... Genopfriskning og overblik

Transkript

1 ... Genopfriskning og overblik Koordinater, stjernernes bevægelse over himlen Kataloger, databaser Teleskoper, adaptiv optik, lucky imaging Detektorer Fotometri + kalibrering Spektrografer og spektroskopi Interferometri

2 Disney effekten...

3 Bemærk PSF'ens udstrækning!

4

5 Diffraktion-spikes roterer! Hvorfor?

6

7 ﾽ

8 Koordinater: - Forårspunkt - Ra. og Dec. (α, δ) - Solen har RA = 0. ved. Forårsjævndøgn (~21/3). - Højde over horisont. - Hvornår kan objekter observeres?

9 Observationelle værktøjer Frank Grundahl, d. 6/4-2009

10 Koordinater for astronomiske objekter angives på en uendelig kugle (to vinkler, som på Jorden). Observationelle værktøjer Frank Grundahl, d. 6/4-2009

11 Precession: Jorden har ikke en perfekt kugleform pga. rotationen. Derfor får Kræfterne fra Solen, månen og planeterne (som ligger i næsten samme plan) Jordens rotations akse til at precessere med en periode på år. Effekten er at forårspunktet flytter sig!, dvs. nulpunktet for Ra flytter sig rundt Langs ekliptika med en periode på ca år, dvs. ca per år... det kan let måles, og man skal tage hensyn til det!! HELDIGVIS har vi computere til at gøre det (så vi kan glemme detaljerne). Vinklen med ekliptikas plan ændres (næsten) ikke. Der findes andre (mindre effekter som man bør tage hensyn til hvis ekstremt præcise positioner er nødvendige... men det er kompliceret! (nutation...) Observationelle værktøjer Frank Grundahl, d. 15/4-2009

12 Kataloger + arkiver: - gode til forberedelse - gode til videnskab... Men kræver forståelse af data og instrumenter for at vi kan udnytte dem!

13 CDS: ESO: Artikler: (preprints) (publicerede artikler)

14 Teleskoper: - samler mere flux til instrumenter. - Focus: primær, cassegrain, nasmyth, coude - aberrationer - aktiv optik - adaptiv optik - lucky imaging

15 Teleskop typer... - Primær focus - Nasmyth focus - Coude focus.. Ækvatorial montering Alt-az montering... + mange varianter... Observationelle værktøjer Frank Grundahl, d. 20/4-2009

16 Optiske aberrationer Observationelle værktøjer Frank Grundahl, d. 20/4-2009

17 Observationelle værktøjer Frank Grundahl, d. 20/4-2009

18 VIS SIMULERINGER Uden AO Med AO Ved gode observatorier er den typiske FWHM af stjerne-profiler ca. 1 (ofte lidt bedre), Men diffraktionsgrænsen for et 1m teleskop er ca Ved 500nm, svarer 1 til r 0 =10cm r0 afhænger af bølgelængden: r 0 ~ 1.2

19 Observationelle værktøjer Frank Grundahl, d. 20/4-2009

20 Detektorer - Fotomultiplikator - QE - Gain - Udlæsestøj - Mørkestrøm - Bias - Flatfelt Signal-støj forhold og lidt statistik.

21 CCD'er: Vigtige punkter/emner: Kvante-effektivitet og QE, (følsomhed som fkt. af bølgelængde) Udlæse-støj (mere senere) og udlæsetid Bias Mørke-strøm Conversion factor og Dynamisk område Ladnings-diffusion Linearitet Cosmic-ray følsomhed Cosmetics Flatness

22 CCD billeder har (mindst) disse komponenter: Bias + Mørkestrøm + Signal (flux fra instrument) Alle billeder har udlæsestøj! Alle billeder skal have bias trukket fra. - Bias billedet kan have struktur, derfor fratrækkes oftest et billede, men... overvej lige udlæse-støjen!... Hvis flux-niveauet i 'science' billederne er lavt, bliver støjen i bias-billedet (pga. udlæsestøj) sammenlignelig med signalet!... det er ikke godt! DERFOR: fratræk en konstant (men check først at bias billederne ikke har struktur) HVIS de har struktur: så fratrækkes kombinationen af mange biasbilleder.

23 Fotometri og kalibrering - måling af flux (fotometri) - instrumentelle magnituder - kalibrerede magnituder

24 I praksis observeres i 2 filtre, f.eks B og V, for at bestemme farven: V V v OBS=V STD k V X V k 1 B V STD k 0 b OBS=B STD k B X B k B1 B V STD k B0 Observationen af standard-stjernerne bestemmer k'erne -- så for en observation af en ukendt stjerne i 2 filtre er de kun v_obs og b_obs som vi ikke kender!... 2 ligniger med 2 ubekendte... det kan vi! I praksis er det lidt besværligt at udføre denne procedure MEN nødvendig hvis man har brug for kalibrerede magnituder! Mellem forskellige instrumenter er det muligt at nå en typisk nøjagtighed på ca magnituder hvis man anstrenger sig kan 0.01 eller lidt bedre nås. Det er nødvendigt at kalibre når man vil sammenligne med andre!!!!

25 Fratrækning af baggrundssignal I målinger forekommer ofte et 'baggrundssignal'. For CCD observationer er der et signal fra himmelbaggrunden (spredt lys og andre, svage objekter). For at måle den Korrekte flux fra et objekt skal baggrundssignalet trækkes fra. S = (S+B) B (S og B er antal tællinger i et givent tidsinterval). Den totale støj er: Poisson-støj: 2s= 2 S B 2B S B = S B ; S+B og B er uafhængige og 2s= 2 S B 2B =S B B=S 2B Signal støjforhold = S S = S S 2B B= B

26 Spektrografer og spektroskopi - flux som funktion af bølgelængde - måling af hastigheder,... rødforskydning, planeter - måling af ækvivalentbredder = styrken af spektrallinier

27 Skematisk layout af en astronomisk spektrograf S = spalte C = collimator D = dispersing element L = linse f_col = brændvidde af kollimator f_cam = brændvidde af kamera For D har vi: y d =f cam d en hed er mm per Å.

28

29 Via gennegangen i Nissen's noter finder man (relativt) let (afsnit 5.5) at: D spek 2tan 0 R= = D tel, bemærk at: D spek =Lgit cos 0 Er spalte-bredden i buesekunder. Opløsningen øges ved at øge L_git, blaze vinklen, eller gøre spalten smallere!

30

31

32 Observationsforberedelse - Formål med observationer (videnskaben!) - Koordinater og magnituder - Tidsforbrug (exponering og overhead) - Arkiver + forberedelse - Teleskoper - Observationsansøgning NOT Studentship.

33

34

35

36

37

38

39

40