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Spettroscopia (lista principale)

Vega - una prima prova con il reticolo StarAnalyser100

Pubblicato: 19 novembre 2015

Aggiornamento febbraio 2016 - Abbiamo rivisitato questa prima prova e rielaborato lo spettro con il software di Marco. Anche la ripresa con la webcam è stata rielaborata meglio usando solo i migliori frame. I risultati ottenuti utilizzando inizialmente RSpec sono stati lasciati nella pagina. Gli aggiornamenti sono riportati in questo stesso font!

Abbiamo scelto Vega, α-Lyr, per testare il nostro reticolo. Vega non solo è una stella molto brillante (è di magnitudine visuale 0) anche sotto cieli urbani, ma soprattutto è di classe spettrale A0V. Le stelle di classe A presentano molto chiare e intense in assorbimento le righe della serie di Balmer dell'idrogeno, un pattern immediatamente riconoscibile. È stato quindi semplice identificare le lunghezze d'onda per calibrare l'asse delle ascisse del profilo di intensità e correggere per la risposta dello strumento.

È possibile osservare le righe dell'idrogeno in queste stelle di classe intermedia perchè la loro temperatura (tra 7500 K e 10.000 K) è quella che permette la presenza nell'atmosfera stellare dell'idrogeno al secondo livello energetico. Queste righe sono molto deboli nelle stelle più calde, di tipo B e O, e nelle stelle più fredde, dove ad esempio si possono trovare delle molecole.

L'estate è appena trascorsa, ma adesso, ai primi di novembre, la sera Vega è ancora altainsieme alle altre stelle del traingolo estivo, Altair e Deneb.

Queste riprese hanno un valore di test: ci sono servite per imparare ad utilizzare lo StarAnalyser, raccogliere uno spettro ed elaborarlo (plottarlo, correggerlo per la risposta dello strumento...), in vista di un cielo più scuro lontano dalle luci della città.

Abbiamo infatti lavorato nel giardino del mio condominio, in tarda serata... Il cielo non era molto scuro, ma rischiarato dalla luce del lapioni della via.

Prima di inserire la camera, abbiamo osservato lo spettro all'oculare: interessantissimo da guardare, soprattutto perchè la ripresa viene effettuata in bianco e nero, mentre così si possono ammirare tutti i colori che compongono la luce che ci arriva della stella. Le "righe" in assorbimento erano ben visibili, ovvie e sottili cadute di luminosità lungo lo spettro colorato.

Questo è uno dei frame raccolti:

Ho aggiunto l'identificazione della Serie di Balmer e degli altri assorbimenti.

Serie di Balmer e assorbimento da parte dell'ossigeno atmoserico e dal vapore acqueo. Un frame del filmato raccolto.

Questa è l'immagine finale elaborata con il software Siril usando solo i migliori frames:

Elaborazione finale con Siril della ripresa.

Questo è il risultato finale ottenuto, nelle versioni senza e con gli elementi identificati:

Spettro di Vega - primo test con StarAnalyser100. Non buone condizioni di ripresa, ma risultato promettente.

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Spettro di Vega - primo test con StarAnalyser100. Non buone condizioni di ripresa, ma risultato promettente.

Questa volta abbiamo controllato anche la dispersione: 3,74 Å/pixel: più grande rispetto alle riprese che abbiamo fatto successivamente in montagna, dove abbiamo ricavato una dispersione di 3,28 Å/px per Bellatrix (e per i prossimi spettri che sono ancora in lavorazione).

Comparazione con uno spettro di riferimento dal catalogo Pickles di una stella di classe simile dopo aver corretto per la risposta dello strumento.

Link all'album

Setup:

Luogo di ripresa Cerro Maggiore (Milano)
Data 1 novembre 2015
Reticolo StarAnalyser 100
Telescopio Tubo ottico Meade ACF 8″ (203mm) su montatura HEQ5
Camera QHY5L-II mono
Software Software scritto in Python da uno degli autori (Marco)

Questi invece sono i profili elaborati inizialmente in RSpec:

Profili elaborato in RSpec. Lo spettro generato dalla curva di luminosità è riportato nel grafico con la funzione "fill", per rendere più evidenti i cali di intensità corrispondenti all'assorbimento da parte degli atomi dell'atmosfera stellare.

Commenti allo spettro

Come detto questo si è trattato di un semplice test, un primo impatto all'analisi spettroscopica. Le condizioni non erano sicuramente le migliori: la strada davanti a noi era illuminata dalla luce dei lampioni e la sera non era perfettamente limpida, ma aleggiava una leggera foschia. Sarà certamente una stella da riprendere in futuro, dopo l'inverno.

Come risultato di queste condizioni poco favorevoli, le righe spettrali sono allargate e poco intense, anche se grazie alle caratteristiche di Vega sono ancora identificabili.

L'ossigeno presente nell'atmosfera terrestre viene assorbito in corrispondenza delle rige A e B di Fraunhofer. Il vapore acqueo (e questa sera è stata anche piuttosto umida...) causa una banda di assorbimento tra i 7200 Å e 7400 Å.

La tenue emissione nel giallo può essere provocata dai lampioni al sodio?

Per un lavoro migliore su una stella molto simile - anche per capire la differenza di osservare/riprendere sotto un buon cielo:

→ Un confronto con un'altra stella di classe A: Sirio (ripresa il 7 novebre 2015)

Noi


Link all'album

Alcuni parametri indicativi di Vega

Designazione Vega, α-Lyr, HD 172167
Costellazione Lira
Tipologia Luminosa stella azzurra, componente del triangolo estivo
Tipo spettrale A0Va
Distanza 25 ly
Mv 0,03
B-V +0
U-B -0,01
Temperatura 9600 K
Luminosità 40 L☉
Raggio 2,4 R☉
Massa 17 M☉