Наивные вопросы про спектроскопию

[voiserg]

Скорее всего, это линия никеля Ni I, длина волны в воздухе 589.288 нм.
...
Можно увидеть её и в этом атласе:
http://bass2000.obspm.fr/download/solar_spect.pdf
(на стр. 21 внизу)

Спасибо.
Идя тем же путем,  к этой линии можно "впарить" линию Ti1 5899,3 - получится искомый псевдодублет натрия, примерно так же расположенный и ослабленный, как в спектре Арктура
Тем самым доказательство спектральной двойственности Арктура откладывается (хотя и не отменяется).

[voiserg]

По ходу дела возник другой вопрос - на основании чего большинство звезд считаются двойными ?
Не знаю точной статистики, а у меня сложилось впечатление, что 90% звезд числятся двойными.
Из них визуально двойными являются лишь немногие, а большинство относятся к двойным по спектральным данным (других критериев вроде бы нет).
Как это делается по эффекту Доплера - знают многие, но только в теории.
На практике это делают очень немногие из здесь присутствующих (я пока знаю только одного krussh) и выдают уже готовые результаты обработки первичных данных .
А хотелось бы видеть первичные спектры, на основании которых определяется двойственность хотя бы самых известных и ярких звезд: Бетельгейзе, Альдебаран и т.п.

[voiserg]

 По моей просьбе esemenko любезно предоставил фото участка спектра двойной звезды HD 202664, полученные на ОЗСП БТА

В файле orbit_fit содержится кривая лучевых скоростей (точки — измерения на ОЗСП, сплошная — аппроксимация моделью). Два нижних графика дают разницу (O-C). Итоговые параметры орбиты в данном конкретном случае: P=11.27 сут., e=0.007, ω=327°, γ=-8 км/с, K1=73 км/с и K2=77.8 км/с.

Линии, которые видны на том рисунке — He I 4471 Å и Mg II 4481 Å.

Спасибо большое.

[voiserg]

Конечно, это самый удобный и показательный пример, когда звезды в паре почти одинаковые.
Но ведь так бывает очень редко, хотя двойных звезд - подавляющее большинство, и их двойственность в большинстве случаев определяется именно по спектральным данным.
По-прежнему хотелось бы видеть, как это делается для звезд, спектры которых я могу исследовать на предмет скорости на моем БАССКе - "оранжево-красных" (класса KIII и близких) от 2 величины и более.

 Например, в Вики в статье про Альдебаран написано

В 1993 году измерения радиальной скорости Альдебарана, Арктура и Поллукса показали, что все три звезды имеют долгопериодические колебания, которые были интерпретированы как существование субзвёздного объекта - газового гиганта или коричневого карлика, с массой равной 11,4 массам Юпитера на расстоянии 1,35 а. е.

Спектры этих трех звезд я получаю, но точность пока недостаточна для таких измерений (у меня порядок 10 км/с).
"Пристреливаюсь" к Алголю и Капелле.
Хотя Алголь А слишком горячий и голубой (класс В8) его компаньон краснее (К02), но наверное все-таки слишком слабый для моего БАССКа.
А вот у Капеллы два примерно одинаковых компаньона классов K0 и G1, их орбитальная скорость тоже не малая - порядка 33 км/с, так что у меня есть надежда кое-что увидеть.
Кто-нибудь мог бы показать примеры их двойственности на спектрах ?

[voiserg]

Также прошу проверить, правильно ли я определил угол, под которым нам видна плоскость вращения  пары Капеллы при ее координатах:
Прямое восхождение 05ч 16м 41.4с= 80*
Склонение +45° 59′ 53″
и элементах орбиты
Узел (Ω) 40,8 ± 0,1°
Наклонение (i) 137,18 ± 0,05°
У меня получается, что  плоскость вращения пары составляет с "лучем зрения" угол 40*, поэтому "лучевые" составляющие орбитальных скоростей пары должны определяться как V Cos40*= 0.766 V
Это правильно ?

[esemenko]

А вот у Капеллы два примерно одинаковых компаньона классов K0 и G1, их орбитальная скорость тоже не малая - порядка 33 км/с, так что у меня есть надежда кое-что увидеть.
Кто-нибудь мог бы показать примеры их двойственности на спектрах ?

Не вижу проблем. Вот вам архив наблюдательных данных со спектрографа ELODIE обсерватории Верхнего Прованса. Там же есть для некоторых спектров посчитанные и кросс-корреляционные профили, где наиболее явно видна разница в лучевых скоростях.

[voiserg]

Спасибо.
Но проблемы с этими данными  у меня все-таки есть.
В обозримом виде себе могу скачать только 2D эшеле-спектр, но разобрать его не могу.
1D профиль  спектра в "прямом доступе" слишком плотный - нельзя точно разобрать детали, хотя вижу "провалы" в интересующей меня области оранжевого дублета натрия 5890 А, а скачивается с расширением fit. - Максим его не может открыть.
С тем же расширением скачивается и не открывается график CCF.
Его рассмотрение в "прямом доступе" тоже вызывает вопросы, потому что вижу один "провал" - наверное для всей пары, удаляющейся от Солнца со скоростью 30 км/с (да еще +орбитальная скорость Земли).
Вообще же 17 спектров (из которых только 7 обработаны на предмет скорости) - наверное маловато для установления двойственности.
Так что пока не могу проследить, как из этой информации вывести двойственность Капеллы.

[esemenko]

В обозримом виде себе могу скачать только 2D эшеле-спектр, но разобрать его не могу.

Это не обязательно.

1D профиль  спектра в "прямом доступе" слишком плотный - нельзя точно разобрать детали, хотя вижу "провалы" в интересующей меня области оранжевого дублета натрия 5890 А, а скачивается с расширением fit. - Максим его не может открыть.

Для ограничения по диапазону длин волн есть два поля внизу, где можете указать интересующие вас границы в ангстремах. В FITS-файлах, которые можно скачать, представлены уже экстрагированные одномерные данные. Я не знаю, что там у Максим'а с ними, но есть куча программ, позволяющих рисовать содержимое таких FITS'ов. Хотя, может быть и не куча: про Windows ничего не могу сказать, т.к. ее у меня нет.

С тем же расширением скачивается и не открывается график CCF.
Его рассмотрение в "прямом доступе" тоже вызывает вопросы, потому что вижу один "провал" - наверное для всей пары, удаляющейся от Солнца со скоростью 30 км/с (да еще +орбитальная скорость Земли).

Два выступа на ККФ соответствуют двум компонентам, линии которых присутствуют в спектре. Лучевая скорость компонента с медленным вращением около +30 км/с, у быстровращающегося RV=+10 км/с.  Из отношения глубины можно оценить разницу в светимости звезд, а ширина профилей дает информацию о вращении. Считайте, что эти ККФ-профили — некие усредненные спектральные линии уже в пространстве скоростей.

Вообще же 17 спектров (из которых только 7 обработаны на предмет скорости) - наверное маловато для установления двойственности.
Так что пока не могу проследить, как из этой информации вывести двойственность Капеллы.

ККФ любой интересующийся может посчитать для любого спектра из представленных в базе данных. Система Капеллы изучена уже вдоль и поперек. Кому вы и что собираетесь доказывать? Почитайте вот, хотя бы, эту статью. Там препринт статьи из A&A.

[voiserg]

В FITS-файлах, которые можно скачать, представлены уже экстрагированные одномерные данные. Я не знаю, что там у Максим'а с ними, но есть куча программ, позволяющих рисовать содержимое таких FITS'ов. Хотя, может быть и не куча: про Windows ничего не могу сказать, т.к. ее у меня нет.

уже второй раз в этой теме сталкиваюсь с этой проблемой - как прочитать fit - заголовок в файле с "экстрагированным" спектром.
Первый раз с этим столкнулся при ознакомлении со спектром Полярной с эшеле-спектрметра UFES Коуровской обсерватории:

В файле Polaris_180_02_CRR_SLR_ec_WCS.fit есть шкала длин волн. В фитс-заголовке есть поля WAT с записями вида
spec61 = "61 126 0 4067.9011944634 0.034225222929979 2046 0. 2028.18 2048.99"'
61- относительный порядок на кадре
126 - абсолютный порядок эшелле решетки
4067.9011944634 - длина волны для середины нулевого пиксля в этом порядке
0.034225222929979 - дисперсия А/пиксель для этого порядка
остальное не так интересно)
Не знаю что посоветовать для работы с такими файлами.

Вопрос к знатокам:
Так что все-таки посоветуете начинающему любителю с Виндой 7 или ХР, чтобы прочитать fit - заголовок в файле с "экстрагированным" спектром.?
Ведь в ВИки написано:

Главная особенность FITS в том, что метаданные изображения хранятся в удобочитаемом заголовке, формата ASCII.
 Это сделано для того, чтобы любой пользователь, не имеющий специального программного обеспечения, мог бы прочитать заголовки и получить общее представление о происхождении файла.

Пока же получается как раз наоборот - информация НЕ доступна любому пользователю без спецПО.

[voiserg]

Система Капеллы изучена уже вдоль и поперек. Кому вы и что собираетесь доказывать? Почитайте вот, хотя бы, эту статью. Там препринт статьи из A&A.

Спасибо, изучаю.
Очень хорошо, что есть люди, имеющие потребность и возможность на новом уровне изучать то, что "изучено уже вдоль и поперек".
Жаль, что чаще всего такая потребность и возможность у людей "за бугром".
Доказывть пока ничего не собираюсь, прежде всего хочу выйти на нужный уровень спектроскопии высокого разрешения со своим бесщелевым спектрометром (хотя бы для ярких звезд).

[esemenko]

уже второй раз в этой теме сталкиваюсь с этой проблемой - как прочитать fit - заголовок в файле с "экстрагированным" спектром.
Первый раз с этим столкнулся при ознакомлении со спектром Полярной с эшеле-спектрметра UFES Коуровской обсерватории:
...
Вопрос к знатокам:
Так что все-таки посоветуете начинающему любителю с Виндой 7 или ХР, чтобы прочитать fit - заголовок в файле с "экстрагированным" спектром.?

Я вспомнил, как однажды мне привезли спектры с Терскола в экстрагированном виде в формате 200 программы Dech. Эта программа была когда написана сотрудником нашей обсерватории и, насколько я знаю, есть еще достаточно много людей, использующих ее в своей научной работе. По ссылке найдете и руководство на русском и установочные пакеты самой программы под Windows (под Wine тоже работает, если кто понимает о чем речь).

Затем очень советую ознакомиться с этим сайтом. Там же найдете программу ISIS, предназначенную как раз для работы со спектрами под Windows. Предупреждаю сразу, в отличие от небольшого опыта (вынужденного) работы в Dech, с ISIS работать не доводилось.

Пока же получается как раз наоборот - информация НЕ доступна любому пользователю без спецПО.

Что тут удивительного? Формат FITS был разработан не для общего назначения. Заголовок файла действительно можно прочитать любыми средствами, двоичные данные прочитать уже не так просто. В профессиональной среде астрономов-спектроскопистов Windows используется на порядок реже других систем (в основном Linux, реже — другие *nix-системы). Для этих систем полно специальных программ для работы с астрономическими данными: IRAF, MIDAS перекроют 90% потребностей. Для любителей программировать на Python есть множество библиотек и готовых пакетов для анализа спектров.

[esemenko]

Очень хорошо, что есть люди, имеющие потребность и возможность на новом уровне изучать то, что "изучено уже вдоль и поперек".

На новом уровне всегда есть смысл изучить еще раз "изученное вдоль и поперек". Однако же понятие "новый уровень" означает совсем другое качество приборов и затраты на его изготовление. И да, новый уровень в нашем случае непоредственно должен быть связан с большой глубиной понимания сути вопроса.

Доказывть пока ничего не собираюсь, прежде всего хочу выйти на нужный уровень спектроскопии высокого разрешения со своим бесщелевым спектрометром (хотя бы для ярких звезд).

Бесщелевая спектроскопия высокого разрешения? Это вы про БАССК?

[voiserg]

Бесщелевая спектроскопия высокого разрешения? Это вы про БАССК?

Да, я написал что "хочу выйти на нужный уровень спектроскопии высокого разрешения со своим бесщелевым спектрометром (хотя бы для ярких звезд)" - про свой БАССК.
Насколько я понимаю, других прецедентов пока нет.
Даже космический бесщелевой RVS GAIA при теоретическом разрешении 60000 (300 линий на мм при ширине дифрешетки  200 мм) имеет реальное практическое разрешение 11500. Но у него дифрешетка не в апертуре, как у меня, а после зеркал телескопа и корректора.
У меня теоретическое разрешение 90000 (600х150), а практически наверное тоже раз в 5 меньше, на уровне RVS GAIA - но с дифрешеткой в апертуре, что предполагает "совсем другое качество приборов" в смысле принципиальных возможностей, хотя затраты на изготовление у меня пока на порядки меньше, чем в проекте GAIA (с удовольствием потратил бы на порядки больше).

Кстати, о "качественно новом уровне".
А.Иванов разместил анонс нового спектрометра для БТА (ввод предполагался в середине 2017 г.)
Краснодарский астроклуб и обсерватория КубГУ
Он уже работает ?
Почему его нет в перечне приборов БТА ?

[esemenko]

Кстати, о "качественно новом уровне".
А.Иванов разместил анонс нового спектрометра для БТА (ввод предполагался в середине 2017 г.)
Краснодарский астроклуб и обсерватория КубГУ
Он уже работает ?
Почему его нет в перечне приборов БТА ?

Этот спектрограф все еще в процессе изготовления. В конце прошлого года на лабораторном стенде уже был получен первый свет: получено разрешение R около 70000. К концу этого года ожидаем завершение изготовления штатной камеры и кросс-дисперсора. В следующем году спектрограф должен войти в тестовую эксплуатацию и еще через год уже может и появится в штатном расписании.

Что касается конструкции БАССК, я еще посмотрю на то, что там было написано ранее. Пока ничего о его конструкции и жизнеспособности сказать не могу.

[voiserg]

Затем очень советую ознакомиться с этим сайтом.

На сайт http://www.astrosurf.com/buil/ я ходил еще год назад, когда определялся с конструкцией моего будущего спектрометра.
Оттуда скачивал IRIS, которой пользуется масс астрофотографов. Но конкретно по обработке спектров возникли проблемы, которых мне никто не помог решить, и я выкручивался сам как мог.
Сложилось впечатление, что даже те немногие любители, которые работают со спектрами, используют покупную R-spec.
Но дело сейчас не в этом, а в том, чем читать "сопутствующую" информацию fit файла (которая в приложении к спектру оказывается основной) ?
ISIS это позволяет ?
Чем он отличается от IRIS ?
Впрочем, Вы сами написали, что не работали с ISIS (и с IRIS наверное тоже) - так что эти вопросы к другим знатокам и любителям.

[voiserg]

Знатоки с любителями молчат, поэтому опять приходится выкручиваться самому.
ISIS пока не помогла мне прочитать информацию в fit. файле, так же как и IRIS.
Наверное это то, что выводится онлайн на сайте ELODIE для этого спектра
 Spectra: FITS Pipeline processing
List of FITS keywords
Похоже, что нумерация с 1 по 67 - это информация по строкам (относительные порядки спектра)
YLIMG и YLIMD наверное информация о длине волны в этих строках (в нм)
В IRIS я смог экстрагировать  из общего экстрагированного эшеле-спектра строки (порядки) 39 и 40 (по числам YLIMG и YLIMD  похоже, что в этих строках интересующий меня дублет натрия 589 нм).
Делаю это двумя командами:
COPY [line] [line+1]
L_MEDIAN [line] [line+1]
здесь [line] - номер выделяемой строки (порядка спектра относительно начального).
для строк 39 и 40 получается то, что во вложении.
Похоже, что конец строки 39 повторяет начало строки 40.
Но где там дублет натрия (вернее, пара дублетов, сдвинутых по Доплеру) - не пойму.

Смотрю график профиля спектра в диапазоне 588-592 нм (тоже в приложении) и четко вижу там знакомые по спектру Арктура большие "провалы" дублета натрия и рядом с ними провалы поменьше - линии Ni I 589,3 нм и Ti1 589,9.
Но пару дублетов, сдвинутых один от другого по Доплеру, визуально выделить не могу.
Неужели даже для такой удобной двойной как Капелла (две примерно одинаковые яркие компоненты с удобным расположением) такое разделение может сделать только "корреляционная функция" ?

[nolv]

Открыл спектр HD034029 из ELODE

Что-то вообще не понимаю где тут дублет натрия.

[nolv]

Линия поглощения Hb с того-же графика.
Минимум не совпадает с 486,1329

[voiserg]

Не удивительно, что экстремумы интенсивности линий спектра Капеллы не совпадают с нужными "стационарными" значениями - она ведь двойная (с орбитальными скоростями порядка 30 км/с), и вся пара движется с лучевой скоростью порядка 30 км/с.
Удивительно, что выглядит это на графиках не совсем так, как ожидают начинающие (в частности и я).
На том спектре 20000616-0009, который Вы привели, доплеровское раздвоение дублета натрия вполне четко прослеживается (при желании это идентифицировать именно так) - в отличии от тех 17 спектров, которые открылись мне.
Но как Вы его нашли ?
У меня на запрос о спектрах Капеллы HD034029 открывается 17 спектров, сделанных в 2003-2004 году, а этого спектра за 2000 год нет.

[nolv]

Открыл какой-то другой файл.
Здесь вроде виден дублет и вроде как линия от спутника.
Исключил континуум, учел врашение и орбитальное движение Земли. Получается лучевая скорость Капеллы +31км/с, лучевая скорость спутника -32 км/с. Если это в самом деле спутник.