Sonntag, 13. Oktober 2013

Auswertung der Spektren

Die Spektren vom letzten Freitag sind nicht gerade ein Traum von Bild oder Video, für einen ersten Versuch einer Auswertung taugen sie aber allemal.

Doch da fängt die Arbeit an und die Suche nach passenden Programmen und Einstellungen. Die AVI Dateien (8 bit Video) und SER Dateien (14 Bit Video) der monochromen Kamera kann ich mit Registax, Autostakkert2 oder Avistack stacken, die FIT Bild Sequenzen ebenso. Die Farbbilder mit der Canon Kamera können auch als CR2 Rohbilder bearbeitet werden, sind aber nur zur Illustration gedacht, daher wurde da vorerst mit JPG weitergemacht.

Aber die Einstellungen, die ich gefunden habe, passen für Mond, Planeten oder Deep Sky Aufnahmen. Für Spektren, wo ja die 0. Ordnung und die 1. Ordnung im selben Bildbereich durch die Luftunruhe gegeneinander bewegt wird, hab ich noch nichts gefunden. Vermutlich darf nur das punktförmige Sternabbild, also die nullte Ordnung als Referenz für die Zentrierung verwendet werden, das Spektrum geht ja direkt mit. Vorschläge herzlich willkommen.

Aber da war ja genug Licht vorhanden, daher Stacken nicht unbedingt notwendig. So hab ich erst einmal Einzelbilder ausgewertet mit dem Programm Visual Spec. Mit Isis bin ich noch nicht zurecht gekommen, da hab ich schon Probleme, die Bilder reinzubringen.

Pleiaden 


Am Anfang muß das Bild so gedreht werden, dass das Spektrum horizontal liegt. Entweder man dreht in einem Bildbearbeitungsprogramm (etwa Paint.net ) das Bild grob hin und schneidet es zu, oder man lädt die Rohdaten direkt in Visual Spec.

Bei den Pleiaden hab ich den ersten Weg gewählt, die Rohdaten der DSLR sind für den Bildschirm meines Netbooks etwas groß. Das Rohbild haben wir ja bereits im letzten Beitrag gesehen:


Damit es nicht zu einfach wird, soll von den beiden Spektren in der Mitte das schwächere ausgewertet werden. Der Fall wird uns beim Staranalyzer oft treffen, wenn wir schwache Objekte mit Umgebungssternen spektroskopieren wollen. Das gedrehte Rohbild schaut ja ganz passabel aus:


Noch ist es nicht genau in die richtige Lage gedreht, aber das kann ja in Visual Spec geschehen.  Das Programm wandelt freundlicherweise ein Farbbild gleich in ein Schwarzweiss Bild um, den Arbeitsschritt müssen wir nicht extern erledigen. Dann drehen wir das Spektrum auf etwa 0.1° genau hin und grenzen den Auswertebereich manuell ein, um das Nachbarspektrum so gut wie möglich wegzublenden. Zwischen den beiden roten Linien wird die Helligkeit in als Profil ausgwertet:


Man sieht im Spektrum die Absorbtionslinien bei H beta und H gamma angedeutet. Mit der H beta Linie und dem Bild nullter Ordnung ganz links kann die Wellenlänge kalibriert werden. Die Zacke unter dem hellen Nachbarstern zeigt, dass die Trennung nur unvollständig gelingt. Am blauen Ende ist das Spektrum scharf abgeschnitten durch den UV/IR Sperrfilter der Spiegelreflex Kamera, ebenso ist die Empfindlichkeit bei H alfa schon recht gering. Für solche Untersuchungen taugt so eine Kamera nur bedingt.

Eine schönere Auswertung soll jetzt für einen anderen Stern erfolgen:

Alfa Andromedae


Ich hoffe, es ist dieser Stern, ganz sicher bin ich mir nicht. Jedenfalls hab ich ihn im Laufe der Tests verwendet und die Spektraklasse passt auch.

Beim Testen bleibt es nicht aus, dass man sich auf die Technik konzentriert und dabei das Objekt ganz aus den Augen verliert. Jedenfalls ein Stern mit schönen Wasserstoff Linien (Balmer Serie). Und das Rohbild ist im Bereich der Linien recht scharf. Rechts oben sieht man im Spektrum schon ohne Auswertung eine Reihe von Absorbtionslinien, H beta, gamma, delta usw. Aber das Gitter war etwas weiter vom Sensor entfernt, das Spektrum größer als der Sensor und damit ist ungebeugte Bild des Sterns oder die nullte Ordnung nicht mehr im Bild.


Für die Auswertung wurde die H beta und H gamma Linie identifiziert, damit kann das Spektrum vorerst kalibriert werden. Im Diagramm haben wir nun auf der X-Achse die Wellenlänge in Angström aufgetragen.

Wenn wir dann in Visual Spec alle Wasserstofflinien dazuzeichnen lassen, können wir auch H alfa schön identifizieren. Da haben wir eine leichte Abweichung, es wäre besser, die Kalibrierung mit H alfa und H gamma zu wiederholen. Die sieben Wasserstoff Linien sind übrigens auch im Rohbild deutlich zu sehen, bei H alfa hab ich aber doch zwei mal hinsehen müssen.



So eine Auswertung ist aber nur möglich, wenn zwei Linien identifiziert werden können und das Spektrum selbst als Referenz genommen wird. Für die Messung einer Rotverschiebung ist das nicht möglich, da muß ein Stern mit geringer Rotverschiebung als Referenz genommen werden und daher die nullte Ordnung im Bild sein, damit die Spektren übereinander geschoben werden können.

Weitere Versuche sollen folgen, sobald das Wetter wieder besser wird. Diesen Freitag sind leider Führung und Fotografie dem Regen zum Opfer gefallen.

CS Arnold Egger






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