分,如果你想要體驗更多從資料產出天文新知識的旅程,歡迎填寫這份調查表單,讓我能根據你的需求及建議,制定適合你的教學內容及呈現方式。
此圖是我藉由Midjourney AI創作。

有位島民抬頭凝望星空時,想起之前某個AI錯答關於韋伯太空望遠鏡的新發現。他好奇大眾是否有機會使用韋伯太空望遠鏡的觀測資料,以體驗天文新知的發現過程。這股好奇心引領他加入「天文數智」公司,成為調查員黑蛋,接受PM貳婰舞分派的任務,並與他的AI協作夥伴,i蟒,展開「天聞的資料科學」之旅。

「客戶看了『跳下宇宙懸崖,深入探索恆星的誕生』這篇關於韋伯太空望遠鏡的天聞新知後,好奇大眾是否也能取得相關的觀測資料,因此委託我們調查。」PM貳婰舞正在描述黑蛋的首件調查任務。「這篇文章提到,韋伯太空望遠鏡因搭載能偵測到穿透星際塵埃的紅外線輻射的儀器,首次揭露了位於船底座星雲疏散星團NGC 3324中被塵埃遮擋的恆星形成細節,這些細節是之前哈伯太空望遠鏡用可見光偵測器無法看到的。你的任務是調查大眾如何取得這些資料。」

了解任務需求後,黑蛋呼叫他的AI協作夥伴:「嗨,i蟒,請簡介韋伯太空望遠鏡,包含科學目的及觀測儀器。」

韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope),英文簡稱JWST或Webb,是由美國太空總署、歐洲太空總署和加拿大太空總署所合作的紅外線太空望遠鏡,被視為哈伯太空望遠鏡的繼任者。它的主要科學目的是研究恆星和星系的形成與演化、宇宙的早期歷史,以及系外行星的特性。韋伯太空望遠鏡上有四個主要的觀測儀器,分別是:Near Infrared Camera(NIRCam)、Near Infrared Spectrograph(NIRSpec)、Mid-Infrared Instrument(MIRI),以及Fine Guidance Sensor and Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph(FGS/NIRISS)。」

「大眾要如何取得韋伯太空望遠鏡的觀測資料?」黑蛋接著問。

「大眾可以透過MAST(Barbara A. Mikulski Archive for Space Telescopes)網站下載到韋伯太空望遠鏡的觀測資料。MAST是一個天文觀測資料中心,專門存儲和管理多個太空及地面天文觀測計畫的資料,包含韋伯太空望遠鏡和哈伯太空望遠鏡等。」

「那可以用Python下載MAST提供的韋伯太空望遠鏡觀測資料嗎?」

「可以。Astroquery這個Python套件提供多個模組,能連接不同的天文資料庫服務以取得相關資料,其中的astroquery.mast這個模組,是用於取得MAST提供的資料。」

「讚唷!我想知道astroquery.mast模組有哪些資料查詢及下載功能。」

「在astroquery.mast模組中,Observations.query_object()Observations.query_region()可分別針對星體名稱和座標位置,查詢出相符的觀測清單。若想要設定更多篩選條件,例如特定的望遠鏡和儀器,則需使用Observations.query_criteria()。查詢到觀測清單後,可用Observations.get_product_list()取得清單中某項觀測的資料檔案列表,然後再用Observations.download_products()下載這些資料檔案。要我提供上述功能的使用範例嗎?」

「恩,好,但我要指定範例。請你先在Colab上新增一個名為jwst.ipynb的調查報告,整理一下astroquery.mast模組的功能介紹。然後在該調查報告中,示範如何下載韋伯太空望遠鏡觀測疏散星團NGC 3324的資料。」

「嘶~~~調查報告已完成,請點擊這個連結查看。」i蟒說。

黑蛋確認後說:「讚唷!我想休息一下看部電影,請播放有太空感的電影。」

「好的,讓我為你播放電影『星聞大戰』。」i蟒在螢幕上播放影片。

「在遙遠的星系,很久很久以前.…..

星聞大戰:資料科學的崛起

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此篇文是由蘇羿豪經ChatGPT協助創作,文章以「創用CC姓名標示-非商業性-禁止改作 4.0(CC BY-NC-ND 4.0)國際版授權條款」釋出,相關程式碼以MIT授權條款釋出。如果你喜歡這篇創作,歡迎收藏它的Writing NFT


CC BY-NC-ND 2.0

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