Forum der Vereinigung der Sternfreunde

Hallo,

am 09./10.08.2010 konnte ich meine dritte Nachtbeobachtung mit dem LHIRES III absolvieren. Das Wetter präsentierte sich gegen später etwas unkooperativ, so dass die Aufnahme eines Referenzsterns leider nicht mehr möglich war.
Zielstern war wieder Gamma Cassiopeiae, diesmal mit der DMK41AU04.AS aufgenommen. Nachgeführt habe ich von Hand mit meiner ToUCam am Livebild des Monitors.

Ich möchte nun meine gesamte Bearbeitung darlegen, und würde mich über Hinweise für Verbesserungen sehr freuen.

In die Auswertung kamen insgesamt 33 Spektrenbilder mit jeweils 32,8s Belichtungszeit (diesen Wert gab die Aufnahmesoftware her), was eine Totalbelichtungszeit von knapp 18 Minuten ergibt.
Ich war erstaunt über die niedrige Einzelbelichtungszeit, die nötig wurde, nachdem ich bei 55s eine überbelichtete Emissionslinie erhalten hatte!

Nun zum Bearbeitungsablauf.

1.) Überlagerung der 33 Einzelbilder in giotto mit gleichzeitiger Dark- und Flat-Korrektur.

Bildbeispiele in Originalgröße als jpeg´s. Die Originalbearbeitung fand im fits-Format statt.

a.) Darkkorrigiertes Masterflat: http://www.aau.telebus.de/Ver_7/user/To ... rkkorr.jpg

b.) Masterdark: http://www.aau.telebus.de/Ver_7/user/To ... 40dark.jpg

c.) Dark- und Flatkorrigiertes Spektrum von gamCas: http://www.aau.telebus.de/Ver_7/user/To ... atkorr.jpg


2.) Extraktion des Spektralfadens auf 10 Pixel Höhe und Korrektur (Subtraktion) um den Himmelshintergrund mit Hilfe von fitswork.


3.) Kalibrierung des dark-, flat- und himmelshintergrundkorrigierten Spektrums in vspec mit Hilfe von 6 Wasserlinien.
Das Ergebnis der Kalibrierung ist im verlinkten Bild zu sehen, wo man gut die Positonen der grün bezeichneten Wasserlinien mit den beobachteten Wasserlinien vergleichen kann.

Kalibrierresultat mit Wasserlinien: http://www.aau.telebus.de/Ver_7/user/To ... iniena.jpg

Ich habe diese Variante der Kalibrierung gewählt, da ich das Spektrum ohne Referenzstern in vspec von den Wasserlinien befreien wollte. Dies ging mit einer 2-Linien-Kalibrierung mit Hilfe der nur 2 Neonlinien, die in den 1280 pix breiten Bildausschnitt passten, nicht so gut.


3.) Entfernung der Wasserlinien aus dem kalbrierten und normierten Spektrum. Der Vorgang in vspec ist im verlinkten Bild zu sehen. Die bereinigte Kurve in grüner Farbe.

Entfernung der Wasserlinien: http://www.aau.telebus.de/Ver_7/user/To ... vspecw.jpg


4.) Resultat mit EW-Bestimmung für unbereinigtes und um Wasserlinien bereinigtes Spektrum in der unten angehängten Animation.
Unbereinigt liegt die EW um knapp 1Å niedriger, was wohl auch zu erwarten war (z.B. gemäß dieser Quelle: http://www.astro.buecke.de/Beobachtunge ... %20EW.html).

Der für die Bestimmung benutzte Wellenlängenbereich: [6530;6600]
SNR in den "ruhigen" Bereichen (bereinigtes Spektrum)
- [6535;6540]: 88
- [6585;6590]: 132



Als technisches Fazit möchte ich noch anmerken, dass mich die ungekühlte und im Roten relativ unempfindlcihe DMK hinsichtlich der Einzelbelichtungszeit erstaunt hat!

Kommentare und Verbesserungsvorschläge sehr willkommen.


Viele Grüße
Torsten

Hallo,

das sieht wirklich gut aus!

Ich bin immer wieder erstaunt, was doch Einige für erstaunliche Ergebnisse erzielen durch Anwendung der VSPEC software. Wirklich erstaunlich.

Meine seit Jahren dann und wann vorgenommenen Extraktionsversuche mit unterschiedlichsten VSPEC -entwicklungsstufen führte sehr sehr häufig zu völlig unglaubwürdigen , teilweise sogar unsinnigen und widersprüchlichen Ergebnissen......

Hier wundert mich z.B. das sehr niedrige S/N bei gam cass, welches offenbar durch die Software ausgeworfen wurde (?) Wenn ich gamcass 18 minuten belichte, komme ich auf deutlich höhere S/N Werte.(>300!)

Insofern empfehle ich doch eher, sich des midas scriptes "SMS" unseres Freundes Günter Gebhard zu bedienen. Die Meßergebnisse, die diese Prozedur auswirft, sind deutlich belastbarer, als das, was man mit vspec erhält, wenn auch leider deren Anwendung für Viele nicht gerade bequem ist....das ist ohne Weiteres zuzugeben.

cheers
berthold

Hallo Berthold,

herzlichen Dank für Deine ermunternden Worte!
Das könnte auch an der relativ schlechten QE der Kamera im Roten und den ziemlich kleinen Pixeln und der fehlenden Kühlung liegen.
Für mich sieht das Spektrum eigentlich auch recht gelungen aus, die Auflösung betrug übrigens R = 17000, ermittelt an dem hinterher aufgenommenen Neonspektrum bzw. aus den beiden Linien, die auf den Chip passten.

Insgesamt scheint mir die DMK eher ungeeignet für die hochauflösende Spektroskopie zu sein. Leider habe ich als Alternative nur noch eine unmodifizierte DSLR, bei der die QE ähnlich schlecht ist.

Das wird, denke ich, für mich auch der nächste Schritt sein. Ich habe mir das Meiste schon heruntergeladen, leider klappt die Installation von cygwin auf meinem Windows-Vista-Rechner nicht so, wie hier im Forum an anderer Stelle beschrieben. Ich hoffe daher sehr auf den Anfänger Workshop Anfang September!!!

Viele Grüße
Torsten

Hallo,

im Hinblick auf den bevorstehenden Anfänger-Workshop habe ich mich ein wenig mit der Datenreduktion in iris befasst, konkret das Kochrezept von Urs Flükiger (http://www.ursusmajor.ch/downloads/tuto ... ec_5.4.pdf) auf die Bilder von gam Cas angewendet.
Weiterhin habe ich die dabei erhaltenen Erkenntnisse nochmal auf meine Bearbeitung mit giotto übertragen und möchte die Ergebnisse nun kurz darlegen.

Zunächst, im SAG-Forum hat mich Ernst Pollmann auf die Bereiche für die obige SNR-Bestimmung hingewiesen, die offenbar innerhalb der H-Alpha-Linie gewählt waren.
Dies habe ich im folgenden korrigiert und auf den, auf Grund des etwas kleinen Chips, übrig bleibenden Bereich jenseits 6600 A ( genau: [6600.5 ; 6604]) angewendet.

Weiterhin habe ich für die durchgeführten 4 Bearbeitungen folgende gleiche Auswerteschritte in vspec durchgeführt (Abweichungen in der konkreten Auswahl der Bereiche in vspec lagen im Hundertstel-Angström-Bereich, max. 0,05 A):

1.) Division des nach allen Bildkorrekturen erhaltenen Spektrums durch ein ähnliches Pseudokontinuum. Dieses Pseudokontinuum habe ich in vspec durch das Eliminieren des Linienbereichs [6530 ; 6600] und Annähern des Rests mit Hilfe eines spline-Filters erhalten.

2.) Normierung aller Ergebnisspektren auf den Bereich [6600.5 ; 6604] außerhalb des Liniengebietes.

3.) SNR-Bestimmung im gleichen Bereich [6600.5 ; 6604] außerhalb des Liniengebietes.

4.) EW-Bestimmung im Bereich [6530 ; 6600] mit vspec.

Als Auflösung habe ich, wie oben schon erwähnt, einen Wert von R = 17000 erhalten (Ermittlung mit Hilfe des nach den gamCas-Spektren aufgenommen Neonspektrums).

Folgende Bildbearbeitungsvarianten sind in der folgenden Grafik gegenübergestellt:

1.) Komplettbearbeitung in iris, also
- Korrekturen mit bias-, dark-, flat-Bildern
- auf Himmelshhintergrund und cosmics,
- Überlagerung mit Medianbildung.

2.) Wie 1.), nur mit Überlagerung mit Mittelwertbildung (Arithmetic).

3.) Wie 1.), nur mit Überlagerung in giotto

4.) Wie 1.), nur das Ganze in giotto (ohne cosmics) und Himmelshintergrundsubtraktion in fitswork.


Für eine größere Version auf das Bild klicken:




Ergebnis:

Es fällt auf, dass die beiden rotfarbigen Kurven (iris-Bearbeitung) eine deutlich größere Fläche einschließen, als die blaue und grüne Kurve (giotto-Bearbeitungen).
Die iris-Bearbeitungen liefern auch ein deutlich niedrigeres SNR.
Die Spektral-Kurven der giotto-Gesamtbearbeitung und der Überlagerung der in iris vorbearbeiteten Bilder mit giotto verlaufen sehr ähnlich.


Viele Grüße
Torsten

Hallo Torsten,

Du scheinst Dich sehr erfolgreich in die Liga der aktiven Datenlieferanten zu arbeiten. Das ist große Klasse, was Du da lieferst. Deine Probleme scheinen nur noch in der Datenreduktion zu liegen.

Die prozentualen Differenzen in den Intensitäten bei verschiedenen Wellenlängen scheinen im Linienpeak am größten zu sein (solltest Du mal genau prüfen, indem Du die beiden stärksten "Abweichler" durcheinander dividierst). Wenn das wirklich so ist, wie ich es wahrnehme, wurde das Kontinuum innerhalb der Linie nicht immer korrekt gewählt. Das kann durch eine zu hohe Ordnung des Kontinuumfits geschehen, indem er innerhalb der Linie (keine Stützstellen) anfängt instabil zu werden und auszubrechen. Es kann aber auch sein, dass der Kontinuumfit für die "schwächste" Linie nur zu hoch geraten ist.

Berthold hat recht, mit MIDAS kannst Du alle Prozeduren genau kontrollieren.

Gruß, Thomas