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BeitragVerfasst: 15. April 2018, 11:56:12 AM 
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Registriert: 15. September 2014, 14:05:45 PM
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Hallo,

nach Ostern hatte ich Gelegenheit einige tiefe Galaxienspektren aufzunehmen. Wobei der Begriff "tief" sich hier auf die langen Belichtungszeiten bezieht, diesen nutze ich hier als Astrofotograf, und als Noch-Neuling in Sachen Spektroskopie.

Das Frühjahr bietet sich für die Aufnahme von Galaxien an, etwa im Sternbild Löwe finden sich auch Paare mit einander wechselwirkender Galaxien. Ich habe mit Arp 94 ausgesucht, hier steht eine Spiralgalaxie (NGC3227) und eine kleine Elliptische Galaxie (NGC3226) dicht beeinander. Beim nachfolgenden Link findet ihr mehr zu diesem ungleichen Paar, das in etwa 50 Millionen Lichtjahren Entfernung steht. https://apod.nasa.gov/apod/ap131009.html

Was ich versucht habe, ist die gleichzeitige Aufnahme der Spektren der Galaxienkerne. Dazu habe ich den Spalt so positioniert, dass das Licht der Kerne, die etwa 11..13mag hell sind, in den 35mu-Spalt fällt. Auf der nachfolgenden Aufnahme (von Ken Crawford) habe ich dies einmal skizziert.

Bild


Für die Ausnahme der Spektren habe ich als Kamera eine SBIG ST10-XME genutzt, mit 6 je 20min-langen Aufnahmen. Als Optik habe ich meinen 14" Hypegraphen genutzt, die Nachführung erfolgte mit Hilfe eines Sternes im Bildfeld. Das nächste Bild zeigt das noch unbearbeitete Spektrum. Man erkennt die zwei Kernspektren, wie auch das Spektrum der Lichtverschmutzung an meinem Beobachtungsort.

Bild


Auswertung #1 - Arp 94 - NGC3227

Im ersten Teil der Auswertung betrachte ich die Spiralgalaxie NGC3227, die den helleren der zwei Spektralfäden erzeugt. Die Auswertung erfolgte mit BASS (1.9.7), die NGC3227-Einzelspektren wurden Dark-korrigiert und dann mit Hilfe des MaximDL Sigma-Verfahrens kombiniert, wodurch das Rauschen reduziert wurde. Mit BASS werden die aktive Messregion, wie auch, ober- und unterhalb davon, die Subtraktions-Regionen festgelegt. Dadurch lässt sich der störende Hintergrund recht gut entfernen. Für die Kalibration benutzte ich Relco/Neon-Lampen. Ich habe 12 Linien genutzt, der RMS Fehler lag bei 0.022 nm (quadratischer Fit), die Dispersion betrug 0.272 nm/Pixel.

Das sich ergebende Spektralprofil ist nachfolgend dargestellt.

Bild


Man erkennt in diesem Spektrum schon drei Dinge:

1. Der Galaxienkern zeigt Emissionslinien, dies ist ein Hinweis auf einen aktiven Kern.
2. Die Emissionslinien besitzen verschiedene Linienbreiten
3. Die Linien sind rotverschoben

Die Beobachtungen 1+2 passen zum Kerntyp von NGC3227, es handelt sich um eine Seyfert-Galaxien (Typ 1.5). Carl Seyfert hat in den 1940er Jahren diese spektralen Auffälligkeiten beschrieben. Dir Ursache ihrer unterschiedlichen Breite ist ein Effekt der Perspektive - wir als Beobachter schauen hier in die Innenbereiche des galaktischen Zentrums von NGC3227. Genaugenommen sehen wir in die BroadLineRegion, dies sind sich sehr schnell bewegende Gaswolken im Nahfeld der Akkretionsscheibe um das supermassive schwarze Loch im Zentrum. Und die schmalen Linien stammen aus der NarrowLineRegion, die weiter entfernt liegt und wo eben geringere Gasgeschwindigkeiten anzutreffen sind, daher sind die dort emittierten Linien schmaler.

Hier die zwei Regionen mit den auffälligen Linien - eingetragen sind die Ruhewellenlängen der Emissionslinien.

Bild

Bild


Zum Vergleich der Linien verlinke ich einmal auf die Spektren von NGC3227, die man in der NASA NED findet, gewonnen wurde diese mit den Palomar200in Teleskop.

Bild

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Mehr Infos zu den NASA NED Spektren findet ihr hier https://ned.ipac.caltech.edu/cgi-bin/NE ... 3&corr_z=1. Ganz witzig ist hier, dass die Palomar-Spaltlage eine andere wr als bei mir, diese lag etwa 90°, bezogen auf die Verbindungslinien der zwei Galaxien, die ich genutzt habe.

Natürlich ist meine spektrale Auflösung instrumentbedingt schlechter, aber man erkennt schon, dass diese Kernspektren sich kaum unterscheiden, d.h. dass hier die Spaltlage keine (große) Rolle spielt. Dies ändert sich, wenn man die Galaxienhauptebenen untersucht.


Wie schon oft bei meinen Galaxienspektren gezeigt, kann man mit den Emissionslinien die Fluchtgeschwindigkeit sehr gut bestimmen. Anbei die Werte der Messungen für NGC3227.

Bild


Benutzt man die Messwert und rechnet den Mittelwert, so erhält man mit etwa 1155 km/s einen Wert für NGC3227, der sehr nah am Literaturwert liegt.
Im zweiten Teil der Auswertung folgt dann der kleine Begleiter NGC3226.

Schöne Grüsse,
Michael

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BeitragVerfasst: 16. April 2018, 12:55:13 PM 
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Meister
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Registriert: 01. August 2006, 16:08:56 PM
Beiträge: 3805
Wohnort: 68163 Mannheim
Hallo Michael,
wieder einmal eine tolle Darstellung deiner Arbeiten an Galaxien. Deine Datenreduktion/Auswertung ist immer auch so vorbildlich und von einem naturwissenschaftlich-kritischen Geist geprägt. Ich lese deine Beiträge immer wieder gerne. :D :wink:

_________________
Herzliche Grüße / best regards

Lothar

https://lotharschanne.wordpress.com/


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BeitragVerfasst: 16. April 2018, 19:59:25 PM 
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Dauernutzer
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Registriert: 15. September 2014, 14:05:45 PM
Beiträge: 158
Hallo Lothar,

danke für deinen netten Kommentar :)

Ich profitiere enorm von den Rückmeldungen der Kollegen, gerade bzgl. Kalibration und Datenreduktion habe ich mittlerweile einen Standard-Ablauf. Was ich noch verbessern werde, ist ich die Datenmodellierung, hier kann man in BASS Python-Unterprogramme nutzen - und hier ist meine Idee, ein Modellspektrum für eine Galaxie einmal automatisiert anfitten zu können, das wird aber noch etwas dauern.

Schöne Grüsse,
Michael

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BeitragVerfasst: 16. April 2018, 20:34:16 PM 
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Registriert: 06. Dezember 2016, 11:37:47 AM
Beiträge: 41
Hallo Michael,

Great result with your Lisa spectrograph on Arp 94. :)


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BeitragVerfasst: 16. April 2018, 21:48:13 PM 
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Dauernutzer
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Registriert: 09. Oktober 2016, 12:14:01 PM
Beiträge: 110
Wohnort: PIERA ( Barcelona )
Congratulations Michael !!

Very good job.

Regards, Joan.


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BeitragVerfasst: 21. April 2018, 14:07:59 PM 
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Dauernutzer
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Registriert: 15. September 2014, 14:05:45 PM
Beiträge: 158
Hello Olivier, hello Joan,

thanks for your nice comments.

I have just published the second part of the results - I hope you can follow the texting.
If not, just leave a comment, I will then translate the descriptions.

Best wishes,
Michael

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