Spektra těles Sluneční soustavy

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

Spektra těles Sluneční soustavy

#1

Příspěvek od Acrab »

Před časem jsem přemýšlel, jestli by bylo možné spektroskopicky prokázat, proč ve viditelné oblasti spektra nejsou mračna na Venuši vidět, zatímco s UV filtrem a kamerou ano. Udělal jsem jednoduchý pokus a z něho je zřejmé, proč tomu tak je.
Venuše NUV spektrum 06 2014.JPG
Venuše NUV spektrum 06 2014.JPG (318.91 KiB) Zobrazeno 1771 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
SpaceMan
Příspěvky: 258
Registrován: 09. 10. 2006, 15:31

Re: Spektra těles Sluneční soustavy

#2

Příspěvek od SpaceMan »

Zdravim

Mal by som otazku - aky spektralny rozsah ma Vas spektrometer Dados pri mriezke 900 lines/mm ?
Uživatelský avatar
Yarkho
Příspěvky: 1138
Registrován: 23. 07. 2018, 18:20
Bydliště: Říčany
Věk: 40

Re: Spektra těles Sluneční soustavy

#3

Příspěvek od Yarkho »

Spektrum je fajn, ale podľa mňa pokrivkáva interpretácia:
1) ako vieme, že ide o "širokopásmovú absorpciu"? Absorpciu čoho? Nie je možné povedať, že oblaky majú mierne odlišné albedo (odraz, prípadne rozptyl, nie absorpcia) v UV?
2) čo znamená "podle všeho" - že je to kyselina sírová? Ak urobíte podiel oboch spektier, uvidíme, aké sú relatívne zmeny vzhľadom na vlnovú dĺžku. Absorpčné pásy molekúl by sa mali prejaviť... ako absoprčné pásy.
Celestron C11 Edge HD - C8 Edge HD - C6 XLT - TS Apo 125mm f/7.8, 102mm f/7, 80mm f/7
AZ-EQ6; HEQ-5; AZ-GTi - binohlava Lacerta / okuláry TV Panoptic / Vixen SSW / Baader Morpheus / SW Aero ED
http://astrofotky.cz/~Yarkho
Uživatelský avatar
Acrab
Příspěvky: 77
Registrován: 18. 08. 2020, 16:50
Bydliště: Praha
Věk: 68

Re: Spektra těles Sluneční soustavy

#4

Příspěvek od Acrab »

Yarkho píše:Spektrum je fajn, ale podľa mňa pokrivkáva interpretácia
Primárně tady vůbec nešlo o prokázání kyseliny sírové a ani nevím, jak bych to v amatérských podmínkách udělal. O existenci této kyseliny v atmosféře Venuše se přeci vedly dlouho debaty a dokázaly ji až sondy. Viz též kniha Planety autorů Pokorný, Švanda. Informace, že mraky na Venuši absorbují UV záření je hojně publikovaná, i když jev se zatím nepodařilo spolehlivě vysvětlit. Ale píše se o UV záření, ne o konkrétních vlnových délkách. Tady nejde o nějaké pásmo absorpce ve smyslu absorpční čáry, nebo pásma, ale o to, že odraženého UV záření z Venuše přichází méně než záření delších vlnových délek. Tedy ano, je to nižší albedo. Ale to je přeci absorpce tohoto světla. Při absorpci např. IR se objekt zahřívá, ale není jasné, co se děje při absorpci UV nějakou částí atmosféry Venuše. Na grafu mého spektra je vidět, že cca od 400 nm dále k delším lambda je už intenzita světla odraženého od pásové struktury oblaků a od atmosféry mimo ni, téměř stejná. Tady jsem se zaměřil jen a jen na intenzitu světla těchto vlnových délek, odraženého od dvou různých oblastí atmosféry planety Venuše.
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: Spektra těles Sluneční soustavy

#5

Příspěvek od Acrab »

SpaceMan píše:Zdravim
Mal by som otazku - aky spektralny rozsah ma Vas spektrometer Dados pri mriezke 900 lines/mm ?
Záleží samozřejmě na použité kameře, respektive velikosti a počtu pixelů. Používal jsem kameru IS DMK31 tj. 1024x768 pixelů, pixel 3,75 mm a rozsah vyšel cca 48 nm.
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
Yarkho
Příspěvky: 1138
Registrován: 23. 07. 2018, 18:20
Bydliště: Říčany
Věk: 40

Re: Spektra těles Sluneční soustavy

#6

Příspěvek od Yarkho »

Acrab píše: Informace, že mraky na Venuši absorbují UV záření je hojně publikovaná, i když jev se zatím nepodařilo spolehlivě vysvětlit.
Veď preto sa pýtam. Vaše spektrá stačí vzájomne vydeliť, resp. odčítať a potom vydeliť jedným z nich. Tým sa získa lepšia predstava o tom, ktorá časť spektra chýba, či ide o relatívne hladký priebeh s vlnovou dĺžkou (očistený o charakteristiky primárneho spektra), resp. či sú v oblasti výrazné molekulárne pásy.

V atmosfére Venuše sa nevyskytuje len kyselina sírová, ale i rôzne "exotické" molekuly, napr. tie obsahujúce F a Cl (ktorých štúdiom sa v minulom storočí odhalil problém s ozónovou vrstvou na Zemi); tiež relatívne nedávno prebehli správy o fosfíne PH3, "existencii života" a podobne.
Celestron C11 Edge HD - C8 Edge HD - C6 XLT - TS Apo 125mm f/7.8, 102mm f/7, 80mm f/7
AZ-EQ6; HEQ-5; AZ-GTi - binohlava Lacerta / okuláry TV Panoptic / Vixen SSW / Baader Morpheus / SW Aero ED
http://astrofotky.cz/~Yarkho
Uživatelský avatar
Acrab
Příspěvky: 77
Registrován: 18. 08. 2020, 16:50
Bydliště: Praha
Věk: 68

Re: Spektra těles Sluneční soustavy

#7

Příspěvek od Acrab »

Díky za odpověď. :) Jistě by to chtělo citlivější spektrometr a hlavně dlouhodobé soustředění na tento zajímavý efekt. Mým cílem bylo jen zaznamenat, že NUV, na které moje kamera dosáhne, a které přichází odražené od Venuše, má evidentně nižší intenzitu, než oblasti spektra nad 400 nm. Molekuly, které zmiňujete, jsou skutečně zajímavé a i nadějné z hlediska možného života na Venuši, ale jsou zcela mimo dosah mého zařízení.
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: Spektra těles Sluneční soustavy

#8

Příspěvek od Acrab »

Stejně jako můj kolega Halfa jsem zkoušel pozorovat větší sluneční skvrnu se silným magnetickým polem s ohledem na možnost detekce rozštěpení absorpční čáry vlivem magnetického pole. Tzv. Zeemanův jev. Je to obtížný úkol zvláště, když je vybavení omezené. Nepodařilo se mi pozorovat rozštěpení čáry, ale jen její rozšíření, což je patrné na grafu spektra a hodnotách FWHM. Pokusím se na tom ještě zapracovat, až budou větší skvrny a zkusím jinou čáru, nejlépe nějakou Fe, které jsou citlivější na magnetické pole.
Přílohy
Na exp Zeeman final.JPG
Na exp Zeeman final.JPG (285.49 KiB) Zobrazeno 1427 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
MaG
Příspěvky: 10841
Registrován: 06. 04. 2002, 21:22
Bydliště: Jablonec nad Nisou
Kontaktovat uživatele:

Re: Spektra těles Sluneční soustavy

#9

Příspěvek od MaG »

Krásná práce. Bylo by super o tom vydat článek na astro.cz a motivovat další.
Martin Gembec, Astronomické události
EQ6 SynScan, Celestron ED80/600+Vixen 0,67x, Orion Optics Newton CT8 200/900 s Paracorrem, Canon 6D, 30Dmod
Uživatelský avatar
Standa
Příspěvky: 193
Registrován: 31. 08. 2004, 14:21

Re: Spektra těles Sluneční soustavy

#10

Příspěvek od Standa »

Mřížka 1200 vrypů/mm na Zeemanův jev opravdu nestačí. Většinou se rozštěpení vlivem magnetického pole pozoruje pomocí jiných disperzních prvků - například Fabry-Perotova interferometru nebo (dříve) Lummer-Gehrckeovy desky. Navíc, na sodíkovém dubletu se pozoruje tzv. anomální Zeemanův jev. V jeho důsledku se spektrální linie s vlnovou délkou 589,6 nm rozštěpí v mg. poli na kvadruplet (tj. 4 linie) a spektrální linie s vlnovou délkou 589 nm dokonce na šest linií. Podle mého propočtu by neměly být pološířky obou linií v magnetickém poli stejné, první (kratší vlnová délka) by měla být širší než druhá linie. Bylo toto pozorováno? Protože velikost rozštěpení se v Zeemanově jevu škáluje s druhou mocninou vlnové délky (hodnota bez mg. pole), je výhodnější vzít nějakou "červenější" spektrální linii.

Standa
triedr 8x30 a 8-20x50, SW 80ED a Vixen VC200L na AZ-EQ6, Maksutov-Cassegrain 127/1500 na CG-5, Dobson 355/1700
Uživatelský avatar
Acrab
Příspěvky: 77
Registrován: 18. 08. 2020, 16:50
Bydliště: Praha
Věk: 68

Re: Spektra těles Sluneční soustavy

#11

Příspěvek od Acrab »

Je to tak. Můj kolega Bernd Koch z Německa zkoušel jev zaznamenat pomocí pokročilejšího spektrografu Baches Echelle od Baadera, ale skvrny na Slunci byly moc malé a s příliš slabým mg polem. Nakonec pomocí většího dalekohledu (o průměru 400 mm) uspěl u Babcockovy hvězdy, která je známá svým obrovským magnetickým polem. Na tu ale zatím nemám přístrojové vybavení, její magnituda je něco přes 8 a to pro zisk potřebného rozlišení pro mne znamená příliš dlouhou expozici. Třeba ještě něco vymyslím nebo zakoupím. Je jasné, že je potřeba měřit nějakou čáru železa v okolí H-alfy. Díky za vaše odpovědi, moc pro mne znamenají.
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
Standa
Příspěvky: 193
Registrován: 31. 08. 2004, 14:21

Re: Spektra těles Sluneční soustavy

#12

Příspěvek od Standa »

Spektrograf DADOS neznám moc detailně, a tak neuším zda-li to, co napíši dále bude realizovatelné. Pokud by šlo natočit difrakční mřížku tak, že by se snímalo spektrum druhého řádu, zlepší se rozlišení na 0.12 A/px. Pokles intenzity ve druhém řádu by se možná dal eliminovat menší hustotou ND filtru, pokud to konstrukce DADOSu dovoluje.

I u červených spektrálních linií bude "Zeemanovské" rozštěpení velmi malé, někde na úrovni 15-20 pm/T, tj. pro magnetické pole 0,4 T (4000 Gaussů) 0,06-0,08 A (lambda0-lambda(B)). Pro Halfa mi vychází právě něco kolem 0,06 A, pro Fe linie s vlnovou délkou kolem 630 nm to bude podobné.

Standa
triedr 8x30 a 8-20x50, SW 80ED a Vixen VC200L na AZ-EQ6, Maksutov-Cassegrain 127/1500 na CG-5, Dobson 355/1700
Uživatelský avatar
Acrab
Příspěvky: 77
Registrován: 18. 08. 2020, 16:50
Bydliště: Praha
Věk: 68

Re: Spektra těles Sluneční soustavy

#13

Příspěvek od Acrab »

Nápad je to dobrý, díky. Já mám ale obavy, že tam spektrum druhého řádu nedostanu a to kvůli mechanickému omezení na držáku mřížky. Mřížka se natáčí tlakem šroubu s mikrometrem na vačku, protitlak vytváří pružina, ale na držáku je zarážka, nejde otáčet donekonečna. Nicméně zkusím mřížku upevnit mimo stanovený rozsah. Ale i kdyby to nakonec vyšlo, tak těch 0,12 A/px bude asi pořád moc, respektive nebudou stačit. To by se na Slunci musela objevit "superskvrna"s výjimečným mg polem. A čekání, to není systémové řešení. Mám spíše obavy, že budu muset začít uvažovat o "rodinné investici" do výkonnějšího spektrografu, např.: https://www.baader-planetarium.com/en/b ... graph.html.
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
Standa
Příspěvky: 193
Registrován: 31. 08. 2004, 14:21

Re: Spektra těles Sluneční soustavy

#14

Příspěvek od Standa »

Rozlišení 0,12A/px sice neumožní pozorování jednotlivých spektrálních linií v Zeemanovském multipletu, avšak jeho rozšíření bude lépe patrné. Na jeho rozlišení je potřeba lepší rozlišení spektrometru.

Například u červené spektrální linie kadmia (λ=643,8 nm) je pozorována změna vlnové délky spektrální linie o pouhých Δλ=0,008 nm v magnetickém poli 0,4 T (4000 Gaussů). Rozlišení spektrometru musí být lepší než R=λ/Δλ~81000, což je skoro 5x více než rozlišení echelletového spektrografu na uvedeném odkazu.

George E.Hale používal v roce 1908, kdy pozoroval Zeemanův jev u slunečních skvrn, mřížku se 14438 vrypy na palec (568 vrypů/mm) o délce 4 palce. Rozlišení bylo dáno celkovým počtem ozářených vrypů N=4*14438, R=λ/Δ=nN~58000n, kde n je řád spektra. Ve druhém řádu lze tak dosáhnout (teoretického) rozlišení 116000. Hale také využil různé polarizace původní a "satelitních" spektrálních linií.

Standa
triedr 8x30 a 8-20x50, SW 80ED a Vixen VC200L na AZ-EQ6, Maksutov-Cassegrain 127/1500 na CG-5, Dobson 355/1700
Uživatelský avatar
Acrab
Příspěvky: 77
Registrován: 18. 08. 2020, 16:50
Bydliště: Praha
Věk: 68

Re: Spektra těles Sluneční soustavy

#15

Příspěvek od Acrab »

Jsou ještě další cesty. Třeba vybrat jinou hvězdu, nějakou s mnohem silnějším magnetickým polem. Třeba Babcockova hvězda HD215441 vykazuje hodnoty přes 30kG. Pak bohatě stačí i R=18000. Ale ta bohužel není moc jasná a vyžadovala by větší dalekohled. Sodíkový dublet na Slunci jsem vybral jen proto, že jsem vůbec chtěl vyzkoušet, jestli je možné alespoň náznak jevu zachytit = výrazné čáry, krátká expozice. Tady je ukázka výsledků mého kolegy z Německa:
baches-echelle-spectrograph-91d.jpg
baches-echelle-spectrograph-91d.jpg (380.41 KiB) Zobrazeno 1232 x

Pravdou zůstává, že i on měl značný problém s průkazným výsledkem měření u Slunce, proto ho nepublikoval. Je to obtížné, můj kamarád Halfa se o to pokouší se svým vlastnoručně zkonstruovaným spektrografem s přenosem světla do kamery vláknem. Má slušné rozlišení, ale bojuje ještě s interferencemi.
Zamyslím se nad tím. Zkusím to s tím spektrem druhého řádu, pokud ho dostanu do kamery.
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