Célkitűzés

A csillagok spektrálklasszifikációja immáron jó egy évszázados múltra visszatekintő osztályozási módszer, amely az obszervációs asztrofizika egyik első kiindulási pontja a csillagok leírása közben. Jelen gyakorlat célja kettős:

I., előkészített osztályozandó csillagszínképek összehasonlító spektrálatlasz segítségével történő besorolása

II., a Plejádok néhány csillagának szimulált spektroszkópiai észlelése, majd a felvett spektrumok alapján típusba sorolása.

Mindezen feladatok során ismereteket szerzünk a kék tartomány jellegzetes színképvonalairól, azok erősségének változásairól a különböző színkép- és luminozitásosztályokban, illetve magáról a sztelláris spektroszkópiáról, mint asztrofizikai mérőmódszerről. Az alkalmazott program ismét a CLEA project, ezúttal annak spektrálklasszifikációs csomagja, amelyet a szokásos alkönyvtárban találunk (Linux alatt: Alt + F2, majd Spektrum.sh).

Spektrálklasszifikáció

A szokásos belépési műveletek (login) után a Run menü két pontja közül választhatjuk ki az éppen elvégzendő feladatot. Először lépjünk be a "Classify spectra" pontba, amely megnyitja a tényleges spektrálklasszifikációs ablakot (lásd ábra).

Itt a File -> Unknown spectrum -> Program list alpontból olvashatjuk be a kiosztott táblázatban szereplő csillagok előkészített színképét, csillagnév alapján (pl. HD 5351). Összesen 24 osztályozandó csillag van.
Ennek folyamata összehasonlító spektrálatlasz standard színképeivel való összehasonlításból áll, amely egyrészt a fősorozat OBAFGKM szekvenciáját, másrészt típusonként a fő luminozitásosztályokat fedi le. A File -> Atlas of Standard Spectra -> Main sequence alpontból kiválaszthatjuk a kérdéses csillaghoz legjobban hasonlító típust, amit be is olvashatunk egy dupla klikkel (lásd ábra).

Az Up-Down pontokkal ugrálhatunk a típusok között, míg a Difference ponttal ábrázolhatjuk a standard és a kérdéses színkép különbségét. Ennek minimalizálásával kiválaszthatjuk a megfelelő színképosztályt. A megfelelő fősorozati típus meghatározása után finomíthatjuk a klasszifikációt a luminozitásosztállyal, melyhez a kapott típushoz közeli standardokat kell beolvasni a File -> Atlas of Standard Spectra -> Luminosity at ... alpontból.

Az eredményeket a mellékelt táblázat kitöltésével közöljük (Student Manual 13. oldal).

Megfigyelések

A klasszifikációs ablak File -> Return menüjével visszajutunk a kiinduló ablakba. Itt a Run menü Take spectra pontjával jutunk a szimulációs részhez. Ha gyorsabban szeretnénk befejezni ezt a feladatot, akkor a végtelen távcsőidővel rendelkező 40 cm-es távcső helyett pályázhatunk távcsőidőt egy 1, illetve egy 4 m-es teleszkópra a Telescope -> Request Time -> ... alpontban. Bármelyiket is kapjuk meg, a használat ugyanolyan (ahogyan a korábbi gyakorlatokon is láttuk)!

Kinyitjuk a kupolát (Dome), bekapcsoljuk az óragépet (Tracking). A Field menüben kiválasztjuk a Plejádok területét. Ennek hatására a múlt óraihoz hasonló képet kapunk:

Itt a múlt gyakorlat jegyzőkönyvei alapján kiválasztunk 10 olyan fősorozati csillagot, amelyek lefedik a teljes észlelt B-V színindex-tartományt a kéktől a vörösig. Ezekről kell felvenni színképet, azt elmenteni, majd a klasszifikációs résszel osztályozni.

A Change View ponttal módosíthatjuk a műszer látómezejét a spektrográf belépő résére. A mérendő csillagot, melyet a koordinátái alapján állítottunk be, bevisszük a résbe, majd a Take Reading ponttal átlépünk a megfigyelési ablakba:

Itt a Start/Resume Count menüvel indíthatjuk a mérést, mely közben folyamatosan nyomon követhetjük a felvett színkép javulását, illetve becslést is kapunk az aktuális jel per zaj viszonyról (Signal/Noise). Klasszifikációs célokra legalább 30-50-es jel/zajig ne álljunk le az integrálással! A Save menüben elmenthetjük a kapott spektrumot, a Return menüvel visszajutunk a távcsővezérléshez.

A  tíz színkép felvétele után a Run menü Classify spectra pontjával léphetünk ismét az osztályozáshoz, ahol a fentebb leírtak szerint elvégezhetjük a típusba sorolást (File -> Unknown spectrum -> Saved Spectra).

Feladat: állítsunk fel egy egyszerű színindex-színképtípus relációt!