viernes, 26 de agosto de 2011

Espectrometría con SA-100...Primeras experiencias (II)

Hola de nuevo.

He creido que estaria bien subir unas imagenes, (que siempre valen mas que 100 palabras...¿O eran 1000? ) para ilustrar estos primeros resultados espectrograficos obtenidos en el OANL. Aqui os dejo un mosaico con las imágenes espectrales conseguidas, con mi equipo, para cada una de las estrellas de esta sesión, y debajo de cada una de ellas la imagen espectral "patron" de cada uno de los tipos. Podreis ver que debido a la poca resolucion de mi equipo, faltan muchas lineas...Pero algunas coinciden a la perfección...¿O no?

Y aqui en color que siempre parece mas bonito...

Gracias y perdonad por el "tocho".

Un abrazo.

Espectrometría con SA-100...Primeras experiencias

Hola amigos.

Después de hacer mis primeros pinitos espectrales con Mizar y Gam Cep, utilizando un refractor acromático 120/1000 con una CCD Atik 16HR, equipada con un Star Analyser de 100 líneas/mm, montada a foco primario. He recibido algunos comentarios muy constructivos de algunos compañeros mas avezados en el “negocio” de la espectroscopia. En ellos me hacían ver la importancia del calibrado en longitud de onda de los espectros, así como (sobre todo) de la normalización de los mismos corrigiéndolos al menos de la respuesta del instrumental a las diferentes longitudes de onda.
Vista la situación, me decidí a empezar a trabajar "en serio", me descargué el software VSpec de la página de Valérie Desnoux y la noche del 19 de Agosto me decidí a tomar los espectros de las "conocidas", Vega-AOV, Deneb-A2I y Schedar-K0III.
El objetivo era trabajar con tres estrellas brillantes y de tipos espectrales bien conocidos, sobre todo para:
- Aprender a utilizar VSpec.
- Calibrar el perfil espectral en longitud de onda.
- Conocer la respuesta espectral de mi equipo.
- Aprender a corregir el "continuum" de la respuesta espectral del instrumental...
...y a partir de ahí, comparar los espectros obtenidos con mi modesto equipo con los espectros “patrón” de cada uno de los tipos estelares estudiados.
En un principio esta es la calibración mínima necesaria que debemos hacer en nuestros perfiles espectrales si lo que queremos es extraer datos que tengan un mínimo de precisión y utilidad.
Y estos son los resultados obtenidos (después de horas de pelearme con VSpec), de los que adjunto tres pantallazos. Para que, por supuesto, comentéis todo aquello que creáis oportuno.

Perfiles Calibrados en Longitud de Onda
En esta captura de pantalla os muestro los tres perfiles "brutos", calibrados en longitud de onda, (aunque posiblemente de manera no muy precisa).
Como comentario, deciros que de momento encuentro bastante complicado calibrar estos perfiles “brutos” en longitud de onda ya que como podéis comprobar, en alguno de ellos, apenas se observan líneas de absorción (las mas profundas) que puedan servir de referencia.



Perfiles Respuesta Instrumental
Aquí podéis ver los perfiles del “continuum” limpio de líneas espectrales (respuesta instrumental), extraídos de cada uno de los perfiles originales, al dividir nuestros perfiles calibrados entre el espectro “teórico” de cada uno de los tipos espectrales estudiados. Es lo que podríamos denominar un “flat espectral”.
Comentar que si bien el perfil de Vega y Deneb presentan curvas similares, no lo hace el de Schenar. Si suponemos que la respuesta espectral para una sesión y una instrumentación dadas debería ser la misma al menos para todos los espectros de la sesión…
- ¿Es posible que el perfil de Schenar difiera de los otros dos a causa de la diferencia de dispersión en longitud de onda por una mala calibración?
- ¿O es posible que al ser Schenar de un tipo espectral muy diferente a las otras dos, la mayor o menor sensibilidad de la CCD al rojo haga variar tanto el perfil del “continuum”?
- ¿O es posible que haya hecho mal alguna otra cosa?
- He probado a corregir el perfil de Schenar con la curva instrumental extraída de Vega y el resultado no ha sido muy bueno que digamos.
- También he pensado que la diferencia podría deberse al efecto de la diferente extinción atmosférica debida a las distintas alturas sobre el horizonte de Schenar (+30º), con respecto a Vega (+90º) y Deneb (+80º) ¿Podría ser eso?



Perfiles Finales con Corrección Instrumental
En esta ultima captura se pueden ver los perfiles calibrados y corregidos de respuesta instrumental (Azul) comparados con los espectros teóricos superpuestos (Marrón)...
Una vez corregidos parece que si que se acercan bastante a lo que podríamos esperar.Solamente me extrañan las sierras que se observan en la zona correspondiente al rojo de cada uno de los perfiles y que sospecho pueden deberse a líneas telúricas correspondientes al vapor de agua atmosférico (H20), así como la no coincidencia de algunas de las líneas espectrales con las del perfil teórico de Vega (490nm) y Deneb (590nm). También me preocupa el origen de lo que parece ser una línea de emisión en contra de lo que debería ser una línea de absorción en Deneb (655nm).
Posiblemente estas incoherencias sean producidas por errores en el calibrado en longitud de onda inicial… ¿A vosotros que os parece?



Como resumen diría que, a pesar de haber trabajado con medios sencillos, los resultados parecen prometedores y lo que queda fuera de toda duda es que me están ayudando a aprender espectrografía "en serio" a marchas forzadas.

Espero seguir avanzando...
Para los próximos corrección líneas H2O y.....

Un abrazo.

viernes, 19 de agosto de 2011

Gam Cephei...Una vista espectral

Buenas tardes amigos, yo aquí sigo con lo mío.
A ver si aprendo algo de espectrometría y puedo empezar a aplicarla al estudio de las dobles.

El caso es que el otro dia pasé el rato trasteando con el SA100. El objetivo era probar diferentes configuraciones para ir cogiéndole el tranquillo a la metodología. Debo confesar que los resultados de esta sesión, mejoran sensiblemente a los obtenidos hasta ahora.¿El motivo?...Bueno, en realidad son varios los motivos:
- Me he “inflado” de leer libros, trabajos y Webs espectrográficas.
- Para la adquisición de los espectros, he utilizado la Atik 16HR en lugar de la NexImage.
- He conseguido situar el SA100 a la distancia correcta del sensor, de manera que en las imágenes aparezcan completos los espectros de orden 0 y +1.
- He aprendido que lo que hay que enfocar es el espectro y no la estrella. La red de difracción hace que cuando uno está enfocado el otro no lo está…
- Poco a poco le voy cogiendo el tranquillo al programa de reducción Rspec y también estoy empezando a entender como funciona Vspec.
En fin, que con paso lento pero seguro…(O eso espero).
En esta ocasión pensé trabajar en la constelación de Cepheo que, en estas fechas, se encuentra especialmente bien situada durante la mayor parte de la noche sobre el OANL.
Y como la “cabra tira al monte”, escogí un sistema estelar de esos que podríamos calificar como mínimo de “curioso”, Gamma Cephei, 35 Cephei, HIP 116727, BD +76 928....
Se trata de una estrella que, aunque a primera vista parece solitaria, resulta que forma un par cerradito junto con una secundaria que con un AP 256º se encuentra situada a una distancia de tan solo 0.9” y que fue catalogado en 2006 por R. Neuhauser como NHR 9. Además resulta que aparte de estar catalogado como un par cerrado, también se trata de una binaria espectroscópica. Y eso no es todo...Resulta que esta estrella viaja acompañada por gamma Cephei b que, con un periodo calculado de algo mas de 900 días, es un mas que serio candidato a Exoplaneta.¿¿¿Se puede pedir mas???
Bueno, pero como de lo que os queria hablar es de espectros, os diré que Gamma Cephei esta catalogada en la mayoría de las fuentes como una subgigante de tipo espectral K1 IV, o lo que es lo mismo, una estrella amarillo-naranja con un espectro que presenta las líneas de Hidrógeno no muy marcadas, un doblete de Sodio bastante evidente y algunas líneas correspondientes a metales neutros (Mn I, Fe I, Si I).En esta sesión se ha trabajado con el refractor 120/1000 al que se ha acoplado (a foco primario) una CCD Atik 16HR equipada con el SA100. Con esta configuración y trabajando a Binx1 obtenemos imágenes de 1392x1040 píxels con un FOV de 22.9x30.7 arcmin y una resolución de 1.32”/pixel. Para obtener un espectro con una relación señal/ruido aceptable, hemos apilado y sumado 10 tomas de 10sg como la que os presento más abajo y en la que podéis observar los espectros de orden 0 y +1

Una vez obtenida la imagen “maestra”, la tratamos con Photoshop de manera que obtenemos una imagen redimensionada (1250x100 píxels) de nuestro espectro, como la que podéis ver en la imagen siguiente junto al espectro de referencia de una estrella del Tipo K1IV. ¿Verdad que esto ya se parece algo mas a las imágenes espectrales que estamos acostumbrados a ver?

Una vez obtenida la imagen final de nuestro espectro, la cargamos en Rspec, la calibramos con un espectro de referencia y obtenemos el siguiente resultado…

¿Pero que es lo que nos dice esta grafica?
En el perfil espectral (así como en la imagen original) se muestran bien visibles las líneas de la serie de Balmer (Hidrogeno). En la zona de los 589 nm también se identifica el doblete de Sodio característico de las estrellas de tipo K. También creo haber identificado líneas de Calcio y algún metal como el Hierro, pero como todavía no estoy muy ducho en el tema, no me atrevo a señalar las líneas con fiabilidad. Por la dispersión del espectro podéis comprobar lo que os decía de la respuesta espectral de la Atik 16HR: el espectro presenta una dispersión de unos 400nm, siendo útil entre los 350-400nm y los 750-800n (Recordad que 1nm son 10Angstroms) y eso es algo que no está nada mal, no señor.
Y como me he enterado de que a partir del espectro podemos obtener la temperatura de una estrella, pues en eso que me he puesto:
Podemos calcular la temperatura (aproximada y media) de una estrella, a partir de la longitud de onda en la que presenta el máximo de su radiación termal.
Una estrella emite su máximo de luz en una longitud de onda que viene determinada por su temperatura.Así que si sustituimos nuestros datos (máximo en 489.3nm) en la siguiente ecuación, que relaciona la temperatura con la longitud de onda del máximo.

T= 2.897x10-3m K/lambda peak m.
Obtenemos que la temperatura aproximada de Gam Cep es de:

T= 2.897x10-3m K/(4.893 x 10-7 m)=5900K
Dada la baja resolución del espectro con el que he trabajado, la aproximación es bastante buena ya que la temperatura calculada estaría bastante de acuerdo con la temperatura que cabria encontrar en una estrella de tipo G9-K0...y Gam Cep es del tipo K1.
Podemos pues confirmar que Gam Cep presenta en su espectro características propias de una estrella de tipo K, aunque llama la atención que el máximo de intensidad se centra en la zona de los 490-500nm, lo cual es mas propio de una estrella menos evolucionada. Se me ocurren algunas causas (que no tienen porque ser las correctas) para explicarlo:
- La baja resolución del espectro obtenido.
- Se ha calibrado el espectro sin tener en cuenta la influencia atmosférica.
- Se ha calibrado el espectro sin tener en cuenta la respuesta instrumental.
- El hecho de tratarse de una binaria acompañada de un planeta…¿Puede variar el espectro?
No se amigos, ¿A vosotros que se os ocurre?
Comparado con el de Mizar, que os mostré el otro día. ¿Va una diferencia, verdad?

Pues hasta aquí por hoy…Pero prometo aprender mas, para poder seguir dándoos la “lata”.
Un abrazo.

jueves, 18 de agosto de 2011

Mizar AB...Una doble vista desde otra perpectiva

Hola amigos.
Los que me conocéis un poco, ya sabéis que me gusta tocar todos los palos posibles (en lo astronómico se entiende). Pues bien… El caso es que hace un tiempo que “también” empecé a interesarme por la espectroscopia y la espectrografía. Y en eso estoy…Intentando aprender todo lo posible para poder aplicar nuevas técnicas al estudio de nuestras queridas dobles.

Para empezar a trabajar en esta interesante disciplina, me hice con un Star Analyser, que no es más que una sencilla red de difracción de 100 líneas/mm. Con él ya he dado mis primeros pasos fotografiando algunos espectros estelares a baja resolución. Después, con un software de reducción especifico llamado RSpec y una vez calibrados, he sido capaz de identificar las líneas de absorción de algunos de los elementos más comunes. En un futuro próximo, mi objetivo es abordar la construcción de un espectrógrafo que me permita obtener una mayor resolución. Mientras tanto voy leyendo todo aquello que cae en mis manos y que está relacionado con el tema...Aunque debo señalar que la documentación de referencia para alguien que empieza en este campo, no es mucha...
Las posibilidades de la espectrografía son infinitas. Podemos determinar tipos espectrales, identificar y medir binarias espectroscópicas, estudiar espectroscópicamente binarias eclipsantes, etc…En mi caso quiero empezar con cosas sencillas como la obtencion y confirmacion de los tipos espectrales de algunas dobles del WDS. Es un hecho conocido la poca precisión de los datos fotométricos (la mayoría de las veces estimaciones visuales) y los tipos espectrales que se relacionan en el WDS. Pues bien, mi objetivo es aprovechar todo el potencial de la espectrografía para actualizar y mejorar dentro de lo posible los datos existentes.
De momento no es mucho lo que se, así que mi aportación es mínima, pero no quería dejar de mostraros la imagen de mi primer espectro estelar…Se trata de Mizar..
¿Porqué?, os preguntareis…
Pues por una cuestión puramente sentimental. Mizar fue la primera binaria descubierta con el telescopio allá por 1617, además de la primera binaria espectroscópica, de la que fue desvelada su duplicidad por E. Pickering en 1889…Así que mi primera toma espectral, no podía ser más que de este par.Mizar A con magnitud +2,27 es una estrella blanca de tipo espectral A2V. Mizar B con magnitud +4,00 es una estrella de tipo espectral A5-7V. Las imágenes se han obtenido con un refractor 120/1000 (aunque he leido que el reflector es mas adecuado...) y la cámara NexImage acoplada en el foco primario. Podéis observar que a la derecha de los espectros de orden 0 aparecen los espectros de primer orden de cada una de las estrellas.


Y aquí tenéis el perfil espectral de Mizar A, con las principales líneas de absorción que he podido identificar.


Dada la poca señal que presenta el espectro de Mizar B, me ha sido imposible conseguir un perfil minimamente explotable, con lo que lo dejo para una proxima sesión...
Según la amplitud de los niveles de intensidad que se reflejan en el perfil espectral, podréis observar que la NexImage está optimizada para ofrecer un máximo de respuesta espectral para las longitudes de onda comprendidas entre los 450nm (azul) y los 650/700nm (rojo), por lo que el perfil para la zona violeta y ultravioleta así como para la zona infrarroja, nos da muy poca información…
En este caso, la elección de la CCD si es importante. Para trabajos mas serios utilizaré la Atik 16HR cuyo chip tiene una respuesta espectral comprendida entre los 400nm (violeta) y los 800nm (infrarojo cercano) y que resulta por lo tanto mucho mas adecuada para este tipo de trabajos. Si os fijais en el espectro sintético que está situado bajo la grafica de perfil, podreis observar que el máximo de intensidad de Mizar, se situa sobre la zona verde del espectro. Esa es justamente la posicion en la que se supone debemos encontrar situado el maximo de intensidad para una estrella del tipo "A".

Espero poder ofreceros mejores resultados dentro de poco, aunque no os garantizo nada. Desde mi punto de vista actual y tras un primer contacto, creo que mi curva de aprendizaje va a ser muy, pero que muy suave…

Desde aqui lanzo un llamamiento a todos aquellos que dominen el tema para que me muestren dentro de sus posibilidades el camino de la verdadera "Fé Espectografica"...Estaré encantado y agradecidisimo de recibir cualquier ayuda y/o comentario que crean conveniente hacer.


Un abrazo.