Riduzione di spettri
ottici a fenditura lunga
Asiago, 6 Aprile 2002
Fino agli anni ‘80: lastre fotografiche
Dalla fine degli anni ‘80: CCD (Charged Coupled Device)
Vantaggi dei CCD:
• Maggiore sensibilità
• Linearità
• Immagini digitali
(CCD di AFOSC @1.80m, Cima Ekar)
Spettrografo:
fenditura + reticolo di dispersione + CCD
Produce dati in 2 dimensioni:
• spaziale (x) lungo la fenditura
• spettrale (l=lunghezza d’onda)
Fenditura
Reticolo
Fenditura
Spettro della galassia
Galassia
l
Riga di emissione del cielo
x
Riduzione:
procedura per trasformare il dato osservativo
grezzo in dato scientifico
Sequenza:
• sottrazione del bias
• correzione per flat-field
• rimozione dei raggi cosmici
• calibrazione in lunghezza d’onda
• calibrazione in flusso
• sottrazione del cielo
Sottrazione del bias
Bias:
livello elettronico del CCD
Si ottiene con un’esposizione
di 1 sec con otturatore chiuso
media=197.6 ± 0.8
(*) Ima=immagine
ImaB = Ima(*) - bias
Correzione per flat-field
Flat-field:
spettro ottenuto con cupola
chiusa e luci accese
Serve a rivelare e rimuovere
gli effetti della non uniforme
risposta dei pixel colpiti da luce
Deve essere normalizzato (=reso
mediamente 1) per eliminare
la dipendenza dalla l
Flat normalizzato
Flat
Media di colonne del flat
Le colonne del flat vengono
mediate e la funzione che
riproduce il profilo viene usata
per normalizzare il flat
Media=1.00 ± 0.03
ImaBF = ImaB / flatN
Sottrazione dei raggi cosmici
1
Raggi cosmici
Raggi cosmici:
radiazione cosmica che
colpisce il CCD con eventi
casuali
Si notano pixel o gruppi di
pixel molto brillanti
Sezione di spettro
3
2
Maschera
Spettro ripulito
Calibrazione in lunghezza d’onda
He 5876Å
Serve lo spettro a righe di
emissione (note) di una lampada
di un gas o di un miscuglio di gas
La posizione di ogni riga di
emissione sull’immagine (in
pixel) viene messa in relazione
alla sua l (in Å)
Spettro di He-Ar
La funzione che converte da
pixel in Å è detta soluzione in
dispersione
Identificazione delle righe
Soluzione bidimensionale
Utilizzando un polinomio di
quinto grado si ottiene uno spettro con
λiniziale = 4458.3 Å e intervallo dλ = 2.6 Å/px
Calibrazione in flusso
Spettro della
stella standard
Si usa lo spettro di una stella
detta standard spettrofotometrica
di cui è noto il flusso in funzione
della l
Viene estratto lo spettro monodimensionale e misurato il flusso
(in conteggi di fotoni) a varie l
Si determina la funzione di
calibrazione che converte da
conteggi in erg cm-2 sec-1 Å-1
Spettro 1D della stella
Misura dei flussi
Curva di calibrazione
Spettro prima della
calibrazione in flusso
Spettro dopo la
calibrazione in flusso
Con la calibrazione in flusso viene
rimossa la non uniforme sensibilità del
CCD alle varie lunghezze d’onda
Sottrazione del cielo
Spettro della galassia+cielo
Spettro senza cielo
Classificazione morfologica
delle galassie
Spirali
Spirali barrate
Ellittiche
Esempi di spettri di galassie
Galassia ellittica
Assorbimenti stellari
M 87
Galassia spirale, tipo Sa
Galassia spirale, tipo Sa
M 96
Galassia spirale, tipo Sc
Righe di emissione da
regioni di formazione
stellare
M 100