Forum.sci.hr Forum Index
Registracija na forum samo uz dozvolu administratora - Registration of new users to forum only with admin autorization ! 
 FAQFAQ   SearchSearch   MemberlistMemberlist   UsergroupsUsergroups   RegisterRegister   ProfileProfile   Log inLog in 

Log in to check your private messagesLog in to check your private messages   
Spektrometrija zvijezda na jednostavan i jeftin način

 
Post new topic   Reply to topic    Forum.sci.hr Forum Index -> Projekti
View previous topic :: View next topic  
Author Message
Stefan
Čest korisnik
Čest korisnik
Joined: 15 Jun 2005
Posts: 33
Location: Zagreb
PostPosted: Sat Mar 18, 2006 17:30    Post subject: Spektrometrija zvijezda na jednostavan i jeftin način Reply with quote

Ako želimo saznati nešto o fizičkim i kemijskim osobinama nekog tijela koji su nam zbog raznih razloga nedostupni, koristit ćemo spektralnu analizu tih tijela. Dakle, ona nam donosi podatke o fizičkom i kemijskom stanju i sastavu svemirskih tijela na koja čovjek nikada neće stići i predstavlja beskontaktnu metodu istraživanja.

U zadnje vrijeme sam pokušao snimiti i obraditi spektre nekih zvijezda. Dakle, spektre sam snimao Borisovim digitalnim SRL fotoaparatom Canon EOS 20D rezolucije 8,2 megapixela i objektivom EF 28 mm pred kojim je bila pričvršćena difrakcijska rešetka proizvođača «Edmund Industrial Optics», koeficjenta 1000 zarezaka/mm koju sam naručio iz tvrtke «Anchor optical surplus» iz New Jersy-a. Sve to bilo je pričvršćeno na motoriziranoj montaži za praćenje HEQ-5 tvrtke Skywatcher. Ovom prigodom zahvaljujem se Borisu Štromaru koji je dao svoju opremu na raspolaganje i vozio me na Sljeme.

Jednostavno rečeno, koristio sam spektrograf. Dakle, spektrograf je instrument koji svijetlost rastavlja u spektar i pritom snima na fotografsku ploču ili neki drugi, slični, dvodimenzionalni senzor s površinskim razlučivanjem – u ovom slučaju CMOS čip. Teoretski izračunata razlučna moć ovakvog spektrografa je 0,22 nm (nanometra).

Nakon više pokušaja snimanja spektra ulične rasvjete, shvatio sam da difrakcijska rešetka od 1000 linija/mm spektar od samog izvora jako puno odmakne - za oko 36 stupnjeva. Zbog tog razloga, nisam mogao snimati spektar kroz teleskop (jer ga je nemoguće staviti u vidno polje), nego samo kroz širokokutni objektiv.

Pri snimanju spektra difrakcijsku rešetku treba postaviti tako da spektar bude vodoravan sa duljom stranicom vidnog polja, tj. CMOS čipa fotoaparata. Koristili smo ekspozicije od između 30 i 90 sekundi i blednu zatvorenu na f/4.

Nakon snimanja obavljenog u noći od 31.01.-01.02. 2006. na Sljemenu, uspio sam obraditi spektre triju zvijezda: Capella (alpha Kočijaša), Betelgeuse (alpha Oriona) i Rigel (beta Oriona).

Pri obradi spektara nailazio sam na više poteškoća, a jedna od njih je da je vrlo teško izrezati sam spektar iz snimke bez da se u njemu (u podlozi) ne nalazi neka zvijezda. Te zvijezde «u spektru» mogu uzrokovati «lažne» šiljke u grafu koji mogu izgledati kao emisijske linije, dakle, kao povećanje intenziteta. Većina, nama bitnih linija, su apsorpcijske i u grafu izgledaju kao šiljci prema dole (snižen intenzitet). Bitno je napomenuti da u grafovima na osi y (one koje prikazuju intenzitet) nisu navedene nikakve vrijednosti jer u ovom slučaju nemamo jedinicu za intenzitet. Ta vrijednost je relativna.

Graf, kalibraciju i identifikaciju elemenata radio sam u programu Visual Spec – odličnom softwareu kojega mozete skinuti pod: http://www.astrosurf.com/vdesnoux/

U spektru Capelle uspio sam identificirati željezo (Fe), kalcij (Ca), magnezij (Mg), natrij (Na) i vodik (H). Kod zvijezda tipa G po spektralnoj klasifikaciji (Capelle) je zanimljivo da su kalcijeve linije posebno jake, za razliku od drugih spektara. Osim vrlo jakih kalcijevih linija, linije željeza također su ljepo uočljive, dok je u crvenom dijelu spektra jedva moguće identificirati jednu slabu liniju vodika (H alpha).
Nakon analize grafa i potrage za kemijskim elementima, pomoću Wienovog zakona pokušao sam izračunati temperaturu Capelle. Dobio sam rezultat od približno 5050 K, te iz toga zaključio da je Capella spektralnog tipa G, ali smatram da metoda mjerenja temperature pomoću Wienovog zakona i spektra nije baš najbolje rješenje, jer ne možemo izračunati temperaturu bilo koje zvijezde. Dakle, ako se valna duljina maksimalne energije zračenja ne nalazi u vidljivom području spektra, nemoguče je izračunati temperaturu i mislim da je puno prigodnija B-V metoda s kojom se u ovom slučaju nisam bavio.

U spektru Betelgeusa identificirao sam željezo (Fe), kalcij (Ca), magnezij (Mg), natrij (Na) i živu (Hg). Zanimljivo je da je jedna od linija helija (ona na 546,10 nm) koje sam identificirao emisijska. Zbog toga se taj spektar označava s Me (zvijezda je tipa M po spektralnoj klasifikaciji, a «e» stoji za «emisijski»). Iz literature saznajemo da u spektrima tipa M po spektralnoj klasifikaciji prevladavaju molekularne vrpce titanijeva oksida (TiO). Nisam pronašao nikakve valne duljine tih molekularnih vrpci, ali na nekim mjestima je moguće naslutiti gdje se otprilike neke od njih nalaze (npr. na oko 560 nm, 620 nm i 680 nm – pogledati snimku spektra ispod grafa).

U spektru Rigela uspio sam identificirati magnezij (Mg), vodik (H), željezo (Fe), kalcij (Ca) i helij (He). U Rigelovom spektru imamo jake linije helija (za razliku od helijevih linija kod drugih zvijezda), i po heliju je zapravo i nazvan spektar zvijezda tipa B po spektralnoj klasifikaciji – helijev spektar. Osim helijevih linija, dale su se identificirati čak četiri vodikove linije (H alpha, H beta, H gama i H delta).

Valna duljina maksimalne energije zračenja u spektrima Betelgeusea i Rigela nije u vidljivom području spektra, pa sam bio u mogućnosti računati samo temperaturu Capelle.
betelgeuse_mini.jpg

Spektar Betelgeusea
http://www.neznamadresu.com/stefan/betelgeuse_final_big_bw.jpg

rigel_mini.jpg

Spektar Rigela
http://www.neznamadresu.com/stefan/rigel_final_big_bw.jpg

capella_mini.jpg

Spektar Capelle
http://www.neznamadresu.com/stefan/capella_final_big_bw.jpg

Back to top
View user's profile Send private message Send e-mail Visit poster's website
korado
Super Korisnik
Super Korisnik
Joined: 20 Jan 2005
Posts: 498
Location: Visnjan
PostPosted: Mon Mar 20, 2006 22:39    Post subject: Reply with quote

Što se spektrometrije tiče, to je ujedno i "Eldorado" i "nočna mora".

Bit će u narednim godinama dosta prilika za se baviti spektroskopijama i to u područjima od radio do vizuanog. Bas me raduje da se našla "žrtva" Smile
Back to top
View user's profile Send private message Send e-mail Visit poster's website
Display posts from previous:   
Post new topic   Reply to topic    Forum.sci.hr Forum Index -> Projekti All times are GMT + 1 Hour
Page 1 of 1

 
Jump to:  
You cannot post new topics in this forum
You cannot reply to topics in this forum
You cannot edit your posts in this forum
You cannot delete your posts in this forum
You cannot vote in polls in this forum
You cannot attach files in this forum
You can download files in this forum


Powered by phpBB 2.0.11 © 2001, 2002 phpBB Group

Igloo Theme Version 1.0 :: Created By: Andrew Charron