10. Spektrometria. Havaitsevan tähtitieteen luennot & Thomas Hackman. HTTPK I kevät

Samankaltaiset tiedostot
Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I. Spektroskopia. Jyri Lehtinen. kevät Helsingin yliopisto, Fysiikan laitos

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I. Spektroskopia. Jyri Lehtinen. kevät Helsingin yliopisto, Fysiikan laitos

9. Spektrometria. Havaitsevan tähtitieteen luennot ja Thomas Hackman. HTTPK I kevät 2010, Luennot

10. Spektrometria. Havaitsevan tähtitieteen luennot & Veli-Matti Pelkonen. Kalvot: Thomas Hackman & Veli-Matti Pelkonen

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, yhteenveto

Sähkömagneettinen säteily ja sen vuorovaikutusmekanismit

MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA. NOT-tiedekoulu La Palma

FYSIIKAN LABORATORIOTYÖT 2 HILA JA PRISMA

Havaitsevan tähtitieteen pk I, 2012

7.4 Fotometria CCD kameralla

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I

9. Polarimetria. tähtitieteessä. 1. Polarisaatio. 2. Stokesin parametrit. 3. Polarisaattorit. 4. CCD polarimetria

9. Polarimetria. Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, Kevät 2014 Veli-Matti Pelkonen (Kalvot JN, TH, MG & VMP)

9. Polarimetria. 1. Stokesin parametrit 2. Polarisaatio tähtitieteessä. 3. Polarisaattorit 4. CCD polarimetria

Työ 2324B 4h. VALON KULKU AINEESSA

10. Polarimetria. 1. Polarisaatio tähtitieteessä. 2. Stokesin parametrit. 3. Polarisaattorit. 4. CCD polarimetria

9. Polarimetria. Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, Syksy 2017 Thomas Hackman (Kalvot JN, TH, MG & VMP)

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, yhteenveto

Polarimetria. Teemu Pajunen, Kalle Voutilainen, Lauri Valkonen, Henri Hämäläinen, Joel Kauppo

CCD-kamerat ja kuvankäsittely

1. Polarimetria. voidaan tutkia mm. planeettojen ilmakehien ja tähtien välistä pölyä.

Tähtitieteen pikakurssi

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, kevät Luento 2, : Ilmakehän vaikutus havaintoihin Luennoitsija: Jyri Näränen

8. Fotometria (jatkuu)

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I. Ilmakehän vaikutus havaintoihin. Jyri Lehtinen. kevät Helsingin yliopisto, Fysiikan laitos

FYSA230/2 SPEKTROMETRI, HILA JA PRISMA

8. Fotometria. Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, luennot ja Thomas Hackman (Kalvot JN & TH) HTTPKI, kevät 2010, luennot 8-9 0

Tähtitiede Tutkimusta maailmankaikkeuden laidoilta Aurinkokuntaan

3. Optiikka. 1. Geometrinen optiikka. 2. Aalto-optiikka. 3. Stokesin parametrit. 4. Perussuureita. 5. Kuvausvirheet. 6. Optiikan suunnittelu

2.7.4 Numeerinen esimerkki

SPEKTROMETRI, HILA JA PRISMA

YHDEN RAON DIFFRAKTIO. Laskuharjoitustehtävä harjoituksessa 11.

HILA JA PRISMA. 1. Työn tavoitteet. 2. Työn teoriaa

Spektrometria. Mikkelin Lukio NOT-projekti La Palma saarella

8. Fotometria. Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, luennot ja Thomas Hackman (Kalvot JN, TH, VMP)

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I

c λ n m hf n m E m = h = E n 1. Teoria 1.1. Atomin energiatilat ja säteily

d sinα Fysiikan laboratoriotyöohje Tietotekniikan koulutusohjelma OAMK Tekniikan yksikkö TYÖ 8: SPEKTROMETRITYÖ I Optinen hila

6. TAIVAANMEKANIIKKA. Antiikki: planeetat = vaeltavia tähtiä jotka liikkuvat kiintotähtien suhteen

7. Fotometria. Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, luennot ja Mikael Granvik (Kalvot JN, TH & MG) HTTPKI, kevät 2011, luennot 7-8

1. Kuinka paljon Maan kiertoaika Auringon ympäri muuttuu vuodessa, jos massa kasvaa meteoroidien vaikutuksesta 10 5 kg vuorokaudessa.

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I. Datan käsittely. Jyri Lehtinen. kevät Helsingin yliopisto, Fysiikan laitos

Havaitsevan tähtitieteen pk 1 Luento 11: (kalvot: Jyri Näränen ja Mikael Granvik)

11. Astrometria, ultravioletti, lähiinfrapuna

Fysiikan laboratoriotyöt 2, osa 2 ATOMIN SPEKTRI

FYSA2031/K2 SPEKTROMETRI, HILA JA PRISMA

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, kevät 2008

5. Optiikka. Havaitsevan tähtitieteen pk I, luento 5, Kalvot: Jyri Näränen ja Thomas Hackman. HTTPK I, kevät 2012, luento 5

Refraktorit Ensimmäisenä käytetty teleskooppi-tyyppi

5.9 Voiman momentti (moment of force, torque)

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, kevät 2012

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, kevät 2007

6. Ilmaisimet ja uudet havaintotekniikat. Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, luento Thomas Hackman (Kalvot: J.

Tähtitieteessä SI-yksiköissä ilmaistut luvut ovat usein hyvin isoja ja epähavainnollisia. Esimerkiksi

5. Kaukoputket ja observatoriot. Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, luento Thomas Hackman

Havaitsevan tähtitieteen pk1 luento 12, Astrometria. Kalvot: Jyri Näränen, Mikael Granvik & Veli-Matti Pelkonen

13. Uusi havaintoteknologia

Kokeellisen tiedonhankinnan menetelmät

7.-8. Fotometria. Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, luennot 1.3. ja Veli-Matti Pelkonen (Kalvot JN, TH, MG & VMP)

Havaitsevan tähtitieteen pk 1 luento 7, Kuvankäsittely. Jyri Näränen

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I

Havaitsevan tähtitieteen pk 1 luento 12, Kalvot: Jyri Näränen & Mikael Granvik

ELEC-A4130 Sähkö ja magnetismi (5 op)

Diffraktio. Luku 36. PowerPoint Lectures for University Physics, Twelfth Edition Hugh D. Young and Roger A. Freedman. Lectures by James Pazun

ELEC-A4130 Sähkö ja magnetismi (5 op)

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I. Optiikka. Jyri Lehtinen. kevät Helsingin yliopisto, Fysiikan laitos

Gravitaatioaallot - uusi ikkuna maailmankaikkeuteen

Fotometria Eskelinen Atte. Korpiluoma Outi. Liukkonen Jussi. Pöyry Rami

Taivaanmekaniikkaa Kahden kappaleen liikeyhtälö

7. Kuvankäsittely. 1. CCD havainnot. 2. CCD kuvien jälkikäsittely 3. FITS. 4. Kuvankatseluohjelmistoja. 5. Kuvankäsittelyohjelmistoja. 6.

Wien R-J /home/heikki/cele2008_2010/musta_kappale_approksimaatio Wed Mar 13 15:33:

HÄRKÄMÄEN HAVAINTOKATSAUS

10. Fotometria. Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, Kevät 2013 Veli-Matti Pelkonen (Kalvot JN, TH, MG & VMP)

Interferenssi. Luku 35. PowerPoint Lectures for University Physics, Twelfth Edition Hugh D. Young and Roger A. Freedman. Lectures by James Pazun

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, Havaintoaikahakemuksen valmistelu. Luento , V-M Pelkonen

Linnunradan rakenne 53925, 5 op, syksy 2016 D116 Physicum

Luento 4: kertaus edelliseltä luennolta

12. Kuvankäsittely. 1. CCD havainnot. 2. CCD kuvien jälkikäsittely 3. FITS. 4. Kuvankatseluohjelmistoja. 5. Kuvankäsittelyohjelmistoja. 6.

24AB. Lasertutkimus ja spektrianalyysi

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I

Tähtitieteen perusteet: Johdatusta optiseen havaitsevaan tähtitieteeseen. FT Thomas Hackman FINCA & HY:n fysiikan laitos

Tähtitieteen Peruskurssi, Salon Kansalaisopisto, syksy 2010: Valo ja muu säteily

Valon luonne ja eteneminen. Valo on sähkömagneettista aaltoliikettä, ei tarvitse väliainetta edetäkseen

Keskeisvoimat. Huom. r voi olla vektori eli f eri suuri eri suuntiin!

Havaitsevan tähtitieteen pk1 luento 7, Astrometria, ultravioletti ja lähi-infrapuna. Kalvot: Jyri Näränen, Mikael Granvik & Veli-Matti Pelkonen

Fotometria ja avaruuskuvien käsittely

Havaitsevan tähtitieteen pk 1, Luento 13: Uusi havaintoteknologia. (kalvot: Jyri Näränen, Mikael Granvik ja Veli-Matti Pelkonen)

TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE 1/7 TIETOTEKNIIKKA / SALO FYSIIKAN LABORATORIO V

Havaitsevan tähtitieteen pk 1 Luento 5: Ilmaisimet ja uudet havaintotekniikat. Jyri Näränen

12.3 KAHDEN RAON DIFFRAKTIO. Yhden kapean raon aiheuttama amplitudi tarkastelupisteeseen P laskettiin integraalilla E = ò,

5. Kaukoputket ja observatoriot

La Palma ja NOT. Auni Somero Tuorlan observatorio, Fysiikan ja tähtitieteen laitos, Turun yliopisto

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2014 Insinöörivalinnan fysiikan koe , malliratkaisut

Fotometria. Riku Honkanen, Antti Majakivi, Juuso Nissinen, Markus Puikkonen, Roosa Tervonen

Työn tavoitteita. 1 Johdanto

Radioastronomia harjoitustyö; vedyn 21cm spektriviiva

11.1 MICHELSONIN INTERFEROMETRI

Polarisaatio. Timo Lehtola. 26. tammikuuta 2009

Opinnäytetyö (AMK) Elektroniikan koulutusohjelma. Elektroniikkasuunnittelu. Maaliskuu Juuso Meri LATITUDE-PROJEKTI.

25 INTERFEROMETRI 25.1 Johdanto

Transkriptio:

10. Spektrometria Havaitsevan tähtitieteen luennot 30.3. & 6.4.2017 Thomas Hackman HTTPK I kevät 2017 1

10. Spektrometria Sisältö: Peruskäsitteet Spektrometrin rakenne Spektrometrian käyttö Havainnot ja redusointi Spektropolarimetria HTTPK I kevät 2017 2

10. Spektrometria - yleistä Mitataan kohteen vuontiheyden aallonpituusjakauma F l Valo hajotetaan dispersioelementillä Spektrometrian avulla voidaan tutkia aineen: Koostumusta: Eri aineiden spektriviivat Lämpötilaa: Spektriviivojen energiatasot Painetta Magneettikenttä: Zeemanin ilmiö Liikettä: Doppler-ilmiö Zeeman ilmiö auringonpilkun spektrissä HTTPK I kevät 2017 3

10.1. Spektrometrian peruskäsitteitä: Erotuskyky Spektrometrin erotuskyky: Matala resoluutio: R~100 1000 Korkea resoluutio: R~20 000-1000 000 Matalan resoluution edut: Voidaan tutkia himmeämpiä kohteita Laajempi spektrialue samaan kuvaan Mahdollista tehdä absoluuttista spektrofotometriaa Korkean resoluution edut: Spektrin yksityiskohdat näkyviin R / l l Mahdollistaa esim. säteisnopeusmittaukset suurella tarkkuudella HTTPK I kevät 2017 4

10.1. Spektrometrian peruskäsitteitä: Dispersio Dispersiokäyrä: l l(s), jossa s on kuvan mitta esim. mm:ssä tai pikseleissä l :nä käytetään yleensä polynomi, jos lineaarinen approksimaatio on tarpeeksi hyvä l Ds, jossa D on lineaarine n dispersio HTTPK I kevät 2017 5

10.2 Spektrometrin rakenne Rako Kollimaattori Dispersioelementti: Hila Prisma Grism, ym. Kamera HTTPK I kevät 2017 6

10.2.1 Spektrometrin rako Kohteen kuva fokusoidaan rakoon Rako rajaa kuvakentästä tutkittavan kohteen: Long slit => spektri suuremmasta osasta kuvakenttää, esim. kohde + tausta tai pintakohde Raon leveys: Havaittu spektri on kuva raosta eri aallonpituuksilla Kapeampi rako => parempi resoluutio Liian kapea rako => suuri osa kohteesta rajataan pois Eli: Rako optimoidaan olosuhteisiin ja haluttuun resoluutioon Raoton spektrografi: Jokaisesta kuvan kohteesta spektri HTTPK I kevät 2017 7

10.2.2 Kollimaattori Tuottaa yhdensuuntaisen valosädekimpun dispersiivistä elementtiä varten Peili tai linssi Yleensä peili, sillä linssit absorboivat säteilyä (erit. UV) HARPS*-spektrometrin kollimaattori (ESO) *HARPS = High Accuracy Radial velocity Planet Searcher HTTPK I kevät 2017 8

10.2.3 Hila Läpäisyhila (käytetään harvemmin) Heijastushila: Uurrettu heijastava pinta Uurteiden tiheys ~ 50 1000 /mm Diffraktoituneen valon tulo- ja lähtökulmien välinen yhteys: a(sin sin m on kertaluku ) m l, m..., 1,0,1... HTTPK I kevät 2017 9

10.2.3 Hila (jatk.) Blazed grating: vältetään, että suurin osa säteilystä osuu kertalukuun m=0 geometrinen heijastus tiettyyn kertalukuun maksimitehokkuus ~60-70% kun kertaluku on m 0 ja aallonpituus l 0 blaze wavelength Hilaspektrometrin erotuskyky on Eri kertaluvut osuvat päällekkäin, siksi käytetään R Nm aallonpituussuodin tai ristidispersioelementti, yleensä prisma tai grism HTTPK I kevät 2017 10

10.2.4 Muut dispersioelementit Prisma Pienempi resoluutio kuin hilalla Vähemmän käytetty Objektiiviprisma: Ei rakoa Kaikista kuvakentän kohteista spektri Grism: Uurrettu prisma Muita spektrometreja: Fourier-transformaatiospektrometri Animaatio: Ei toimi PDF:nä Prisma (Wikipedia) Grism (HARPS, ESO) HTTPK I kevät 2017 11

10.2.5 Kamera Kamera kuvaa dispersioelementin tuottamaa spektriä Fokusoidaan rakoon Nykyään poikkeuksetta CCD-kamera HUOM! Kameran pikselimäärä huomioitava, optiikka optimoidaan siten, että pikselin koko vastaa haluttua resoluutiota, esim. l vastaa ainakin 2 pikseliä HTTPK I kevät 2017 12

10.2.6 Échelle-spektrometri Hila harva ~ 50 viivaa/mm Blaze-kulma suuri ~ 60 o Havaitaan korkeita kertalukuja m ~ 20 60 => suuri dispersio ja resoluutio R ~ 10 000 100 000 Eri kertaluvut erotetaan ristidispersioelementillä: Esim. prisma, grism HARPS-spektrometrin échelle-hila (ESO) HTTPK I kevät 2017 13

10.2.6 Échelle spektrometri SOFIN (Nordic Optical Telescope) NOT:lla Resoluutio 30000-160000 SOFIN (R. Rekola, NOT) SOFIN layout (I. Ilyin, 2000) HTTPK I kevät 2017 14

10.2.6 Échelle-spektri (SOFIN) HTTPK I kevät 2017 15

10.2.7 Michelson interferometri Fouriertransformaatiospektrometrinä voidaan käyttää Michelson interferometriä Spektri mitataan siirtämällä peiliä HTTPK I kevät 2017 16

10.3 Spektrometrian käyttö tähtitieteessä Doppler-siirtymä a kohteen radiaalinopeusa Kosmologia: Esim. maailmankaikkeuden laajeneminen Galaksit: Galaksijoukkojen dynamiikka a pimeän aineen määrä Tähtipopulaatiot: Tähtijoukot, tähtien ominaisliikkeet Taivaanmekaniikka: Kaksoistähdet, eksoplaneetat Tähtien rakenne: Tähtien pyöriminen, tähden fotosfäärien värähtelyt ja turbulenssi HTTPK I kevät 2017 17

10.3 Spektrometrian käyttö Spektriviivat a aineen koostumus ja tila Tähtien spektriluokitus Alkuainepitoisuudet Lämpötila Paine ja tiheys Magneettikentät HTTPK I kevät 2017 18

10.3.1 Spektrometriset kaksoistähdet Kaksoistähden rataliike T y u i P v M havaitsija r P Oz x Ox y z PP = apsidiviiva Ox = taivaanpallon tangenttitason T ja ratatason leikkausviiva M = tähden paikka, määräytyy kulman u perusteella v = tähden nopeus i = radan inklinaatio HTTPK I kevät 2017 19

10.3.1 Kaksoistähden rata Radan ellipsin yhtälö akselin Ox suhteen on r a(1 e 1 ecos( u ) e on eksentrisyys ja a isoakselin puolikas r:n projektio akselilla Oy ratatasossa: => projektio näköviivalla Oz: 2 ) y r sin(u) z ysin i r sin usin i, HTTPK I kevät 2017 20

10.3.1 Kaksoistähden säteisliike Saamme: z 2 asin i(1 e )sin isin 1 ecos( u u dz dt asin 2 i(1 e )( ecos cos 2 (1 ecos( u )) u) du dt Kepler II: r 2 du dt na 2 1 e 2, jossa n 2 ja P P on kiertoaika. => säteisliike v z nasin i 1 e 2 ( ecos cos u) HTTPK I kevät 2017 21

10.3.1 Kaksoistähden havaittu säteisnopeus Havaittuun säteisnopeuteen vaikuttaa maan oma kierto- ja rataliike sekä auringon liike tähtijärjestelmään nähden. Kun maan liike vähennetään saadaan: V V z V v 0 z, z jossa V 0 on keskimääräinen heliosentrinen säteisnopeus V 0 t HTTPK I kevät 2017 22

10.3.2 Tähti-planeettajärjestelmät Samaa menetelmää kuin kaksoistähdille käytetään eksoplaneettojen havaitsemiseen: Sekä planeetta että tähti liikkuvat radoissaan yhteisen massakeskipisteen ympäri Planeettaa ei nähdä, tähden säteisliike voidaan havaita Ensimmäinen löytö: 51 Peg Säteisnopeusmenetelmällä on havaittu n. 400 planeettaa HTTPK I kevät 2017 23

10.3.2 Eksoplaneetan massa ja rata Esim.: Oletetaan ympyrärata Tähti: m 1,a 1 Planeetta: Havaitaan jaksottainen Dopplersiirtymä, jonka amplitudi on l ja periodi on m 2,a 2 P n 2 P => tähden radalle saamme projisoidun v isoakselin puolikkaan: z a 1 sin i v r l c l HTTPK I kevät 2017 24 n

HTTPK I kevät 2017 25 10.3.2 Eksoplaneetta (jatk.) Merkitään Kepler III: 2 a 1 a a 3 2 1 1 2 1 2 2 2 2 1 3 2 3 1 2 2 1 1 1,2 2 2 1 3 vuosi, AU,, ) ( P m a m m m P m m m a m a m a P M m a P m m a

10.3.2 Eksoplaneetta (jatk.) Tähden massa saadaan esim. spektriluokittelusta Havainnoista saadaan a sin i 1 Saamme siis alarajat massalle ja radalle: a2 sin i ja m2 sin i Jossain tapauksissa i voidaan arvioida: Esim. pimennys HUOM! Oppikirjan vanhassa painoksessa esimerkissä 10.1 (sivu 144) muutama virhe HTTPK I kevät 2017 26

10.3.2 Eksoplaneetat (jatk.) Tehtävä: Mitä johtopäätöksiä tähti-planeettajärjestelmän suhteen voi vetää tästä säteisnopeuskäyrästä? HTTPK I kevät 2017 27

10.3.2 HD 168443:n järjestelmä California and Carnegie Planet search HTTPK I kevät 2017 28

10.3.3 Tähtien spektriluokitus Harvardin spektriluokittelu: O, B, A, F, G, K, M Yerkesin spektriluokittelu: Ia, Ib, II, III, IV, V Spektriluokitus perustuu matalaan resoluutioon HTTPK I kevät 2017 29

10.3.4 Tähtien fotosfäärit Tähden optisen alueen absorptioviivat syntyvät fotosfäärissä Optisen spektroskopian avulla pystytään selvittämään tähden fotosfäärin lämpötila paine magneettikentät alkuaine- ja molekyylipitoisuudet liikkeet, esim. pyöriminen, turbulenssi ja värähtelyt HTTPK I kevät 2017 30

10.3.4 Procyonin spektri HTTPK I kevät 2017 31

10.3.4 Esimerkki: Doppler-kuvaus Pilkku (esim. matalampi lämpötila, magneettikenttä) vaikuttaa fotosfäärin absorptioviivoihin Nopeasti pyörivä tähti => spektriviiva vastaa 1- ulotteista kuvaa tähden pinnasta Havaintosarja joka kattaa tähden pyörimisperioidin => Doppler kuva Kylmän pilkun aiheuttama kuhmu (O. Kuchokhov) HTTPK I kevät 2017 32

10.3.4 HD 199178:n Doppler-kuva HD 199178 HTTPK I kevät 2017 33

10.3.5 Asteroseismologia Tähden pinnan värähtelyt => spektriviivojen Doppler-siirtymiä Seismologia: Aaltojen avulla voidaan tutkia tähden sisäistä rakennetta Esim. auringosta: Rotaatiokäyrä (GONG/NAOA) HTTPK I kevät 2017 34

10.4 CCD spektrien havaitseminen ja redusointi Asetukset Tarvittavat kalibroinnit Havaintojen redusointi Spektrometrialle tyypilliset ongelmat HTTPK I kevät 2017 35

10.4.1 Spektrometrian asetukset Aallonpituusalueen valinta Resoluution valinta: kohteen fotonikohina > lukukohina suurempi resoluutio => pitempi valotusaika Valotusaika tarvittava S/N Optimaalinen rako: resoluutio seeing suhteessa raon kokoon raon asento taivaan suhteen HTTPK I kevät 2017 36

10.4.2 Spektrometrian CCD-kalibrointikuvat Bias-, dark-kuvat kuten yleensäkin CCD:llä Flat-field erityisellä flatfield-lampulla Aallonpituuskalibrointi, vaihtoehdot: Vertailuspektrikuva (esim. Th-Ar lampulla) Vertailuspektri suoraan kohteen spektrin päälle Atmosfäärin spektriviivat Vuokalibrointi Vain matalan resoluution spektreille Standardikohteella HTTPK I kevät 2017 37

10.4.3 Spektrometrian redusointi Esimerkkinä CCD-échelle havainnot: 1. Bias ja flat-field korjaukset 2. Poistetaan sironnut valo 3. Poistetaan kosmiset säteet 4. Eri kertaluvut erotetaan: 2-ulotteinen kuva => 1-ulotteiset spektrit 5. Aallonpituuskalibrointi Vertailuspektrin avulla pikseliskaala a aallonpituusasteikko Atmosfääriviivojen avulla aallonpituusasteikon korjaus Maapallon liikkeen poistaminen a heliosentriset aallonpituudet 6. Kontinuumin normalisointi HTTPK I kevät 2017 38

10.4.3 Échelle flat-field SOFIN, 2. kameran flat-field HTTPK I kevät 2017 39

10.4.3 Th-Ar lampun échelle-vertailuspektri SOFIN, 2. kameran vertailuspektri HTTPK I kevät 2017 40

10.4.3 Tähden HD199178 échelle-spektri SOFIN, 2. kameran redusoitu kuva HTTPK I kevät 2017 41

10.4.3 Tähden HD199178 redusoidut spektrit SOFIN, 2. kameran redusoidut spektrit HTTPK I kevät 2017 42

10.4.4 Erityisongelmia Taustataivaan spektriviivat: Ongelma jos kohde on himmeä tai havainnot lähellä auringonlaskua tai nousua Aallonpituuskalibrointi voi muuttua jopa valotuksen aikana Ongelma erityisesti kun resoluutio korkea valotusaika pitkä ja spektrometri kiinni teleskoopissa (Cassegrainfokuksessa) Interferenssikuviot CCD-kuvassa Vuokalibrointi epätarkka HTTPK I kevät 2017 43

10.5 Spektropolarimetria Spektrometria + polarimetria = spektropolarimetria Yleensä havaitaan 2-4 Stokesin parametrin aallonpituusriippuvuus Stokesin parametrien I, Q, U, V avulla saadaan tietoa kohteen magneettikentästä HTTPK I kevät 2017 44

10.5.1 Magneettikentän vaikutus spektriviivaan (a): Zeeman komponentit pitkittäisessä (vasen) ja poikittaisessa (oikea) kentässä (b): Havaittu spektriviivaprofiili ilman magneettikenttää (. ) ja magneettikentällä ( ) (c): Polarisaatiokomponentit: Ympyrä- (vasen) ja lineaarinen polarisaatio (oikea) (d): Havaitut Stokesin parametrit: V (vasen) ja Q, U (oikea) Landstreet, Univ. of Western Ontario, Kanada HTTPK I kevät 2017 45

10.5.2 Spektropolarimetrian havainnot Polarissaattori ennen rakoa, koska spektrometrin optiikka muuttaa polarisaatiota Lineaarinen polarisaatio: Yleensä l/2 levy Ympyräpolarisaatio: Yleensä l/4 levy Käyttämällä pidempää rakoa voidaan kaksi polarisaatiokomponenttia saada samaan CCD-kuvaan HTTPK I kevät 2017 46

10.5.3 Esimerkki: Aktiivinen tähti Magneettinen aktiivisuus a suuria tähtipilkkuja Pilkuissa magneettikenttä tunkeutuu pinnan läpi Tähden pyöriessä Stokesin parametrit muuttuvat riippuen pilkkujen näkyvyydestä Magneettikentän vaikutus Stokes-V profiiliin (O. Kochukhov) HTTPK I kevät 2017 47