Forum der Vereinigung der Sternfreunde

Hallo,

habe heute Nachmittag (ca. 17 Uhr MESZ) an Hand des Streulichts des wolkenfreien Himmels (blauer Himmel) die Biegesteifigkeit meines LHIRES Spaltspektrographen getestet.
Habe das Gitter so eingestellt, dass die Halpha-Linie des Sonnenlichts genau in der Mitte der Aufnahme war (bei mir Stellung 20,00 mm an der Spindel). Dann habe ich ein Neonspektrum aufgenommen.
Ohne Änderung der Gitterstellung habe ich dann in 5 Richtungen den blauen Himmel spektroskopiert (N, E, S, W, Zenit).
Anschliessend habe ich die Spektren mit den beiden Neonlinien, die ganz links und ganz rechts im Bildfeld waren, kalibriert. Dann habe ich das Minimum der Halpha-Linie bestimmt und siehe da, es waren Abweichungen innerhalb einer Spanne von 3 Angström vorhanden. Diese kommen wohl durch die Verbiegung des ordentlich mit Kameragewicht beladenen Spektrographen zustande.

Daraufhin habe ich die 5 Spektren jeweils mit den gleichen 6 Wasserlinien als interner Standard kalibriert (Polynom 3. Grades) und nochmal die Halpha-Linien vermessen. Jetzt waren sie innerhalb 0,09 Angström Bandbreite um die wahre Wellenlänge von 6562,8 Angstr. konstant. Das ist genau der Fehlerbereich, den ich schon mit Wiederholungsmessungen gefunden hatte.

Fazit:
Wenn mit Neon kalibrieren, dann bei jeder Stellung des Spektrographen eigene Neonspektren aufnehmen.
Besser mit terrestrischen Linien kalibrieren, wenn vorhanden.

Beste Grüsse
Lothar

Hallo Lothar,

Du möchtest mir mal bitte zeigen oder sagen, wie Du das mit der Kalibrierung machst......das mache ich mit vspec, weil das gerade noch geht......


beste Grüße
Berthold

Hallo Lothar,

ich kann mir nicht vorstellen, wie LHIRES sich irgendwie durchbiegen soll. Das Ding ist sehr stabil und der Spalt bewegt sich ja auch nicht. Ich schlage vor, jeweils ein Neonspektrum zu Beginn, in der Mitte sowie am Ende des jeweiligen Runs zu machen und nochmal alles zu untersuchen. Drift ist wegen Temperaturdifferenz möglich.

Verwirf die Methode mit einer Lampe nicht so schnell. Das ist ein bewährtes Prinzip.

Gruss, Thomas

Hallo Thomas,

nein, ich verwerfe die Kalibrierung mit der Neonlampe nicht. Ganz im Gegenteil: Ich mache bei allen wichtigen Aufnahmen vorher und nacher eine Ne-Aufnahme.
Der Test hat mir nur gezeigt, dass man kein Neonspektrum verwenden darf, wenn die Stern-Aufnahmen bei einer deutlich anderen Stellung des Teleskops durchgeführt wurden wie das Neon-Vergleichsspektrum.
Also brav Neon -Stern - Neon, wobei zwischen den beiden Neonaufnahmen das Teleskop sich nur wenige Grad weiterbewegt haben darf, z.B. nach einer halben Stunde.

Liebe Grüsse
Lothar

Das ist sehr zeitaufwändig und ich kenne das so nicht. Nach meiner Erfahrung sollte die obige Prozedur reichen. Bevor Du Dir diese Arbeit machst, solltest Du erst die genaue Ursache herausfinden. Entweder solltest Du Durchbiegung vermeiden (ich glaube nicht, dass das die Ursache ist) oder weiter suchen. Es kann doch nicht sein, dass sich bei diesem stabilen Gehäuse der Spalt oder die Optik verschiebt (ist alles fest angezogen?).

Hallo,

nein, der lhires verbiegt sich in sich nicht, das halte ich schon auf Grunde der Blechstärke und der Kastenbauart für maximal unwahrscheinlich. Was sich leider (!!) zweifelsohne "verbiegt" sind die beiden optischen Achsen zwischen Teleskop und lhires, da müßte was viel Stabileres her, als wir es zur Zeit haben.

Aber...... das kommt schon noch. Wenn man das Alles aufgebaut hat, dann kann ich es zumindest kaum aushalten, bis ich sehe, ob das so überhaupt geht.....na gut, das weiß ich jetzt, hätte ja auch sein können, dass ich gar nicht damit umgehen kann.....


Beste Grüße
Berthold

Hallo Berthold!

Sowas hatte ich vermutet. Du hast völlig recht, das Gesamtsystem inkl. Teleskop ist entscheidend. Dabei fällt mir ein, dass Lothar ein C14 nutzt. Dessen Spiegellagerung ist meine Wissens nicht so stabil, wie gewünscht.

Aus der Ferne kann ich das nicht analysieren. Aber dass die Technik mit einer Lampe zuverlässig ist, steht für mich ausser Frage. Das System muss aber so stabil sein, dass zwei bis drei Kalibrationsspektren ausreichen sollten.

Gruss, Thomas

Hallo Freunde,
eine Abweichung zwischen Referenzspektrum und Sternenspektrum darf doch nicht durch eine Flexibilität außerhalb der Einheit Spektrograph-CCD-Kamera erzeugt werden?! Insbesondere irgendein Spiel im Teleskop oder am Flansch zum Spektrographen ist hier doch völlig unerheblich, weil das abgebildete Objekt immer der eingebaute Spalt ist.
Die Ursache kann m.E. nur im Übergang zwischen Kamera und Spektrograph liegen, denn der HIRES III ist wirklich sehr steif. Die ST-6 ist ziemlich schwer und könnte sich an ihrer Befestigung / Klemmung verlagern bei unterschiedlichen Orientierungen des Fernrohres.
Gruß,
Norbert

Hallo Norbert! Das glaube ich auch! Gruss, Thomas

Hallo zusammen,

fuer RV-Messungen nimmt man immer ein Sandwich (arc-object-arc), weil man dem Instrument nicht traut - wenn es nicht gerade ein benchmounted oder Nasmyth-Spektrograph ist. Die differentielle Flexion des set-ups ist quasi unvermeidlich und auch bei Profi-Geraeten ueblich; das kann locker eine FWHM der Kalibrationslinie ausmachen, wenn man das (parallaktisch montierte) Teleskop von -HAmax nach +HAmax umschlaegt. Entsprechend lange Belichtungen muessen also immer durch Kalibrationsaufnahmen unterbrochen werden.

Die Frage ist natuerlich, ob man fuer die Wissenschaft, die man machen will, die RV-Praezision braucht? Wenn reine EW-Variationen z.B. von Halpha betrachtet werden sollen, lohnt sich ein spektrales binning, weil man ja sowieso nie auch nur in die Naehe des Poisson-Noise-Limits kommt - bei den Dunkelstroemen...

Einen systematischen Shift zwischen Referenz- und Sternspektrum erhaelt man uebrigens auch, wenn man den Stern nicht jedesmal an die gleiche Position im Spalt bringt. Das ist der Grund, weshalb man Spaltweite und Seeing aufeinander abstimmt: 3" slit bei 1" seeing ist keine gute Idee, wenn man RV-Messungen machen will; die Streuung um den Mittelwert wird explodieren. Dieser Shift ist aber quasi linear.

Ob man mit 6 Punkten ein Polynom 3. Grades gut fitten kann, ist eine andere Frage. Der erreichte rms-Wert muss immer mit der angestrebten Aufloesung verglichen werden. 0.09 Ang/pix sind sehr gut, wenn man 1 Ang/pix Aufloesung anstrebt, aber ziemlich schlecht, wenn man 0.09 Ang/pix haben will. Nota: Die Zentroide der Kalibrationslinien sind ja sehr viel genauer bestimmt als ihre FWHM, daher der "eingebaute Faktor 10".

Mal etwas off-topic: Ich weiss nicht, welche Software hier zum Datenreduzieren benutzt wird, aber ich persoenlich nehme lieber IRAF als MIDAS. Fuer Skript-Samurais lohnt sich PyIRAF (oder PyMIDAS), wo die jeweilige SW mit der sehr maechtigen Skriptsprache Python verheiratet wurde. Durch entsprechende Bibiotheken hat man fast IDL-Niveau, aber fuer umme, und IRAF ist alt genug, um hinreichend fehlerfrei zu sein (das ist ein nichttriviales Problem!). CCDPROC oder gleich DOSLIT sind hier zwei IRAF-tasks, die per Knopfdruck de-biasen, de-darken, de-flatfielden und trimmen (die entsprechenden Frames muss man natuerlich reinstecken). Extraktion geht sehr einfach mit APALL, gerne auch mit voreingestellten Parametern, mit extrem maechtiger Interaktionsmoeglichkeit. Es gibt eine sehr gut geschriebene, allerdings englische Einfuehrung in die Datenreduktion mit IRAF, und die task-Doku ist ausfuehrlicher als die von MIDAS. (Die Skriptsprache ist aber noch furchtbarer als die von MIDAS.)

Cheers,
Ollie

hm, das kommt auch noch dazu!!......aber es geht doch es an "Spalt" los, was davor ist, hat doch mit der Wellenlängeneinstellung nichts zutun oder mit der dispersion oder sonst was.........irre ich da?

Berthold

eben, genau das meine ich auch


Berthold

Hallo Olivier!

Wir hatten mal während unseres vorletzten Meetings in Heppenheim über IRAF und MIDAS diskutiert und dabei "beschlossen", MIDAS zu nutzen. Ich als alter IRAF-Nutzer hatte dem zugestimmt, da IRAF zwar die einfacheren Standardtasks hat, aber eben fürchterliche Scripts benötigt MIDAS hatte ich auch schon kennengelernt). Mittlerweile gibt es aber auch interessante Windows-Alternativen, z.B. MaximDL.

Zum Spektrographen: Du hast, wie Norbert und Berthold, recht. Auch ich lasse mich immer wieder in die Irre führen und vergesse, dass der Spalt ja die Lichtquelle ist.

Gruss, Thomas

Hallo, 
wenn man jedoch auf genauve RVs aus ist, spielt es auch eine Rolle, WIE der Spalt beleuchtet wird. 
Ein variabler Winkel zwischen optischen Achsen von Teleskop und Spektrograph macht sich dann auch bemerkbar, da das Licht ja auf einem anderem Weg durch den Spektrographen geht.
Auch die Position des Sterns auf dem Spalt geht direkt in die RV ein. Die Kalibrationslampe leuchtet normalerweise den ganzen Spalt mit einem Kastenprofil aus, waehrend der Stern den Spalt mit einem Gaussfoermigen Profil ausleuchtet, dass nicht unbedingt immer gleich gut
zentriert ist.
Sehr genaue RVs kann man erfahrungsgemaess nur mit fixen Faser"spalten" oder Absorptionszellen im Strahlengang erreichen. 
Hilfreich ist auch, das Vergleichsspektrum der Lampe gleichzeitig mit dem Sternspektrum aufzunehmen.
Mit dem Vergleichsspektrum vor - waehrend - und nach der Sternbelichtung kann man die RV Genauigkeit normalerweise deutlich erhoehen - auch bei Spaltspektrographen. 

Gruss
Andreas

Hallo Andreas, das verstehe ich. Doch in Lothars Fall geht es doch um einen Vergleich zwischen Atmosphären- und Lampenlinien. Der Spalt wird von der Atmosphäre doch homogen beleuchtet und daher sollte das Teleskop eigentlich keine Probleme machen!?

Gruss, Thomas

Sehr geehrter Herr Kaufer, lieber Thomas,
nur, um sicher zu stellen, dass ich die Antworten richtig einordne, hier mit meinen schlichten Worten eine Zusammenfassung m.d.B. um Richtigstellung/Ergänzung:

1) Bei homogener Beleuchtung des Spaltes mit Himmelshintergrundlicht oder Spektrallampe weist das Spaltbild in guter Näherung eine rechteckige Lichtverteilung auf. Ergo: Alle Verbiegungen des Systems vor (!) dem Spalt sind unerheblich für die Messung.

2) Bei Beleuchtung des Spaltes mit dem Seeingscheibchen eines Sternes ist es genau dann, wenn der Spalt sehr (!) klein im Verhältnis zum Seeing gewählt wird, ebenso wie unter Ziff. 1), da hier aus dem Gaussprofil der Lichtquelle nur ein quasi homogen ausgeleuchteter Streifen durch den Spalt ausgeschnitten wird. Ergo: Auch egal, was vor dem Spalt passiert.

3) Bei gößeren Spaltbreiten, die solchermaßen gewählt werden, dass möglichst viel Licht - auf Kosten der Auflösung - in den Spektralapparat gelangt, wird sich das Intensitätsprofil des Seeingscheibchens teilweise im Spaltquerschnitt wiederfinden lassen. Dieses Profil beeinflusst wiederum die entsprechende Messung und ist seinerseits messbar abhägig von dem Beleuchtungswinkel vor dem Spalt. Ergo: Nicht egal, was vor dem Spalt passiert.

Gruß,
Norbert Reinecke

Hallo,

mal was praktisches. Wenn ich mich richtig erinnere, wird die Kamera über einen T2-Ring an den LHIRES angechlossen. T2-Ringe bestehen in der Regel aus 2 Teilen. Einem Innegewinde M42x0.75 und einem Anschlußring für die Kamera. Der Gewindering wird im Anschlußring der Kamera durch 3 winzige Madenschräubchen gehalten. Das ist oft Kappes. Folgender trick hilft es zu verbessern. Man schraubt die Teile auseinander und klebt die beiden Ringe mit 2-Komponentekleber zusammen, dreht die Schrübchen wieder rein, fertig. Man kann z.B. UHU Endfest 3000 verwenden. der wird bei 150-180° in ein paar Minuten richtig hart.

Grüße,
Udo

Hallo Norbert, ich sehe das genau wie Du. Wenn man den Spalt aufreisst, will man ja wahrscheinlich Licht sammeln auf Kosten der Auflösung. Das zeigt wieder einmal, dass das System eines Spaltspektrographen in verschiedenen Varainten genutzt werden kann, je nach Anforderung.

Vielleicht hat Udo ja recht mit seiner Vermutung...

Ich verabschiede mich jetzt diese Woche ins Dreher-Praktikum. Klaus und ich frischen unsere Kenntnisse an der Drehbank auf.

Holadihu, Thomas

Hallo,

ich glaube im Übrigen auch, das sich der Lhires+ST6 je nach Beobachtungsrichtung nachweisbar verbiegen wird. Der Prototyp des Geräts war eine sehr solide Ausführung, eine schöne Feinmechanikerarbeit. Ich war drauf und dran mir ein Exemplar zu sichern. Von der ausgelieferten Version war ich dann aber enttäuscht. Hier wurde aus Kostengründen gebognes Blech benutzt. Probleme wie die hier diskutierten waren zu erwarten. Wenn man die Fehler kennt und eine hohe Genauigkeit braucht, muß man eben kämpfen.

Grüße,
Udo

Lieber Udo,
Du sprichst mir aus der (schwarzen) Seele! Diese verflixten Gewindering-Befestigungen sitzen nämlich überall und man vergisst ständig, diese mittels Madenschrauben regelmäßig nachzuziehen.
Ich habe auf diese dämliche Weise schon Monate vergeblich nach "Verbiegungen" gesucht und keine gefunden. Am Ende waren es diese Schräubchen
Dein Vorschlag des Zusammenklebens ist sehr gut, bloß sollte man sich zuvor im Klaren sein, ob man genau dieses Gewinde für alle Zeiten behalten will. Mit 2-Komponenten-Kleber ist das dann ad infinitum fixiert.
Gruß,
Norbert

Hallo Thomas,

Thomas Eversberg wrote: Ich denke, es geht um Absorptionslinien in der Atmosphäre? In dem Fall
sind die Linien dem Sternlicht aufgeprägt, Dein Argument gilt nur für
atmosphärische Emissionslinien.
Herzliche Grüße,
Otmar

Hallo Norbert,

die kosten doch nix. Den Innenring braucht man ja immer, und wenn man mehr als eine Kamera hat, kauft man sich noch einen entsprechenden. 3-9€.

Gruß,
Udo

Hey Thomas,

wo gibt es sowas?

wat kost und wo?

Viele Grüße

Dieter

Hallo Freunde,

da hat mein einfaches Experiment ja eine tolle Diskussion entfacht. War 2 Tage zum Segeln, komme eben zurück und bin über den Widerhall des Themas freudig überrascht.

Ich werde in der kommenden Woche das Experiment wiederholen. Vorher ziehe ich alle Schraubverbindungen noch mal an. Und ich werde es nicht mit Tageslicht durchführen sondern mit hellen Sternen in verschiedenen Himmelsrichtungen. Jeweils ein Spektrum und ein Neonspektrum, ohne die Gitterstellschraube zu berühren. Aufnahmen mit der Audine (KAF401E) im 1x1 binning = 0,11 Angstr./Pixel. Dann sind die Wasserlinien etwa durch 10 Pixel abgebildet und damit auch exakter zu fitten.

Werde euch das Ergebnis vorstellen.

Noch was: Wenn die Lage einer Neonlinie auf dem CCD-Chip auch davon abhängt, wie "schief" die Neonlampe durch den Spalt scheint, dann muss ich diese apparatespezifische, aber konstante Abweichung mittels einer Messung an einem Stern mit bekannter RV nach der Korrektur auf heliozentrische Koordinaten feststellen. Richtig?

Herzliche Grüsse
Lothar

Hallo Otmar!
Habe ich da was falsch verstanden? Ich hatte Lothar so verstanden, dass er Linien der Erdatmosphäre mit Neon vergleicht. Warum gilt dann meine Argumentation nicht?

Ciao, Thomas

Hallo Dieter!
Wir sind jetzt in einer Metallwerkstatt der Uni Bochum. Kostet nix, Verwaltung weiss bescheid und wir haben uns eine Woche Urlaub dazu genommen. Das ist eine Werkstatt, die uns für das STSCI schon einiges geholfen hat. Frag doch mal bei der Uni Frankfurt nach. Das sollte kein Problem sein. Hier jedenfalls nicht...

Gruss, Thomas

Thomas Eversberg wrote: Weil Lothar Sternlicht beobachtet. Das die Atmosphäre den Spalt ausfüllt
ist nicht relevant, es geht darum, ob die *Lichtquelle* den Spalt
ausfüllt und die Lichtquelle ist bei Absorptionslinien das Sternlicht,
nicht die Atmosphäre. Bei atmosphärischer Emission ist das anders.
Herzliche Grüße,
Otmar

Ach so, ich hatte gedacht, er vergleicht mit tellurischen Linien.

Gruss, Thomas

Hi Thomas,

wenn ich mit tellurischen Linien vergleiche ist ja alles ok (siehe meinen ersten Beitrag zu diesem Thema).
Die Abweichungen treten auf, wenn ich bei einer Stellung x des Teleskops ein Neonspektrum aufnehme und dieses Linienspektrum für Aufnahmen verwende, die bei einer ganz anderen Stellung y des Teleskops aufgenommen werden.
Für mich ist der Effekt gar nicht überraschend. Immerhin entsprechen 3 Angström Verschiebung auf dem CCD-Chip bei meiner Apparatur absolut nur 0,033 mm Translation einer Spektrallinie auf dem Chip. Bei den großen mechanischen Belastungen und den auftretenden Biegemomenten ist es doch kein Wunder, wenn die optischen Achsen der beteiligten Optiken durch elastische Verbiegungen des mechanischen Gerüsts sich mit verbiegen und so auf dem Chip 0,033 mm Translation der Spektrallinien ergeben, wenn das Teleskop um 150° geschwenkt wird.

Liebe Grüsse
Lothar

Aha, jetzt verstehe ich. Dann ist das also doch wegen Durchbiegung passiert. Viel Erfolg bei der mechanischen Lösung.

Habe heute maßhaltig gedreht. Mach irre Spass!

Jetzt ist Feierabend.