Prctica d'espectres al COU

OBTENCI I REDUCCI DESPECTRES ESTELLARS AMB CCD:

CLASSIFICACI D'ESPECTRES ESTELLARS I CLCUL DE VELOCITATS RADIALS

El telescopi i l'espectrgraf

Cargol micromtric: molt sensible!

Telescopi de la cpula gran del COU: Meade LX200 utilitzant lespectrgraf SBIG model SGS (Self-Guiding Spectrograph) acoblat a una cmera CCD de doble xip (xip de guiat i xip dimatge) model ST8.

Elements fonamentals de l'espectrgraf

Espectrgraf SBIG (Self-Guiding Spectrograph) Treballa amb una xarxa de difracci

La llum que arriba a lespectrgraf es veu separada en dos camins ptics, el primer dells sense passar per la xarxa de difracci. Es pot apreciar la palanca de la part superior que regula el pas de llum cap lautoguiat (aqu en posici de tancat).

Treballarem amb la ST8, una cmera de doble xip: xip dautoguiat i xip dimarge

Resoluci de lespectrgraf

Escletxa:

Amb aquest element salla lestrella a observar. Disposem de dues, damplades 18 i 72 mm. Com ms estreta s lescletxa, ms resoluci

Treballarem amb la de 18mm donat que proporciona millor resoluci, La de 72 sutilitza per a fer espectrofotomtria

Xarxes de difracci:

Disposem de dues xarxes que funcionen per reflexi: LR: 150 lnies/mm (baixa resoluci) HR: 600 lnies/mm (alta resoluci)

Es pot canviar de xarxa amb la palanca commutadora de lespectrgraf La dispersi lineal (/mm) s un dels parmetres a determinar en aquesta prctica:

Dispersi amb la ST8: LR: ~4 Angstroms/pixel, HR~1 Angstrom/pix

Calibraci dels espectres: Necessari per a conixer la dispersi i el punt zero dels espectre. Farem servir:

1) Usarem una lmpada de calibraci 2) Lnies demissi del cel (noms per a espectres amb temps dintegraci llargs) 3) Per lalta resoluci, podem agafar una estrella de Vr=0

Lmpada de calibraci: fluorescents de cpula Precauci: no utilitzeu la tercera lnia

Calibraci dels espectres: Necessari per a conixer la dispersi i el punt zero dels espectre. Farem servir:

1) Usarem una lmpada de calibraci 2) Lnies demissi del cel (noms per a espectres amb temps dintegraci llargs) 3) Per lalta resoluci, podem agafar una estrella de Vr=0

Lnies demissi de cel (contaminaci lumnica): http://www.astrosurf.com/buil/us/spe2/hresol4.htm

Ex: lnies del Mercuri

Calibraci dels espectres: Necessari per a conixer la dispersi i el punt zero dels espectre. Farem servir:

1) Usarem una lmpada de calibraci 2) Lnies demissi del cel (noms per a espectres amb temps dintegraci llargs) 3) Per lalta resoluci, podem agafar una estrella de Vr=0

Lnies demissi de cel (contaminaci lumnica, tellriques, atmosfera): http://www.astrosurf.com/buil/us/spe2/hresol4.htm

Software a utilitzar:

CCDObs: software dadquisici dimatges (al campus virtual) Visual Spec: software de reducci i anlisi despectres (http://www.astrosurf.com/vdesnoux/download1.html) Cal guardar les imatges en format .fits

Protocol dobservaci: Baixa i/o alta resoluci: Mesurar espectres de la lmpada de calibraci (2 o 3 espectres) Mesurar espectres de lestrella: Seleccionar els temps dobservaci segons la magnitud Fer uns 3 espectres per estrella (a LR) i uns 5 a HR Tornar a mesurar la lmpada de calibraci Repetir aquesta seqncia per a varies estrelles. Obtenir alguns darks als temps dexposici dels espectres

Espectres de baixa resoluci

Objectiu: Classificaci estellar Aconseguim un rang espectral gran, entre 3000 i 8000 A (latmosfera talla per sota de aprox. 3300A Buscar estrelles brillants de diferents tipus espectrals i fer-ne la classificaci mitjanant l'obtenci del seu espectre i identificant les principals lnies. Preparaci de la prctica:

Obtenir la llista destrelles a observar Buscar a la base de dades de SIMBAD les propietats de lestrella Buscar la seva observabilitat al COU (ex. Usant STARALT) http://catserver.ing.iac.es/staralt/

Espectres dalta resoluci

Objectiu: Mesura de la velocitat de lestrella (efecte Doppler) Mtodologia: Moure el micrmetre fins a aconseguir treballar en un rang espectral de 4200-5600A aproximadament per tal daconseguir observar la molecular G i la lnia de H (per lesquerra)

Buscar estrelles brillants (V140 & ra20 & radvel

Espectres dalta resoluci de Saturn

Objectiu: Mesura de periode de rotaci de Saturn (veure apndix) Metodologia:

Mesuar espectres dalta resoluci (4200-5600A aprox.) Alinear b lescletxa segons lequador del planeta (molt crtic)

Seleccionar amb el reticle vermell de VSPEC, les dues zones extrems equatorials evitant de seleccionar els anells (orbiten a una velocitat diferent) Fer talls de lespectre en les zones on hi hagi lnies intenses (fer varies lnies)

Espectre de Saturn Idenfiticaci de les lnies (reflex de la llum del Sol, per tant espectre solar)

VSPEC: Display Element Lines

Exemple espectre de baixa resoluci, estrella HD 110987: (data 10/04/2013) 1) Obrir amb el CCDObs i passar lespectre a fits

Exemple espectre de baixa resoluci, estrella HD 110987: (data 10/04/2013) 2) Calibrar la lmpada (fitxer Lamp_20s_004.fits) i obrir-lo amb el VSPEC

Exemple espectre de baixa resoluci, estrella HD 110987: (data 10/04/2013) 3) Calibrar lespectre usant el software del VSPEC o amb un excel

Exemple espectre de baixa resoluci, estrella HD 110987: (data 10/04/2013) 3) Obtenir un Espectre 1D de lestrella, aplicar la calibraci i identificar les lnies. Identificar el tipus espectral de lestrella

Espectres de baixa resoluci

Exemple dalta resoluci per a la mesura de la velocitat radial de lestrella:

HIP 72631, Vr=-80 km/s, V=4.9, G8III

Exemple dalta resoluci per a la mesura de la velocitat radial de lestrella:

HIP 72631, Vr=-80 km/s, V=4.9, G8III

Exemple dalta resoluci per a la mesura de la Vr: HIP 72631, Vr=-80 km/s, V=4.9, G8III La Vr de catleg (Simbad) s heliocntrica, lobtinguda s topocntrica, cal corregir: 1) veure apndix, 2) software VSPEC

Consells: -Orientaci de lespectrgraf (quan sinstalla en el telescopi): El manual indica que La posici ptima s la que mant lescletxa amb orientaci E-W ja que petits errors en el seguiment implicarien desplaament per damunt lescletxa i no sortir de la mateixa. Aquesta orientaci ja estar convenientment fixada. Si veieu que lescletxa es desplaa perpendicular a lescletxa durant lobtenci de la mesura, podem intentar canviar 90 lorientaci de lespectrgraf.