Un primo spettro per iniziare

[SergioMauro]

Innazi tutto grazie per l'accoglienza.
Ci sono tantissime cose che non mi sono chiare, e spero che piano piano riesca a dare risposta a tutti questi miei dubbi.
Ho iniziato con l'Analyser 100 e ora sto facendo un po di pratica con lo Sbig DSS7 applicato ad un Meade da 250 mm.
Ho iniziato con RSpec ma mi ha dato l'impressione, magari errata, di essere un programma un po' limitato, così sto cercando di imparare ad adoperare BASS Projet. Mi piace: intuitivo, veloce, con tante soluzioni, e qualche preplessità, ma questo penso sia nella norma.
l'ultimo spettro che ho fatto è questo:

Nova P_Cyg - 3x120 sc.

Ho sempre pensato che questo fosse lo "spettro normalizzato", BASS invece chiama spettro normalizzato lo spettro a cui è stato sottratto il continuum, che è questo:

Spettro a cui è stato detratto il continuum

Vorrei sapere quale è la terminologia giusta.
Sono convinto che senza critica (costruttiva) non si migliora, quindi sarò felice di avere le vostre.
Un saluto a tutti.
Sergio

[Paolo]

Ciao Sergio, hai ragione, nella terminologia usata dagli astrofili c'e' spesso confusione su cio' che si intende per "normalizzazione".

Normalizzazione vuol dire un po' tutto ma qualche regola ho visto che e' stata data in campo spettroscopico. Uno spettro normalizzato e' simile al secondo che hai postato. In pratica dividi il profilo osservato per il suo continuo (possiamo approfondire in seguito come ottenerlo). Il risultato e' un profilo che mostra le righe di assorbimento o emissione su un continuo orizzontale di valore 1 (cioe' si ottiene mediante divisione e non sottrazione).

Lo scopo e' principalmente quello di fare le importantissime misurazioni di intensita' delle righe mediante la cosiddetta larghezza equivalente (sigla EW, equivalent width). I vari software a disposizione dell'astrofilo richiedono che la riga sia posizionata su un tratto di continuo orizzontale di valore unitario altrimenti la misura e' falsata (fa eccezione una delle tre modalita' di Visual Spec che effettua internamente l'operazione). Purtroppo non conosco BASS e non so dirti quali sono i requisiti necessari alle misurazioni.

Visto questo (brevemente, poi possiamo approfondire), il termine normalizzazione si usa a volte anche per indicare il cambio di scala delle intensita' del profilo in modo da avere il valore unitario in uno specifico intervallo spettrale in cui non vi sono righe. In questo caso il termine sembra pero' non appropriato, tant'e' che il software ISIS chiama questa funzione "profile scaling" (mentre VSpec usa nella guida sia "normalize" che "scaling"). Anche io preferisco parlare in questo caso di riscalamento, non di normalizzazione.

Non conosco la tua esperienza e non so se sai gia' a cosa serve riscalare uno spettro. Brevemente, e' una grande comodita' (o anche necessita') quando si devono confrontare i profili. Se nel grafico lasci sulle ordinate i conteggi e ti capita di confrontare due spettri presi con modalita' analoghe in serate diverse, una con cielo nitido, l'altra con foschia, ti ritrovi i due profili non sovrapposti ma distanziati (anche di molto) in verticale. Questo perche' il profilo preso nella nottata limpida ha accumulato piu' conteggi. Averli cosi' distanziati non ti permette di mostrare correttamente i profili in un normale grafico e di apprezzare a colpo d'occhio ad esempio quali variazioni sono avvenute nel continuo. Lo stesso vale per due profili a confronto dello stesso soggetto, uno preso con un telescopio piccolo, l'altro con uno grande. E cosi' via... I motivi per cui i conteggi possono risultare diversi sono tantissimi.

La convenzione per gli spettri ottici a bassa risoluzione e' il riscalamento che porta a 1 le intensita' nella regione spettrale 6650-6750A. Nota che il riscalamento non cambia le proporzioni dello spettro, ma solo la scala delle ordinate. Con un po' di esperienza riesci a stimare a colpo d'occhio la temperatura superficiale delle stelle, basta osservare che valore raggiunge la parte sinistra del profilo. Ad esempio hai due spettri entrambi riscalati a 1 tra 6650-6750A, uno raggiunge sui 4000A il valore 2, l'altro invece arriva a 4 salendo con una pendenza maggiore. Entrambi si toccano sui 6650-6750A. Puoi capire al volo che il secondo e' relativo ad una stella molto piu' calda.

Detto questo, tengo a precisare che e' invece sicuramente errato chiamare normalizzazione la correzione del profilo registrato per la risposta strumentale e l'assorbimento atmosferico. Se, parlando, una persona intende questa correzione mentre l'altra intende la vera normalizzazione (continuo orizzontale pari a 1), e' un gran casino...

Scusami per le tante chiacchiere senza esempi. Con dei grafici il discorso credo sarebbe stato molto piu' chiaro. Parliamone comunque e facciamo anche esempi pratici, il forum serve a questo!

Altre cose sul profilo che hai postato... le righe mi sembrano parecchio allargate (per cause strumentali), forse il potere risolvente non e' quello nominale. Che apertura ha la fenditura? Hai provato a misurare la larghezza (FWHM) di una riga di emissione sullo spettro di una lampada (neon, argon, mercurio,...)? E' questa grandezza che ti fornisce con esattezza il potere risolvente (lambda/FWHM).

Per quanto riguarda il continuo, noto due "gobbe" sui 4800 e 3900A oppure, e' lo stesso, un largo avvallamento centrato sui 4400A. Mi sembra di non aver visto questa caratteristica in alcuni spettri low-res di 34 Cyg. Comunque la stella puo' esibire variazioni del continuo nel tempo, non escludo quindi che sia reale. In caso contrario potrebbe trattarsi di un problema in fase di correzione della risposta strumentale ma per questa analisi dobbiamo avere un termine di paragone. Quando hai preso lo spettro che ci hai mostrato? Se e' recente, possiamo chiedere a Umberto o agli altri amici che hanno l'Alpy 600 di fare una rapida osservazione di 34 Cyg per vedere se lo spettro conferma o meno.

Paolo

[umberto]

Salve Paolo e Sergio, ecco lo spettro fresco fresco. Anch'io ho avuto un dubbio sull'andamento del continuo dello spettro che Sergio ha postato. Questa sera allora ho osservato di nuovo questa stella, ma il mio profilo spettrale non presenta alcuna gobba o avvallamento in prossimità delle lunghezza d'onda in cui queste variazioni sono presenti nello spettro di Sergio.
L'ultimo spettro che è nel mio archivio risale a settembre del 2015, la ripresa è stata effettuata con un altro spettroscopio, ma anche questo profilo rispecchia l'andamento di questa sera.

Saluti
Umberto

[SergioMauro]

Innanzi tutto un grazie a Paolo e Umberto per le velocissime ed esaurienti risposte. Sapevo di avere tanto da imparare ed ora ne ho la conferma.
Riguardo allo spettro della nova: l’ho fatto il 24/6 alle ore 01,30 con la fenditura dello Sbig di 30 nm che viene ridotto 2:1 dal riduttore dello Sbig.
Questi sotto sono i dati della lampada al neon che spero di aver ripreso correttamente, e che io purtroppo non so interpretare:

Profile : 01 20160623_P_Cyg_B2pe_25s_5c_calib.NEON.FIT
Date : 23/06/2016 23:43:15 (23.9884 /06/2016)
Selected Start : 5836Å (416.1 px)
Selected End : 5862Å (420.9 px)
Selected Width : 26.34Å (4.84 px)
Max Flux : 2780 at 5852Å (418.9 px)
Min Flux : 1142 at 5836Å (416.1 px)
Flux Range : 1639
Average Flux : 2012 (RMS 2094)
Std Deviation : 579.9
SNR : 3.47
Continuum Slope: 2165 ADU/Å 117.8 ADU/px
Profile Area : 5714
Line Area : -1973 (-52.76 %)
Continuum Area : 3740
Equiv Width : -13.89 Å
FWHM : 15.49 Å (R = 378 @5852Å)

Su quello strano avvallamento intorno ai 4400 A, ero rimasto perplesso anch’io ma ho ritenuto, sbagliando, che fosse una prerogativa della nova. Dopo aver letto i vostri post mi sono convinto di aver fatto degli errori e ho rifatto la calibrazione, con questo risultato:

Probabilmente è facile fare un errore nella costruzione della curva per la risposta strumentale. Ma se questo è vero spettri eccezionalmente precisi come quelli postati da Umberto con BASS sarà un po’ complicato farli?

Ci sono anche altri problemi con BASS. Ad esempio per quanto abbia cercato nel tutorial non ho trovato come operare con una lampada di calibrazione, cosa che mi sembra sia essenziale per calibrare oggetti difficili. Alla fine, forse, dovrò lasciare BASS e passare a ISIS?
Dovrò cercare di approfondire tante cose, spero di riuscirci.
Tanti ringraziamenti
Sergio

[umberto]

Salve Paolo e Sergio,vorrei chiedere a Sergio se gentilmente può inviarci un crop dello spettro 2d.Io posto quello della mia ripresa di ieri sera.Questa stella è stata per tutto il tempo di esposizione in fenditura con il programma Astoart5 che ha un algoritmo per una guida in fenditura.Sai dirci Sergio se anche tu hai queste possibilità? Con il tuo spettroscopio hai modo di vedere la fenditura e portare il target esattamente su di essa? Vedi fram allegato. Posta anche se non ti dispiace un frames della lampada di calibrazione,io allego uno della mia lampada.Questo che ti chiedo è molto importante per valutare la ripresa con il tuo setup .Grazie Umberto

Crop P.Cyg.jpg (6.45 KiB) Osservato 2312 volte

[SergioMauro]

Si, lo Sbig mi da la possibilità di vedere la stella nella fenditura. L'inseguimento è stato ottimo, è rimasta stabile per tutto il tempo dell'esposizione.
Questo è quanto mi hai chiesto:

Spettro della nova

Spettro Nova.jpg (2.41 KiB) Osservato 2298 volte

[Paolo]

Bravissimo Sergio, apprezzo molto la tua osservazione (adesso anche corretta in modo migliore per la risposta strumentale). Grazie Umberto per lo spettro di controllo.

Ho trovato il manuale del DSS7 a questo indirizzo:

https://www.sbig.com/site/assets/files/ ... manual.pdf

Dopo averlo letto ho capito che non e' affatto banale prendere gli spettri stellari, cioe' mantenere ben centrata la stella nella fenditura stretta essendo privo di sistema di guida (Umberto, il DSS7 non ha la fenditura specchiata). Devi affidarti al comando che riposiziona la fenditura sul percorso ottico e riporta il reticolo sul primo ordine. Basta un piccolo scostamento che la stella si decentra dall'asse della fenditura con il rischio di uscire o di essere parzialmente "tagliata" dal suo bordo (con possibili impatti sul continuo se la stella non e' molto alta sull'orizzonte).

Con la fenditura stretta, la FWHM nei dati dello spettro della lampada torna con quanto riportato nel manuale, cioe' una risoluzione di circa 15.5A ed un potere risolvente R=378 a 5852A (ottenuto dal calcolo: 5852/15.5). La risoluzione e' leggermente inferiore a quella ottenibile con l'Alpy 600, questo si nota anche osservando le righe di emissione di 34 Cyg dei relativi spettri (sono un po' piu' larghe con il DSS7).

Il problema con il DSS7 mi sembra piu' marcato con le stelle deboli. Probabilmente gia' lo fate... con uno strumento del genere io proverei a usare una guida fuori asse agganciando una stella di campo quando siete in "position mode" con il target nel box fenditura. Passando in modalita' "grab spectra" dovrebbe rimanere tutto fermo, anche nella successiva fase di integrazione (a meno di flessioni meccaniche residue).

Con il Lhires III o l'Alpy 600 e' tutto molto piu' facile grazie alla fenditura specchiata che permette con precisione di vedere quando la stella e' centrata nella sua apertura e di mantenerla per tutta la durata dell'integrazione. Quindi complimenti doppi per essere riuscito a prendere un ottimo spettro con quello strumento!

Probabilmente è facile fare un errore nella costruzione della curva per la risposta strumentale. Ma se questo è vero spettri eccezionalmente precisi come quelli postati da Umberto con BASS sarà un po’ complicato farli?

Non c'e' alcun problema con BASS. Il buon esito della correzione per la risposta strumentale e per l'assorbimento atmosferico credo sia indipendente dal software usato. A livello di calcolo si riduce ad una semplice divisione tra profili, operazione che tutti software fanno nello stesso modo (e' semplice aritmetica).
Dobbiamo pero' essere noi a scegliere la stella di riferimento piu' opportuna. Questa e' bene sia di classe B oppure A che presentano un continuo piu' "liscio" e ci sono poche righe ad interromperlo (quelle della serie di Balmer dell'idrogeno). Vanno evitate le stelle peculiari (alta metallicita', variabili, ecc.) e devono trovarsi ad una altezza simile a quella del target da studiare se vogliamo che sia corretto anche l'assorbimento atmosferico (la condizione affinche' i nostri spettri siano confrontabili con quelli di altri osservatori o di altre nostre sessioni osservative).

L'unica fase un po' critica e' quella in cui rendiamo "morbida" la curva di risposta ottenuta dalla divisione, il cosiddetto "low-order fit", cioe' una curva che attraversa in continuo restando sulla sua sommita' dopo aver tagliato ed interpolato le parti in cui si trovano le righe spettrali e le bande piu' forti. Purtroppo e' questa fase che rende non automatizzabile il processo di riduzione dei nostri spettri (a dire il vero ISIS ci prova con l'impiego di un "assistente" disponibile per il trattamento di spettri a bassa risoluzione). Per capire se la procedura che hai adottato e' corretta, puoi riportare in un topic i vari profili intermedi (inserendo magari anche quelli in formato fit per dare modo di fare delle prove).

Ci sono anche altri problemi con BASS. Ad esempio per quanto abbia cercato nel tutorial non ho trovato come operare con una lampada di calibrazione, cosa che mi sembra sia essenziale per calibrare oggetti difficili. Alla fine, forse, dovrò lasciare BASS e passare a ISIS?

Come ti dicevo non conosco BASS ma mi sembra davvero strano non sia prevista questa modalita' che rappresenta il "cuore" della riduzione spettrale (non potresti calibrare alcuno spettro privo di righe). Ricordo che Lorenzo tempo fa stava visionando questo software, spero ti possa dare una mano.

Tornando alla terminologia, ho letto ulteriori testi che trattano la "normalizzazione". E' davvero una parola che si presta a mille interpretazioni! Si normalizzano le aree, le sommita' dei grafici, i flussi in base alla magnitudine e tanto altro... Se vogliamo definire normalizzato uno spettro diviso per il suo continuo (low-order fit) non credo che sbagliamo ma anche altre interpretazioni sono possibili.

Paolo

[SergioMauro]

Dobbiamo pero' essere noi a scegliere la stella di riferimento piu' opportuna. Questa e' bene sia di classe B oppure A che presentano un continuo piu' "liscio" e ci sono poche righe ad interromperlo (quelle della serie di Balmer dell'idrogeno).

Un'altro fatto strano in BASS è che chiede di adoperare come stella di riferimento una con la stessa classe della stella momitorata. Questo sarebbe possibile con le stelle delle sette classi principali, ma non con oggetti peculiari.
Naturalmente per la calibrazione della nova ho preso una stella classe A.

Per capire se la procedura che hai adottato e' corretta, puoi riportare in un topic i vari profili intermedi (inserendo magari anche quelli in formato fit per dare modo di fare delle prove.


Credo che tu intendessi questi:

Profili intermedi

Un'altra cosa che vorrei domandare è questa:
La calibrazione ad un punto, conoscendo con precisione la dispersione lineare dello strumento, è una calibrazione seria o è l'ultima ratio.
Un saluto
Sergio