Widma gwiazd, czyli co da cię wycisnąć ze Star Analysera

[Behlur_Olderys]

Jak daleko da się tak jechać ze zwiększaniem rozdzielczości?

I jak się ma rozdzielczość uzyskiwana amatorsko np. za pomocą SA200 do wyników profesjonalnych? Pytam z ciekawości - gdzie jest sufit?

[Hans]

Na tabelce ktora zalaczylem z SA100 i ED120/900 jest 8.3 angstrema na pixel.

Tu wiecej:

W moim przekonaniu wiekszym problemem jest zasieg, nie rozdzielczosc. To tutaj rosnie komplikacja... moze nie tyle technologiczna co niestety ekonomiczna. Jak zwykle sufit znacznie wczesniej niz fizyka i technologia wyznacza ekonomia .

[Behlur_Olderys]

26 minut temu, Hans napisał:

Na tabelce ktora zalaczylem z SA100 i ED120/900 jest 8.3 angstrema na pixel.

Tu wiecej:

W moim przekonaniu wiekszym problemem jest zasieg, nie rozdzielczosc. To tutaj rosnie komplikacja... moze nie tyle technologiczna co niestety ekonomiczna. Jak zwykle sufit znacznie wczesniej niz fizyka i technologia wyznacza ekonomia .

Możesz rozwinąć? Czy dałoby się uprawiać spektrometrię np. 20" dobsonem? Jakie są przeszkody? Czy ma bardziej znaczenie średnica lustra czy światłosiła? I najważniejsze pytanie: jaki jest wpływ seeingu?
To dużo pytań, ale zastanawiam się, jakie są limity amatorskiej spektrometrii. To szalenie interesujące, jeśli amator mógłby wykonywać pracę o podobnym znaczeniu naukowym, co profesjonalny astronom... A może to już jest prawdą?  

[Jagho]

1 godzinę temu, Behlur_Olderys napisał:

Jak daleko da się tak jechać ze zwiększaniem rozdzielczości?

I jak się ma rozdzielczość uzyskiwana amatorsko np. za pomocą SA200 do wyników profesjonalnych? Pytam z ciekawości - gdzie jest sufit?

 Na wyniki rozdzielczości spektroskopii bezszczelinowej bardzo mocno wypływa np. seeing, ale są i inne. Dla celów poznawczych uruchom sobie np. ten arkusz. Osiągnięcie wyników, które mają tzw. znaczenie naukowe nie jest warunkowane osiągnięciem określonej rozdzielczości obserwacji spektroskopowej. Do czego innego będzie służyć spektroskopia niskiej, a do czego innego wysokiej rozdzielczości. Mnie np. bardziej interesuje ta pierwsza. Pytasz o obserwacje widm, które mogą być ważne z naukowego punktu widzenia. Pisałem o tym w tych wątkach:

https://astropolis.pl/topic/61704-amatorska-spektroskopia-supernowych-ważne-obserwacje-klasyfikacyjne/?tab=comments#comment-706996

https://astropolis.pl/topic/62169-jasna-supernowa-w-galaktyce-ngc3941/?tab=comments#comment-711231

 

[bajastro]

Ogniskowa też ma znaczenie. Jak jest za duża to mamy za duże krążki gwiazd, a przy spektrometrii bez szczeliny, a taka jest w przypadku SA100 i SA200 to gwałtownie spada rozdzielczość, pomimo nawet uzyskania dużej skali jak na warunki amatorskie. Można też próbować klasyfikować gwiazdy, sporo poniżej +10 mag wcale nie ma określonych typów widmowych. Ale jak to się zgłasza to nie wiem, pewnie bez pisania artykułów po angielsku się nie obejdzie, więc trzeba znać bardzo dobrze ten język, a nie tylko trochę.

[Hans]

13 godzin temu, Behlur_Olderys napisał:

Możesz rozwinąć? Czy dałoby się uprawiać spektrometrię np. 20" dobsonem? Jakie są przeszkody? Czy ma bardziej znaczenie średnica lustra czy światłosiła? I najważniejsze pytanie: jaki jest wpływ seeingu?
To dużo pytań, ale zastanawiam się, jakie są limity amatorskiej spektrometrii. To szalenie interesujące, jeśli amator mógłby wykonywać pracę o podobnym znaczeniu naukowym, co profesjonalny astronom... A może to już jest prawdą?  

Dałoby się. Przeszkody? Hm.... te same co przy astrofoto, ugięcia, prowadzenie itd. Do tego dojdą pomniejsze problemy z poprawnym ustawieniem odległości filtra od matrycy (pewnie trzeba będzie nakombinować, w refraktorach jest łatwiej w tych aspektach) i ustawieniem odpowiedniego kąta pomiędzy "spajkami", a widmem (rotator się przyda), ale to wszystko kwestia przeróbek w zasięgu albo manualnym albo portfelowym. 

Światłosiła vs rozmiar lustra w przypadku spektrometrii rządzi się tymi samymi zasadami co przy fotometrii. Tu jedynie dochodzi bardziej wymagająca walka o FOV jeśli chcesz zminimalizować konieczność pracy na pofragmentowanym widmie. 

 

Generalnie trafisz w te same problemy co każdy zajmujący się fotometrią lub spektrometrią. Podnoszenie rozdzielczości widma podnosi masę twojego spektrografu (spektrometry o rozdzielczościach większych niż 200lnm to już są spore zabawki jeśli chodzi o masę i gabaryty w porównaniu do SA100 czy SA200). To zwiększa zarówno wymogi dla teleskopu (ugięcia, focusing, itd.) jak i montażu  (masa spektrografu itd.). Większe rozdzielczości  lub schodzenie z pomiarem w słabsze obiekty wymaga większej ilości fotonów lub bardziej czułego sensora. Jak pójdziesz drogą "więcej światła" podbijesz koszt optyki i monta lub samego monta (wydłużanie czasów naświetlania finalnie kończy się takimi samymi kosztami co zwiększanie ilości fotonów per czas podawanych przez optykę), jak pójdziesz drogą "lepszego sensora" zapłacisz za to "lepsze" i raczej tu działa zależność wykładnicza, a nie liniowa (szczeg. jak będziesz chciał pomagać sobie przy finalnym FOV większym rozmiarem matrycy) 

Jakby nie patrzeć, ta sama historia co przy astrofoto i fotometrii... odsuwanie limitów jest problemem kosztu znacznie wcześniej niż dostępnej technologii czy barier fizycznych.

Pozdrawiam.  

[Rybi]

18 godzin temu, Behlur_Olderys napisał:

To dużo pytań, ale zastanawiam się, jakie są limity amatorskiej spektrometrii. To szalenie interesujące, jeśli amator mógłby wykonywać pracę o podobnym znaczeniu naukowym, co profesjonalny astronom... A może to już jest prawdą?  

Kilka przykładów  ...

Np. tutaj można znaleźć podsumowanie sprzed kilku lat możliwości współpracy "pro-am" (professionals-amateurs) w zakresie spektroskopii. Niestety jest to kosztowne zajęcie dla miłośników astronomii. Z ww. PDF'a "wyciąłem" slajd poświęcony możliwościom obserwacyjnym spektrografów dostępnych dla "amatorów":

 

Jest strona internetowa ARAS (Astronomical Ring for Access to Spectroscopy. An initiative dedicated to promotion of amateur astronomical spectroscopy and pro/am collaborations), gdzie są prowadzone spektroskopowe kampanie obserwacyjne obiektów astrofizycznych i można pobrać wersje cyfrowe widm z bazy danych.

Niemcy od ponad 20 lat wydają internetowy biuletyn poświęcony spektroskopii w j. angielskim i niemieckim pt. Spektrum (ISSN 2363-5894).

 

 

 

[Hans]

W dniu 1.03.2018 o 18:36, Behlur_Olderys napisał:

Możesz rozwinąć? Czy dałoby się uprawiać spektrometrię np. 20" dobsonem? Jakie są przeszkody? (...)

Tak mi po głowie chodziło, że to co potrzebujesz to ta pozycja (znać na wyrywki  )

https://books.google.pl/books/about/Astronomical_Spectroscopy_for_Amateurs.html?id=1UGFTILwdnUC&source=kp_cover&redir_esc=y
 

Pozdrawiam.

[Jagho]

27 minut temu, Hans napisał:

Tak mi po głowie chodziło, że to co potrzebujesz to ta pozycja (znać na wyrywki  )

https://books.google.pl/books/about/Astronomical_Spectroscopy_for_Amateurs.html?id=1UGFTILwdnUC&source=kp_cover&redir_esc=y

Ze spisu treści zapowiada się nieźle.
Ja natomiast mogę polecić inną książkę tego samego autora. Bardzo dobra, szczególnie dla rozpoczynających zabawę ze spektroskopią. Napisana "ludzkim" językiem, ale to już pewnie taka zaleta tego autora.

[bajastro]

Dla amatorów są jeszcze inne ciekawe pozycje, kiedyś były skrypty na stronie autora, ale aktualnie nie są już dostępne, na ich bazie powstały poniższe publikacje:

Oraz:

[Rybi]

Z dyfrakcyjnych siatek transmisyjnych takich jak Star Analysers 100 / 200 uzyskuje się zwykle małą rozdzielczość względną widm R = λ/Δλ~100 / 200. Ale R można zwiększyć nawet do R~3000 (przy H-alfa) dla jasnych gwiazd. W czasopiśmie elekronicznym Spektrum nr 51 jest artykuł na ten temat Uwe Zurmühl'a pt. "Transmission Gratings – Resolution Optimization for Convergent Beam Setups" (str.10-18, w j. ang.)

Zgodnie z teorią, gdy równoległy promień światła pada na siatkę dyfrakcyjną, to względną rozdzielczość R dla widma 1-go rzędu można obliczyć jako liczbę linii oświetlonych przez ten równoległy promień. Ponieważ średnica SA100 / SA200 wyknosi ~24 mm więc maksymalna teoretyczna rozdzielczość wynosi dla nich odpowiednio R~2400/4800. W praktyce jest ona nieco mniejsza.

Uwe Zurmühl w tym artykule podał przykład konfiguracji sprzętowej pokazanej na poniższych fotkach- od lewej:
a) grism (siatka dyfrakcyjna + pryzmatem) SA200 + pryzmat 4° Thorlabs z przysłoną 16mm,
b )  grism z pkt a) połączony pierścieniami dystansowymi z kamerą CCD ATIC,
c) zestaw z pkt  b ) podłączony do refraktorka APO ED 60/330mm

 

Przykładowe widmo Wegi uzyskane tym zestawem sprzętowym naświetlane łącznie 5 minut (dyspersja wynosi 1,45 Å/ piksel, a rozdzielczość  ~3Å, R~6000/3~2000) :

Edytowane 11 Marca 2018 przez Rybi

[Wiri]

Widzę że w temacie przewijają się teleskopy  typu refrakor  ED czyżby zwykły refraktor nie nadawał się (domyślam się że chodzi o wyeliminowanie aberracji chromatycznej)? Czy można używać innych typów teleskopów np reflektory/MAK/Newtony ?

[Hans]

W dniu 3/2/2018 o 08:48, Hans napisał:

Dałoby się. Przeszkody? Hm.... te same co przy astrofoto, ugięcia, prowadzenie itd. Do tego dojdą pomniejsze problemy z poprawnym ustawieniem odległości filtra od matrycy (pewnie trzeba będzie nakombinować, w refraktorach jest łatwiej w tych aspektach) i ustawieniem odpowiedniego kąta pomiędzy "spajkami", a widmem (rotator się przyda), ale to wszystko kwestia przeróbek w zasięgu albo manualnym albo portfelowym. 

Światłosiła vs rozmiar lustra w przypadku spektrometrii rządzi się tymi samymi zasadami co przy fotometrii. Tu jedynie dochodzi bardziej wymagająca walka o FOV jeśli chcesz zminimalizować konieczność pracy na pofragmentowanym widmie. 

 

Generalnie trafisz w te same problemy co każdy zajmujący się fotometrią lub spektrometrią. Podnoszenie rozdzielczości widma podnosi masę twojego spektrografu (spektrometry o rozdzielczościach większych niż 200lnm to już są spore zabawki jeśli chodzi o masę i gabaryty w porównaniu do SA100 czy SA200). To zwiększa zarówno wymogi dla teleskopu (ugięcia, focusing, itd.) jak i montażu  (masa spektrografu itd.). Większe rozdzielczości  lub schodzenie z pomiarem w słabsze obiekty wymaga większej ilości fotonów lub bardziej czułego sensora. Jak pójdziesz drogą "więcej światła" podbijesz koszt optyki i monta lub samego monta (wydłużanie czasów naświetlania finalnie kończy się takimi samymi kosztami co zwiększanie ilości fotonów per czas podawanych przez optykę), jak pójdziesz drogą "lepszego sensora" zapłacisz za to "lepsze" i raczej tu działa zależność wykładnicza, a nie liniowa (szczeg. jak będziesz chciał pomagać sobie przy finalnym FOV większym rozmiarem matrycy) 

Jakby nie patrzeć, ta sama historia co przy astrofoto i fotometrii... odsuwanie limitów jest problemem kosztu znacznie wcześniej niż dostępnej technologii czy barier fizycznych.

Pozdrawiam.  

@Wiri, poeyzej masz generalna odpowiedz na twoje pytanie. A EDki? Daja rozsadny stosunek bezproblemowosci do ceny.

Pozdrawiam