Radiální rychlosti hvězd

Astronomická spektroskopie, diskuze o spektroskopech, pořizování a zpracování spekter, prezentace výsledků
Odpovědět
Uživatelský avatar
Acrab
Příspěvky: 77
Registrován: 18. 08. 2020, 16:50
Bydliště: Praha
Věk: 68

Radiální rychlosti hvězd

#1

Příspěvek od Acrab »

Přátelé astronomie, dovolte mi, abych se představil. Jmenuji se po tátovi, Mirek Matoušek a žiju astronomií od svých dětských let, tedy zhruba od roku 1964, kdy mi bylo 10 let. Ale už dříve mi můj táta popisoval souhvězdí na tehdy dost temné obloze. Chodil jsem do kurzu v Planetáriu ve Stromovce ještě v době, kdy tam byli všichni nadšenci astronomie dohromady. Mně bylo 10 let a v aule seděli i pánové a dámy v letech, tehdy bych řekl dědové a babičky. Shodou náhod, nadšení a štěstí, jsem v roce 1991 začal prodávat astronomickou optiku a příslušenství. A v roce 2011 jsem si od Honzy Zahajského pořídil spektrograf Dados od firmy Baader Planetarium. Tím se změnil můj astronomický život z okukování a fotografování planet a Měsíce do nahlížení pod sukně hvězd. Tedy těch skutečných hvězd na obloze. Pro snímání spekter používám dalekohled C8 na montáži Losmandy G11-Gemini, v kopuli, s různými kamerami. Je to dost obsáhlé téma, ale na ukázku přikládám rozbor hvězdy „Zeta Tauri", která, ač má významné místo na obloze, nemá vlastní jméno. Hvězda spektrální třídy B2 rotuje velmi rychle a kolem ní vzniká, mj. i touto rotací, tzv. dekreční disk. Rychlost rotace disku je možné spektrografem změřit. Začal jsem tedy měřit radiální rychlosti hvězd. Jejich rychlosti vůči Zemi a jejich rotační rychlosti.
Zeta Tauri 16 02 2019 17 55 UT F.JPG
Zeta Tauri 16 02 2019 17 55 UT F.JPG (256.11 KiB) Zobrazeno 1290 x
Stačí malý dalekohled a velké nadšení. Opačně to nefunguje.
TeleVue NP-127, Celestron XLT SCT-8, TeleVue 60is, Solarscope UK SF-60
N-130, Spektrograf Dados, QHY5III174M, QHY5III224C, QHY5LIIM
Losmandy G11 Gemini, TeleVue Gibraltar SkyTour, NEQ5
Uživatelský avatar
Acrab
Příspěvky: 77
Registrován: 18. 08. 2020, 16:50
Bydliště: Praha
Věk: 68

Re: Radiální rychlosti hvězd

#2

Příspěvek od Acrab »

Používám Spektrograf Dados s mřížkou s hustotou vrypů 1200 / mm. Spolu s kamerou QHY5IIL vychází hodnota disperze na 0,3 Å / pixel. To umožňuje změřit i rychlosti kolem 15 km/s. Spektrograf je naladěný na vlnovou délku čáry H-alfa a jejího okolí. Kromě snímků spektra hvězdy je nutné ještě udělat snímek oblohy vedle hvězdy, který se použije k odečtení pozadí a také kalibrační snímek neonové lampy. Snímky jsou následně zpracovány v programech Iris a VisualSpec. Protože se jedná o měření rychlostí, je nutné spektrum upravit o heliocentrickou rychlost spektrografu (tj. Země) vůči konkrétní hvězdě v okamžiku snímání a o rotaci Země v ten samý okamžik. Pro vyhodnocení spektra existuje řada postupů. V ukázce nahoře jsem použil metodu odhadu sklonu rotační osy hvězdy vůči rovině pohledu ze Země, což není příliš přesné, protože do výpočtu vnáší subjektivní hodnoty. Měla by to ale být skutečná rotační rychlost. V ukázce níže jsem použil jiné vzorce. Výsledkem je promítnutá rychlost rotace. I když jsem použil 4 různé vzorce, výsledky jsou podobné. Při pohledu na pól hvězdy by rychlost byla nulová, při pohledu na rovník zase maximální. V amatérských podmínkách neumíme změřit sklon rotační osy hvězdy. Omlouvám se za angličtinu, ale celé roky si spektra vyměňuji jen s několika zahraničními nadšenci a oni česky neumí a latinsky žádný z nás.
zeta tauri ha 19-02-16 D1200.JPG
zeta tauri ha 19-02-16 D1200.JPG (179.13 KiB) Zobrazeno 1353 x
Stačí malý dalekohled a velké nadšení. Opačně to nefunguje.
TeleVue NP-127, Celestron XLT SCT-8, TeleVue 60is, Solarscope UK SF-60
N-130, Spektrograf Dados, QHY5III174M, QHY5III224C, QHY5LIIM
Losmandy G11 Gemini, TeleVue Gibraltar SkyTour, NEQ5
zuzi
Příspěvky: 664
Registrován: 21. 03. 2017, 08:14
Bydliště: Zdemyslice
Věk: 37

Re: Radiální rychlosti hvězd

#3

Příspěvek od zuzi »

Díky za pěkné čtení, je to inspirující. Asi by mě nenapadlo, že tohle lze snadno měřit a zjišťovat radiální rychlost hvězd v "domácích" podmínkách. Angličtina není na škodu ;-)
Uživatelský avatar
MiniMistr
Příspěvky: 569
Registrován: 05. 05. 2014, 20:11
Věk: 53

Re: Radiální rychlosti hvězd

#4

Příspěvek od MiniMistr »

Souhlasím, čte se to moc pěkně.
Dobson Elbi 350/1700
Refra TS 125/975 ED APO
Refra WO 72/430 ED APO
Lunt LS50THa 50/350 B600 PT
trpělivost....
Uživatelský avatar
Acrab
Příspěvky: 77
Registrován: 18. 08. 2020, 16:50
Bydliště: Praha
Věk: 68

Re: Radiální rychlosti hvězd

#5

Příspěvek od Acrab »

Díky kolegové. :) Další zajímavá hvězda je Alnitak (Zeta Orionis), horký modrý veleobr spektrální třídy O9,5. Na obloze je to první hvězda zleva ze tří jasných v pásu Orionu. Alnitak je hvězda se spektrem typu P Cygni, která bouřlivým hvězdným větrem vrhá do prostoru spousty plazmatu. Plazma vytváří obálku, která velkou rychlostí uniká všemi směry od hvězdy. Rychlost expanze tohoto materiálu se dá změřit. Charakteristický je profil čáry H-alfa, kde hluboká absorpční čára je následována emisní. Princip vzniku tohoto tvaru čáry je zobrazen spolu s grafem spektra.
alnitak ha 19-02-04 19-47-31 pcyg.JPG
alnitak ha 19-02-04 19-47-31 pcyg.JPG (156.11 KiB) Zobrazeno 1245 x
Stačí malý dalekohled a velké nadšení. Opačně to nefunguje.
TeleVue NP-127, Celestron XLT SCT-8, TeleVue 60is, Solarscope UK SF-60
N-130, Spektrograf Dados, QHY5III174M, QHY5III224C, QHY5LIIM
Losmandy G11 Gemini, TeleVue Gibraltar SkyTour, NEQ5
Uživatelský avatar
ladis
Příspěvky: 2959
Registrován: 05. 09. 2006, 05:12
Bydliště: Dolní Bousov
Věk: 42

Re: Radiální rychlosti hvězd

#6

Příspěvek od ladis »

Moc děkuji za skvělé příspěvky. Jsou velmi inspirující. Mohu se zeptat na limitní magnitudu pro cca 20min. expozici a "běžnou aperturu" kolem 20-25cm f/3.7 - f/5 s mřížkou s hustotou vrypů 1200 / mm?

Děkuji a moc se těším na další zajímavé výsledky měření.
Obrázek
Ladislav Červinka
vizuální pozorování a fotometrie proměnných hvězd a zákrytů hvězd planetkami
Uživatelský avatar
Acrab
Příspěvky: 77
Registrován: 18. 08. 2020, 16:50
Bydliště: Praha
Věk: 68

Re: Radiální rychlosti hvězd

#7

Příspěvek od Acrab »

Jsou jistá omezení. Spektrograf Dados, který používám já, má optiku optimalizovanou pro relativní otvor dalekohledu f/10. Při větším poměru už zůstává část světla nevyužitá. Výrobce uvádí pro poměr signál / šum = 50 tyto hodnoty:
Dados manual p 45.JPG
Dados manual p 45.JPG (23.19 KiB) Zobrazeno 1152 x
Pro mřížku s hustotou vrypů 1200/mm se to asi dá nějak interpolovat. Nejslabší magnitudu, kterou já jsem zkoušel s mřížkou 1200 vr/mm byla Pleione, má tuším kolem 4,5. mag a deset minut expozice. Používám nechlazenou kameru. Odšumění dělám v Irisu odečtením snímku jen se šumem, který získám vyfocením oblohy přes dalekohled se spektrografem těsně vedle hvězdy. Ale pro slabší magnitudu, aby z toho něco na pražské obloze bylo, už by byl potřeba větší dalekohled (používám 8“ SCT) a/nebo chlazená kamera. Musí se přitom pointovat přímo na 25mm štěrbině spektrografu, pointační dalekohled upevněný na tom hlavním to neudrží.
Stačí malý dalekohled a velké nadšení. Opačně to nefunguje.
TeleVue NP-127, Celestron XLT SCT-8, TeleVue 60is, Solarscope UK SF-60
N-130, Spektrograf Dados, QHY5III174M, QHY5III224C, QHY5LIIM
Losmandy G11 Gemini, TeleVue Gibraltar SkyTour, NEQ5
Uživatelský avatar
Acrab
Příspěvky: 77
Registrován: 18. 08. 2020, 16:50
Bydliště: Praha
Věk: 68

Re: Radiální rychlosti hvězd

#8

Příspěvek od Acrab »

Vloni, na začátku koronavirového temna, jsem namířil spektrograf na hvězdu Beta CMi (Gomiesu). Je mírně proměnná a patří mezi proměnné hvězdy typu Gamma Cassiopeiae. Rychle rotuje a je obklopena diskem z plynného materiálu. Rychlost rotace hvězdy a její radiální rychlost se dají změřit i amatérským zařízením.
gomeisa_22-03-20 19_57_56 final X.JPG
gomeisa_22-03-20 19_57_56 final X.JPG (162.17 KiB) Zobrazeno 1003 x
Stačí malý dalekohled a velké nadšení. Opačně to nefunguje.
TeleVue NP-127, Celestron XLT SCT-8, TeleVue 60is, Solarscope UK SF-60
N-130, Spektrograf Dados, QHY5III174M, QHY5III224C, QHY5LIIM
Losmandy G11 Gemini, TeleVue Gibraltar SkyTour, NEQ5
Odpovědět