Spettro stella Be - Omicron Her

[nico]

Finalmente, con un cielo decente, siamo riusciti ad ottenere uno spettro con integrazione abbastanza lunga di una stella Be che avevamo già tentato qualche giorno fa durante la "seconda luce" del nostro LHires III.

Si tratta di Omicron Her, una stella di magnitudine 3.84 e classe spettrale B9.5V.

Lo spettro mostrato è il risultato di 6 riprese da 10 minuti ciascuna con un Meade SC 10" e un LHires III con reticolo da 2400 l/mm.
Il seguente grafico è centrato sulla riga dell'H alfa.

Omicron Her - AAF

Per valutare meglio la bontà o meno del risultato ottenuto, abbiamo messo a confronto sullo stesso grafico il nostro spettro con quello ottenuto da Buil con una risoluzione maggiore.
Fatte le dovute proporzioni pensiamo di poterci ritenere soddisfatti del nostro spettro poichè mostra molte delle caratteristiche che si vedono anche in quello di Buil.

Omicron Her - AAF - Buil

A questo punto vorei chiedere a Paolo, o a chiunque altro abbia una opinione in merito, un chiarimento su quanto mostrato dal confronto fra i due spettri.
Mentre le righe dell'atmosfera sembrano coincidere perfettamente, la riga (o meglio i due picchi di emissione e quello di assorbimento) dell'H alfa del nostro spettro, sembrano leggermente spostati verso il rosso.
Osservando bene si può notare che le righe atmosferiche sovrapposte a quelle dell'H alfa sono invece coincidenti.
A cosa si può imputare questo fenomeno?
Sembrerebbe quasi che fra la nostra ripresa (del 30/06/14) e quella di Buil (del 20/03/14) ci sia stato un certo redshift del segnale proveniente dalla stella.
Ho provato a misurare, attraverso il valore fornito dalla funzione Gaussian Fit del software VSpec, la differenza di posizione dei due picchi di emissione e di quello in assorbimento ed il risultato è stato è quello visibile nel seguente grafico.

Omi Her redshift

In pratica i nostri picchi in emissione sono spostati di circa 0.63 Angstrom verso il rosso, e quello in assorbimento di 0.37 Angstrom.

Secondo voi a cosa si può imputare questo fenomeno?
E' un errore di calibrazione oppure è un fenomeno reale dovuto magari al moto reciproco fra la Terra e la stella nei due momenti delle riprese?
O forse è un effetto dovuto al comunque non molto alto rapporto S/N?

Sono veramente curioso di sapere cosa ne pensate...

Nico

[Paolo]

Ciao Nico, complimenti per lo spettro, e' perfetto! La corretta posizione delle telluriche e' una garanzia che tutto e' stato fatto per bene. In questo senso le telluriche sono una manna! Immaginate i dubbi a vedere gli scostamenti senza alcun riferimento noto...

Per quanto riguarda gli spostamenti non e' tutto esattamente traslato visto che avete misurato 0.63 e 0.37 A in punti diversi dello spettro. A tali shift corrispondono rispettivamente 29 e 17 Km/s. Entrambi i valori sono compatibili con lo spostamento della Terra attorno al Sole, quindi possiamo dire che il moto della Terra puo' entrare parzialmente in gioco. Per il resto bisogna considerare che Omicron Her e' un sistema multiplo, quindi stelle in rotazione attorno ad un centro di massa e velocita' radiali connesse. Sistemi "asimmetrici" del genere presentano sicuramente variazioni che possono ossere osservate con il Lhires III ad alta risoluzione.

Quindi si parte da un mix tra moto della terra e moto delle componenti. Il bello e' che potete arrivare facilmente ad isolare la Vr dovuta alle componenti semplicemente spostando il riferimento delle due osservazioni (la vostra e di Christian) nel Sole mediante la cosiddetta "correzione eliocentrica".

VSpec: Spectrometry -> Heliocentric correction
ISIS: Misc -> Heliocentric velocity

I dati necessari sono la data/ora delle osservazioni e le coordinate celesti del target. Correggete (mediante shift) entrambi gli spettri e metteteli nuovamente a confronto. Le differenze osservate sono dovute unicamente alle Vr del sistema multiplo. Non preoccupatevi delle telluriche eventualmente sdoppiate, il top e' toglierle di mezzo prima di confrontare gli spettri:

VSpec: Radiometry -> H2O correction
ISIS: Profile -> H2O

Benvenuti nelle meraviglie dell'alta risoluzione!

Paolo

[umberto]

Complimenti Nico e company, ottimo lavoro.Umberto

[nico]

Ciao a tutti e grazie mille per i complimenti.
Siamo veramente felici di vedere che qualcosa di interessante riusciamo a tirare fuori nonostante gli innumerevoli inconvenienti tecnici ed il poco tempo a disposizione.

Tornando alla questione dello shift fra i due spettri, ho eseguito le procedure che suggeriva Paolo.
Per iniziare ho cercato di togliere le righe dell'H2O da entrambi gli spettri con VSpec ed ho graficato insieme i due spettri senza alcuna altra correzione.
Questo è il primo risulatato:

Omicron Her - AAF - Buil - Corretti per H2O

Poi ho fatto calcolare a VSpec la "correzione eliocentrica" su entrambi gli spettri e successivamente ho traslato della misura che indicava il software i due spettri, ottenendo così ciò che mi aspettavo, ossia i picchi si avvicinano molto rispetto a prima, a conferma del fatto che la gran parte dello sfasamento era dovuto alla velocità della Terra lungo la sua orbita.
Ecco il risultato della correzione eliocentrica:

Omicron Her - AAF - Buil - Corretti per H2O ed velocità eliocentrica

Infine ho voluto miurare lo shit residuo fra i vari picchi ed il risultato è mostrato nel seguente grafico:

Omicron Her - Shift residuo

Il valore medio dello shift è di 0.0489 Angstrom.

Siccome però la risoluzione del nostro strumento è di 0.0866 Angstrom/pixel, non so quanto questo valore sia significativo poichè potrebbe essere dovuto, oltre che alla velocità differenziale del sistema stellare multiplo, anche ad errori di misura, quindi non mi spingo oltre....

Ogni commento è il benvenuto... ho molto da imparare.

[Paolo Maria Ruscitti]

Carissimo Nico e gruppo,

complimenti per il lavoro che state portando avanti e per le vostre esperienze. Bastano pochi post intavolati bene, per rendere una discussione di estremo interesse come questa qui.
Fantastico!

[nico]

Grazie anche a te Paolo Maria,
è bello vedere che collaborando e scambiandosi esperienze e conoscenze possiamo imparare sempre cose nuove da chi ne sa di più.
Ed è anche bello vedere che poi ciò che si fa, poco o molto che sia, viene comunque apprezzato.

[Paolo]

Eccellente Nico, complimenti!

Sono contento che anche Paolo abbia "intercettato" lo spirito e l'entusiasmo che anima una attivita' cosi' pionieristica come quella spettroscopica!

Il residuo di shift tra i due spettri e' molto piccolo e servirebbe in effetti un maggiore SNR per poter fare delle misure affidabili. Ottenere un alto SNR sul profilo h-alfa di Omicron Her e' molto difficile perche' la variazione di intensita' rispetto al continuo e' attualmente lievissima (basta dare un'occhiata ai valori delle ordinate). Non e' quindi solo una questione di magnitudine del target ma anche di "forza" delle righe, questo e' un aspetto molto importante. Il vostro resta infatti un ottimo risultato per la strumentazione impiegata. Con un alto rapporto s/r il delta shift sarebbe stato sicuramente misurabile perche' il fit che calcola il centro riga usa un certo numero di campioni attorno al massimo/minimo riuscendo a raggiungere una precisione anche subpixel.

Occhio solo al discorso della risoluzione che non va confusa con la dispersione. La FWHM di 0.35A di una riga del neon e' la risoluzione e viene espressa in Angstrom (corrisponde ad un potere risolvente R=19000 nella regione h-alfa). Questo valore rappresenta per convenzione la distanza minima tra due righe adiacenti (ed uguali) distinguibili ancora come separate. La misura in A/pixel e' invece la dispersione spettrale ed ha un legame con la risoluzione solo se il campionamento segue in modo corretto. Se ad esempio si disperde lo spettro sul piano focale "ingrandendo" l'immagine e le righe del neon arrivano a comprendere 20 pixel di larghezza, la dispersione e' aumentata proprozionalmente, non altrettanto la risoluzione (analogia con il vecchio discorso del rifrattorino da 6 cm usato a 1000 ingrandimenti!). In generale tenete sempre conto che la posizione di una riga con buon SNR viene comunque misurata con un'incertezza molto piu' piccola del valore di risoluzione (che nel vostro caso vale 0.35A).

Ciao e a presto!
Paolo

[Paolo Maria Ruscitti]

Ed è anche bello vedere che poi ciò che si fa, poco o molto che sia, viene comunque apprezzato.

E ci mancherebbe altro! Tenendo presente anche ciò che ha espresso Paolo B....

Sono contento che anche Paolo abbia "intercettato" lo spirito e l'entusiasmo che anima una attivita' cosi' pionieristica come quella spettroscopica!

mi sembra di rivedere in qualche modo la fine degli anni '90, quando i sensori digitali entrarono nella nostra vita di astrofili! Si vedevano in giro lavori "pionieristici" anche allora, tecniche allo stadio iniziale che pian piano si sono evolute portandoci ai livelli attuali fino ad un paio di decenni fa inimmaginabili! Con la spettroscopia "amatoriale" vi state avviando sulla stessa strada, state sperimentando, state migliorando il setup, le conoscenze e la pratica. Insomma state percorrendo nuove strade, almeno per l'amatore, che non potranno non essere di sicuro interesse e portatrici di grandi soddisfazioni.
Tornando in tema, quindi, è "bastato" il profilo della Omicron Her, ottenuto "da casa", con strumenti "normali" anche se evoluti, per farci discutere su questioni fisiche (velocità radiali) di un sistema lontano circa 300 a.l. dal Sole, di velocità relative rispetto al nostro sistema di riferimento e di situazioni fisiche generali.
Carissimi, c'è quindi da chiederci ancora (come fa modestamente il nostro amico Nico), se quel che si fa sia "tanto o poco"?