nghiên cứu quang phổ thiên thể lắp đặt hệ phổ kế chụp phổ thiên thể vùng khả kiến

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Nguyễn Phước NGHIÊN CỨU QUANG PHỔ THIÊN THỂ LẮP ĐẶT HỆ PHỔ KẾ CHỤP PHỔ THIÊN THỂ VÙNG KHẢ KIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ Thành phố Hồ Chí Minh - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Nguyễn Phước NGHIÊN CỨU QUANG PHỔ THIÊN THỂ LẮP ĐẶT HỆ PHỔ KẾ CHỤP PHỔ THIÊN THỂ VÙNG KHẢ KIẾN Chuyên ngành: Vật lí nguyên tử Mã số: 60 44 01 06 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Cao Anh Tuấn Thành phố Hồ Chí Minh - 2013 LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình thực luận văn, nhận nhiều giúp đỡ tận tình, chu đáo tỉ mỉ với tinh thần khoa học trách nhiệm cao Thầy/Cô khoa Vật Lý tổ Vật Lý Ứng Dụng trường Đại học Sư Phạm TP Hồ chí Minh Tôi xin gửi lời biết ơn chân thành kính trọng đến TS Cao Anh Tuấn không Thầy hướng dẫn khoa học tận tình hướng dẫn, động viên truyền đạt kinh nghiệm quý báu nghiên cứu khoa học Bên cạnh đó, Thầy tạo điều kiện tốt để sớm hoàn thành luận văn Thầy TS Nguyễn Lâm Duy Thầy/Cô phòng thực hành Quang học, Cơ Nhiệt tận tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để thực chế tạo máy quang phổ Thầy PGS TSKH Lê Văn Hoàng tận tình định hướng, giúp đỡ trình chọn đề tài Tôi cũng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý Thầy/Cô truyền đạt kiến thức trình học, Phòng sau Đại Học, Khoa Vật Lý trường Đại Học Sư Phạm TP Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ nhiệt tình suốt thời gian thực luận văn Cảm ơn bạn bè động viên Cuối cùng, xin gửi lời biết ơn chân thành tới ba, mẹ tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành việc học làm luận văn tốt MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Ứng dụng phân tích phổ thiên văn 1.1.1 Xác định nguyên tố từ phổ vạch 1.1.2 Đặc điểm phổ vạch 1.1.3 Xác định đặc điểm hạt bụi từ phổ vạch 10 1.2 Dịch chuyển electron nguyên tắc thu ảnh phổ CCD 13 1.2.1 Dịch chuyển electron hình thành vạch phổ 13 1.2.2 Nguyên tắc thu ảnh phổ CCD 15 1.3 Các loại máy quang phổ 16 1.3.1 Máy quang phổ lăng kính 16 1.3.2 Máy quang phổ cách tử 17 1.4 Các tượng truyền sai lệch quang học 25 1.4.1 Sắc sai coma 25 1.4.2 Sự uốn cong trường nhìn 27 1.5 Kết luận chương 27 CHƯƠNG 2: LẮP ĐẶT HỆ PHỔ KẾ VÙNG KHẢ KIẾN 28 2.1 Lắp đặt hệ phổ kế 28 2.1.1 Nghiên cứu thực nghiệm nhiễu xạ qua cách tử với đèn thủy ngân 28 2.1.2 Các đại lượng đặc trưng máy quang phổ 29 2.2 Máy quang phổ dùng cách tử truyền qua 34 2.2.1 Sơ đồ quang học 34 2.2.2 Thông số kính thiên văn, máy chụp CCD 34 2.2.3 Máy quang phổ 35 2.3 Máy quang phổ dùng cách tử phản xạ 42 2.3.1 Sơ đồ quang học 42 2.3.2 Bố trí thiết bị 43 2.4 Kết luận chương 44 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ XỬ LÝ 46 3.1 Kết chụp 46 3.1.1 Sử dụng máy quang phổ cách tử truyền qua 46 3.1.2 Sử dụng máy quang phổ cách tử phản xạ 46 3.2 Xử lý ảnh phổ 46 3.2.1 Trích xuất liệu phổ 47 3.2.2 Hiệu chỉnh bước sóng với nguồn tham khảo 53 3.3 Kết luận chương 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 PHỤ LỤC 65 BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt A/D Tiếng Việt Bộ chuyển đổi tín hiệu điện Tiếng Anh Anolog – To - Digital thành tín hiệu số FWHM Độ rộng nửa chiều cao cực Full With At Half Maximum đại Bộ tích điện kép Charge – Coupled Devices Đĩa CD Đĩa Quang Compact Dise HN Hồng ngoại Infrared TN Tử ngoại UV Phân tử hydrocarbon thơm đa Polycyclic Aromatic vòng Hydrocarbons CCD PAH MỞ ĐẦU Việc tìm hiểu đặc điểm đối tượng thiên văn thông qua quang phổ chúng phương pháp đáng tin cậy trở nên thông dụng nhà thiên văn Các công trình nghiên cứu giới liên quan đến chế tạo hệ phổ kế dùng để chụp phổ sao, hành tinh, thiên hà, ngân hà thực Hệ phổ kế sản xuất bán giới Quang trắc thiên văn Việt Nam bắt đầu phát triển trường Đại Học câu lạc thiên văn, việc nghiên cứu quang phổ thiên thể qua hệ phổ kế chưa bắt đầu Luận văn thực với mục tiêu lắp đặt hệ phổ kế dùng hệ tán sắc cách tử truyền qua cách tử phản xạ Kết nối máy quang phổ với kính thiên văn Takahashi EM 200 máy chụp CCD ST7 để thu ảnh phổ thiên thể Để tìm vạch phổ phát xạ hấp thụ đối tượng nghiên cứu, dùng phần mềm IRAF để xử lý phân tích phổ thu từ hệ phổ kế tự tạo Thực chụp phổ với nguồn chuẩn đèn thuỷ ngân biết đỉnh lượng, dùng phần mềm IRAF hiệu chỉnh phổ đối tượng chụp giúp xác định vạch phổ hệ trục bước sóng – cường độ, từ thu vạch phổ hydro đối tượng Đối tượng nghiên cứu luận văn quang phổ thiên thể sao, hành tinh, thiên hà, lắp đặt máy quang phổ phần mềm IRAF Phương pháp nghiên cứu luận văn thực nghiệm Nội dung luận văn bao gồm: Phần mở đầu: giới thiệu chung nhiệm vụ luận văn Chương 1: tổng quan sở lý thuyết để thực đề tài Chương 2: nghiên cứu thực nghiệm lắp đặt hệ phổ kế, kết nối với kính thiên văn máy chụp Lắp đặt máy quang phổ dùng cách tử truyền qua cách tử phản xạ Chương 3: kết chụp xử lý phổ Sử dụng máy quang phổ cách tử truyền qua thu phổ mặt trăng thực xử lý, phân tích, so sánh để tìm đặc điểm đối tượng Phần kết luận: nêu lên kết chính, đóng góp luận văn vần đề cần tiếp tục nghiên cứu Ý nghĩa khoa học đề tài dựa nghiên cứu thực nghiệm để lắp đặt máy quang phổ dùng cách tử xử lý phổ qua phần mềm IRAF với nguồn phổ chuẩn đèn thuỷ ngân Ý nghĩa thực tiễn luận văn góp phần xây dựng lắp đặt máy quang phổ, sử dụng để chụp phổ thiên thể phân tích quang phổ qua phần mềm IRAF CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Ứng dụng phân tích phổ thiên văn 1.1.1 Xác định nguyên tố từ phổ vạch Các nguyên tố hoá học có lòng khí xung quanh chúng, cho quang phổ liên tục không bị nguyên tố hấp thụ đường đến thiết bị ghi Thực tế, xạ từ hay thiên thể phải qua vùng khí dày đặc đến ống kính kính thiên văn Khi xạ qua nhiều tầng khí bị nguyên tố có hấp thụ Các photon lại CCD thu nhận cho quang phổ vạch hấp thụ nguyên tố thuộc Mỗi vạch phổ quang phổ đối tượng nguyên tố hoá học có đối tượng khí chúng Tuỳ theo máy quang phổ hoạt động vùng mà ta thu quang phổ vùng Các dãy quang phổ thu gồm dãy Lyman vùng tử ngoại, dãy Balmer vùng tử ngoại vùng khả kiến, dãy Paschen vùng hồng ngoại Trong vùng khả kiến dãy Balmer có vạch: vạch đỏ Hα (λα = 6576Å), vạch lam Hβ (λβ = 4871Å), vạch chàm Hγ (λγ = 4349Å), vạch tím Hδ (λδ = 4110 Å) 1.1.2 Đặc điểm phổ vạch Độ rộng cường độ sáng vạch phổ thường ảnh hưởng áp suất khí Khi áp suất tăng quang phổ mờ có vạch phổ mở rộng, lý mật độ ngày tăng khí làm giảm độ sáng, tức trở nên nhỏ hơn, sáng khí dày đặc Giá trị độ rộng tương đương (EW) phép đo liên quan đến diện tích vạch phổ Diện tích vạch phổ (là diện tích giới hạn đường biểu diễu cường độ liên tục Ic đỉnh phổ) có giá trị diện tích hình chữ nhật với độ sâu bão hòa (ở có Ic = 1) Độ rộng tương đương vạch phổ tính bằng: EW = Diện tích phổ/Ic Giá trị EW đo vạch phổ, thông thường Ic = [9] Phép toán xác để đo độ λ2 rộng vạch phổ: EW = ∫ λ1 Ic − I λ d λ Ic (1.1) Trong Ic cường độ liên tục hay mức liên tục, Iλ giá trị cường độ vạch phổ phụ thuộc vào hàm bước sóng Iλ = f(λ) Giá trị EW vạch hấp thụ: tính theo công thức (1.1) quan hệ đến cường độ liên tục Ic, EW tương ứng tổng thông lượng xạ vạch hấp thụ bị từ xạ Giá trị EW vạch phát xạ: có liên hệ đến mức liên tục Ic, giá trị EW đỉnh phổ tương ứng với toàn thông lượng xạ Quy ước giá trị EW: giá trị EW vạch hấp thụ quy ước giá trị dương (+), vạch phát xạ có giá trị âm (-) Với Wλ độ rộng vạch giá trị bước sóng λ tính EW λ Dịch chuyển đỏ ví dụ hiệu ứng Doppler Khi nguồn ánh sáng di chuyển xa khỏi người quan sát xảy dịch chuyển đỏ Dịch chuyển đỏ nhìn thấy mở rộng vũ trụ, nguồn ánh sáng đủ xa (lớn vài triệu năm ánh sáng) Dịch chuyển đỏ tương ứng với tốc độ gia tăng khoảng cách chúng so với Trái đất, dễ quan sát chuyển động đối tượng khỏi trường hấp dẫn Khi di chuyển đối tượng phát sáng lại gần người quan sát di chuyển nguồn xạ điện từ vào trường hấp dẫn thu giảm bước sóng gọi hiệu ứng dịch chuyển xanh Khi chụp phổ qua nhiều lần quan sát hiệu ứng dịch chuyển đỏ, tức quang phổ dịch phía bước sóng dài từ chứng tỏ dịch chuyển xa dần Cường độ I Cường độ liên tục Ic =1 Diện tích đỉnh phổ λ Hình 1.1 Diện tích vạch phổ Hình 3.8 Phổ vạch đèn thuỷ ngân Bây cần phải trích xuất quang phổ đèn hiệu chỉnh cho với khe hẹp ban đầu Nhưng lệnh apall cho thông tin độ hàm làm khớp sở liệu Vì không cần tương tác với phổ nguồn hiệu chỉnh mà cần thông báo cho apall sử dụng liệu độ tạo từ moon150hoanchinh.fits Vào gói apall để điều chỉnh thông số: cl> epar apall Ta thay đổi thông số sau: references moon150hoanchinh.fits (là hình phổ ta trích xuất độ) interactive no lúc ta không cần tương tác với nguồn hiệu chỉnh, tất ta chỉnh sửa trích xuất nằm thư mục database – thư mực tạo tự động lệnh apall) edit no trace no fittrace no background none (tham số mục EXTRACTION PARAMETERS) Với hình ảnh phổ tham khảo từ nguồn đèn thuỷ ngân cl> apall hg.fits (giả sử hình ảnh ta hg.fits)  Một liệu phổ hg tạo có tên hg.fits lưu thư mục database Lúc đồ thị xuất hiện, muốn xem đồ thị ta dùng lệnh: > splot hg.ms.fits Ta dùng lệnh identify cl> identify hg.ms.fits Như Hình 3.9 54 Hình 3.9 Identify hg.ms.fits Để tùy chỉnh độ rõ đỉnh phổ hình ảnh vừa xuất hiện, ta làm sau: + nhấn “w” “t”: để zoom phần phổ phía + nhấn “w” “b”: để zoom phần phổ phía + nhấn “w” “j”: để zoom vùng từ vị trí chuột sang phía bên phải + nhấn “w” “k”: để zoom vùng từ vị trí chuột sang phía bên trái Sau đó, để dán nhãn cho đỉnh phổ trên, ta làm sau: Đặt vị trí trỏ chuột lại đỉnh phổ ta muốn nhấn “m”, lệnh identify tính toán trọng tâm đỉnh phổ đầu đỉnh phổ xuất gạch thẳng đứng Nếu nhập vào giá trị bước sóng đỉnh phổ, identify làm khớp bước sóng với đỉnh phổ xác định Ta nhập giá trị bước sóng đỉnh phổ biết nhấn “enter”, số pixel nhiều bước sóng lớn Ví dụ: 5782Å vạch vàng đèn thuỷ ngân Sau đó, ta gõ lệnh :labels both “enter” tất đỉnh phổ dán nhãn Hình 3.10 Nhãn giá trị bước sóng đỉnh phổ 55 Hình 3.10 Dán nhãn đỉnh phổ Bấm f, ta dùng lệnh :order để làm khớp vị trí đánh dấu Sau đó, nhấn “q” để thoát Sau có phổ tham khảo với vạch phổ gán bước sóng hg.ms.fits Chúng ta sử dụng để hiệu chỉnh bước sóng phổ đối tượng cl > epar refspectra Điều chỉnh hai thông số ignorea = no, sort group = no Trong reference đưa hg.ms.fits vào Gán nguồn tham khảo vào đối tượng cần hiệu chỉnh bước sóng, ta dùng lệnh: cl> refspec moon150hoanchinh.ms.fits Bước xác định bước sóng đỉnh phổ moon150hoanchinh.fits với nguồn tham khảo hg.ms.fits Bằng lệnh: cl > dispcor moon150hoanchinh.ms.fits phomoon150.fits Nếu cần hiệu chỉnh đối tượng khác ta thực lệnh cl> apall doituong.fits, thu doituong.ms.fits sau sử dụng lệnh cl> refspec doituong.ms.fits Thực bước tiếp cl> dispcor doituong.ms.fits phoduara.fits Để xem phổ đối tượng sau hiệu chỉnh bước sóng dùng lệnh: cl > splot phomoon150.fits Chúng thu phổ mặt trăng hiệu chỉnh bước sóng Hình 3.11 56 Hình 3.11 Phổ mặt trăng hiệu chỉnh Qua Hình 3.11 ghi nhận ba vạch phát xạ dãy Balmer Hγ (λγ= 4496Å), Hβ (λβ = 4781Å) Hα (λα = 6681Å) vạch phát xạ nguyên tố Neon (λNe = 7044Å) Tôi dùng phím k để làm khớp theo vạch phổ tìm thông lượng bề rộng vạch phổ theo đơn vị bước sóng Thông lượng, bề rộng FWHM vạch Hα Hình 3.12 57 Hình 3.12 Làm khớp theo vạch phổ Hα Thông lượng, bề rộng FWHM vạch Hβ Hình 3.13 58 Hình 3.13 Làm khớp theo vạch phổ Hβ Thông lượng, bề rộng FWHM vạch Hδ Hình 3.14 59 Hình 3.14 Làm khớp theo vạch phổ Hγ Thông lượng, bề rộng FWHM vạch Neon Hình 3.15 60 Hình 3.15 Làm khớp theo vạch phổ Ne 3.3 Kết luận chương Trong chương này, tiến hành thí nghiệm chụp phổ nguồn chuẩn đèn thuỷ ngân thu vạch phát xạ nguồn Xác định đỉnh lượng phổ, chọn vùng làm việc với ba vạch tương ứng với bước sóng 4358Å, 5461Å, 5782Å Tiến hành chụp đối tượng thiên văn chụp phổ mặt trăng qua máy quang phổ cách tử truyền qua Thực việc khử nhiễu cho ảnh phổ thu gồm trừ phông nền, hiệu chỉnh độ nhạy pixel loại bỏ tia vũ trụ qua phần mềm IRAF Qua bước phân tích phổ hiệu chỉnh với nguồn phổ chuẩn để xác định giá trị bước sóng tương ứng đỉnh phổ Qua thu vạch phổ hydro vùng ánh sáng nhìn thấy Hα ; Hβ; Hγ vạch neon Tìm đặc điểm phổ vạch bề rộng, thông lượng FWHM 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  KẾT LUẬN Trong luận văn nghiên cứu lắp đặt hệ phổ kế dùng cách tử truyền qua cách tử phản xạ, kết hợp với kính thiên văn Takahshi EM 200 CCD ST7 để chụp phổ đối tượng thiên văn vùng khả kiến Sử dụng phần mềm IRAF để khử nhiễu phổ hiệu chỉnh phổ đối tượng chụp Kết đạt được: Đã chế tạo máy quang phổ dùng hệ tán sắc cách tử nhiễu xạ, với suất phân giải thấp R ∈ (64,122) , độ tán sắc góc 277 (Å/độ), độ tán sắc dài 198,85 (Å/mm) Kết nối với kính thiên văn Takahashi CCD để chụp phổ đối tượng thiên văn, chụp phổ Mặt Trăng Ánh sáng cường độ tương tác với môi trường vật chất bị suy yếu qua hệ thấu kính hội tụ, cách tử nhiễu xạ làm cho ánh sáng với cường độ nhỏ khó đến CCD Chúng chế tạo máy quang phổ dùng cách tử phản xạ thêm phận gương phản xạ để hạn chế mát cường độ qua hệ quang học Phổ đối tượng thiên văn cần phải khử nhiễu nguyên nhân chuyển động nhiệt electron CCD, độ nhạy pixel không đồng tia vũ trụ Chúng dùng phần mềm IRAF khử nhiễu phổ đối tượng sử dụng phổ nguồn chuẩn biết đỉnh lượng để hiệu chỉnh quang phổ qua thu vạch phổ phát xạ vạch phổ hấp thụ đối tượng chụp Từ kết phân tích phổ qua phần mềm IRAF thu vạch hydro đặc trưng dãy Balmer vùng ánh sáng nhìn thấy  KIẾN NGHỊ Để tính đại lượng đặc trưng máy quang phổ dùng cách tử phản xạ cần biết số vạch cách tử phản xạ, nên cần trang bị cách tử phản xạ nguồn đơn sắc để từ tính số vạch milimet đĩa CD đóng vai trò cách tử phản xạ Trang bị hay chế tạo nguồn hiệu chỉnh để kết nối với máy quang phổ từ thực việc hiệu chỉnh xác Thời tiết thành phố Hồ Chí Minh mây mù, bụi dày ánh sáng thành phố, nên cần thiết xây dựng phòng nghiên cứu thiên văn nơi hạn chế điều nói 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Phùng Quốc Bảo (2002), Quang học sóng, Nxb giáo dục, TP Việt Trì - Phú Thọ Phạm Luận (2006), Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, Nxb đại học quốc gia Hà Nội, TP Hà Nội Nguyễn Hữu Mẫm (2012), Sử dụng phần mềm IRAF quang trắc thiên văn, Luận Văn Tốt Nghiệp, Trường Đại Học Sư Phạm TP Hồ Chí Minh Nguyễn Trần Trắc, Diệp Ngọc Anh (2005), Quang Học, Nxb đại học quốc gia, TP Hồ Chí Minh Tiếng Anh A C Phillips (2003), The Physics Of Stars, Department of Physics and Astronomy the University of Manchester, England Bohren, C F, Huffman, D R (1983), Absorption and Scattering of Light by Small Particles, New York Christian Buil (2012), Design A Spectrograph, Theoretical Parameters For The Design Of A Classical Spectrograph, English Ken M Harrison (2011), Astronomical Spectrocopy for Amateurs, Springer New York Dordrecht Heidelberg, London Richard Walker (2013), Analysis And Interpretation Of Astronomical Spectra, New York 10 R.van Boekel, M.Min, L.B.F.M.Waters, A.deKoter,C.Dominik, M E van den Ancker, and J Bouwman (2005), “A 10 µm Spectroscopic Survey Of Herbig Ae Star Disks Grain Growth And Crystallization”, A&A 437, pp.109 – 205 11 Shelia J.Kannappan, Daniel G Fabricant, Charles B Hughes (2002), “Building A CCD Spectrograph For Educational Or Amateur Astronomy”, The Astronomical Society Of The Pacific 114, pp.577 – 585 12 Stenve B.Howell (2000), Handbook Of CCD Astronomy, Cambridge University Press, New York 13 Soren S.Larsen (2011), IRAF Notes For Observational Astrophysics I, The national optical astronomy observatories, USA 14 Takahashi (2004), Instruction Manual CN 212, Takahashi Seisakusho Ltd, Japan 63 15 Takahashi (2004), Instruction Manual Equatorial Mount EM – 200 USD – IT, Takahashi Seisakusho Ltd, Japan 16 T Pino, E Dartois, A.-T.Cao, Y Carpentier, Th Chamaillé, R.Vasquez, A.P.Jones, L d’Hendecourt , and Ph Bréchignac (2008), “The 6.2 µm band position in laboratory and astrophysical spectra a tracer of the aliphatic to aromatic evolution of interstellar carbonaceous dust”, A&A 490, pp.667 – 672 Website 17 http://www.khoahoc.com.vn 64 PHỤ LỤC KHỬ NHIỄU TRÊN ẢNH PHỔ QUA IRAF Xử lý nhiễu ảnh phổ tương tự xử lý nhiễu ảnh quang trắc CÁC BƯỚC XỬ LÝ ẢNH [3] Bước 1: Mở terminal gõ vào  xgterm & Bước 2: Trong cửa sổ xgterm gõ lệnh sau để mở DS9 vào IRAF  ds9 &  cl Tôi có hình ảnh Dark Flat field chụp thời gian, gọi Dark Dark1 hình ảnh Light Dark chụp thời gian, Dark gọi Dark2, bắt đầu xử lý chúng Bước 3: Để biết ảnh có thời gian chụp kiểm tra lệnh sau:  imhead object.fits l+ Chú ý thông số exposure thời gian chụp ảnh Bước 4: Xử lý ảnh Dark1 sử dụng lệnh darkcombine để kết hợp ảnh Dark1  imred  ccdred Chỉnh sửa số thông số darkcombine gõ  epar darkcombine Kết xuất danh sách thông số Dùng phím mũi tên để di chuyển xuống thay đổi thông số sau combine = “average” reject = “minmax” ccdtype = “none” process = “no” scale = “none” Nhấn tổ hợp phím “Ctrl + D” để lưu lại thoát Kết hợp ảnh Dark 65  combine (Những ảnh Dark cần combine cách dấu phẩy) (Tên ảnh tạo ra, đặt tên Dark1.fits) Bước 5: Xử lí ảnh Flat field sử dụng lệnh flatcombine để kết hợp ảnh Flat field Tương tự vào gói imred ccdred  imred  ccdred Chỉnh sửa số thông số flatcombine  epar flatcombine Kết xuất danh sách thông số, dùng phím mũi tên di chuyển xuống để thay đổi thông số sau combine = “median” ccdtype = “none” reject = “none” scale = “mode” process = “no” Nhấn tổ hợp phím “Ctrl + D” để lưu lại thoát Kết hợp ảnh Flat field  combine (Những ảnh Flat field cần combine cách dấu phẩy) (Tên ảnh tạo ra, đặt Flat.fits) Bước 6: Sử dụng lệnh imarith để xử lý ảnh Dark1.fits với ảnh Flat.fits  imarith Flat.fits – Dark1.fits FlattruDark.fits Tôi tìm giá trị Mean ảnh FlattruDark.fits lệnh imstat  imstat FlattruDark.fits Sau lấy ảnh FlattruDark chia cho Mean  imarith FlattruDark.fits / Mean FlattruDarkchiaMean.fits Bước 7: Xử lý ảnh Dark2 tương tự sử dụng lệnh darkcombine  imred  ccdred 66  combine (Những ảnh Dark cần combine cách dấu phẩy) (Tên ảnh tạo ra, đặt tên Dark2.fits) Bước 8: Lấy ảnh Light trừ cho Dark2 ta sử dụng lệnh imarith  imarith Light1.fits – Dark2.fits trudark1.fits  imarith Light2.fits – Dark2.fits trudark2.fits … Như có số hình ảnh trừ Dark2, lấy ảnh trudark.fits chia cho ảnh FlattruDarkchiaMean.fits hình ảnh hiệu chỉnh  imarith trudark1.fits / FlattruDarkchiaMean.fits hieuchinh1.fits  imarith trudark2.fits / FlattruDarkchiaMean.fits hieuchinh2.fits … Như có số hình ảnh hiệu chỉnh Bước 9: Tìm tọa độ làm chuẩn hình ảnh làm hệ qui chiếu Trước tiên sử dụng lệnh display để thị tất hình ảnh hieuchinh.fits lên frame khác ds9  display hieuchinh1.fits  display hieuchinh2.fits … Tôi chọn hình ảnh làm chuẩn, chọn ảnh hieuchinh3.fits, chọn làm chuẩn tìm tọa độ chuẩn ảnh Tôi bắt đầu với chuẩn hieuchinh1.fits frame số 1,di chuyển trỏ chuột đến vị trí chuẩn này, nhấn phím “ c” tự động tạo file chứa tọa độ này, thực thao tác ảnh hieuchinh.fits frame lại cách sử dụng phím “Tab”, nên ghi nhớ tọa độ chuẩn ảnh hieuchinh3.fits, sau lưu tập tin tọa độ với tên scoord.txt thư mục chứa cần xử lý Bước 10: Tìm thay đổi tọa độ tương đối hình ảnh Mở terminal (không vào iraf) chọn đường dẫn vào thư mục chứa cần xử lý  cd ( đường dẫn vào thư mục chứa cần xử lý) 67 Vị trí chuẩn ảnh khác nhau, nên cần tìm thay đổi này, tạo file shiftlist.txt lệnh sau  awk ‘{printf(“%5i %5i”, refx-$1, refy-$2)}’ coords.txt > shiftlist.txt Với refx refy tọa độ chuẩn ảnh hieuchinh3.fits Bước 11: Tạo hai tập tin inlist.txt outlist.txt  ls hieuchinh*.fits > inlist.txt  cat inlist.txt | sed ’s/ fits/ align.fits/’ > outlist.txt Bước 12 :Quay trở lại cửa sổ xgterm chạy lệnh imalign  imalign@inlist.txthieuchinh3.fitscoords.txt @outlist.txt shifts=shiftlist.txt Như có hình ảnh align có tên sau: hieuchinh1_align.fits, hieuchinh2_align.fits, … Bước 13: Kết hợp hình ảnh vừa tạo ra, sử dụng lệnh imcombine  imcombine (Những hình ảnh đưa vào để combine) output= (Tên ảnh hoàn chỉnh tạo ra) Ở đặt tên ảnh hoàn chỉnh tạo saohoanchinh.fits Như hoàn thành việc xử lý hình ảnh 68 [...]... ánh sáng đỏ Nên chọn vùng làm việc là quang phổ bậc 1, vì các quang phổ bậc cao hơn có sự chồng chập của các quang phổ làm khó khăn trong phép phân tích phổ Hình 1.17 Hội tụ trên mặt phẳng CCD 1.5 Kết luận chương 1 Trong chương này, luận văn đã trình bày tổng quan cơ sở lý thuyết về các hệ phổ kế để thu phổ đối tượng thiên văn, ảnh hưởng của quang cụ trong hệ phổ kế đến kết quả chụp Trong luận văn cũng... làm giảm các hiện tượng sai lệch đó cũng được nêu trong chương này 27 CHƯƠNG 2: LẮP ĐẶT HỆ PHỔ KẾ VÙNG KHẢ KIẾN 2.1 Lắp đặt hệ phổ kế 2.1.1 Nghiên cứu thực nghiệm nhiễu xạ qua cách tử với đèn hơi thủy ngân 2.1.1.1 Sơ đồ thí nghiệm Trước hết, cần phải có một chùm sáng sao cho góc tới α phải càng đều càng tốt Muốn vậy, ta đặt một khe có độ rộng điều chỉnh được ở ngay sát cửa sổ lối ra của đèn và tại tiêu... ra ảnh phổ trên màn hình máy tính 1.3 Các loại máy quang phổ Máy quang phổ là một dụng cụ dùng để thu, phân li ánh sáng và ghi lại phổ của các đối tượng thiên văn như ngôi sao, hành tinh, thiên hà, ngân hà Tùy theo bộ phận dùng để phân li ánh sáng trong máy dựa theo hiện tượng vật lí nào (khúc xạ hay nhiễu xạ) mà người ta chia các máy quang phổ thành hai loại máy quang phổ khúc xạ (máy quang phổ lăng... quan hệ của góc tới α của ánh sáng, góc nhiễu xạ β qua cách tử, bậc quang phổ n, N số khe của cách tử trên mm và λ bước sóng của ánh sáng Đối với cách tử truyền qua, nguồn sáng bị đổi hướng khi đi qua cách tử và cho quang phổ bậc 0 Quang phổ được hình thành đối xứng qua quang phổ bậc 0 với khoảng cách khác nhau, trong đó quang phổ bậc 1 sáng mạnh hơn Trong giới hạn độ tán sắc của cách tử, quang phổ. .. (máy quang phổ lăng kính) và máy quang phổ nhiễu xạ (máy quang phổ cách tử) 1.3.1 Máy quang phổ lăng kính Đó là những máy quang phổ mà hệ tán sắc của chúng được chế tạo từ 1 hay 2 hoặc 3 lăng kính Sự phân li ánh sáng ở đây dựa theo hiện tượng khúc xạ của ánh sáng qua hai môi trường có chiết suất khác nhau (không khí và thủy tinh hay không khí và thạch anh) Trong vùng khả kiến, để chế tạo lăng kính người... đồ máy quang phổ dùng cách tử phản xạ Tuy có hai loại máy quang phổ khác nhau, nhưng về nguyên tắc cấu tạo thì đều như nhau, đều gồm 3 bộ phận chính Đó là hệ chuẩn trực, hệ phân li và hệ buồng ảnh Hệ chuẩn trực: gồm một khe hẹp đặt tại mặt phẳng tiêu của thấu kính hội tụ L1 Hệ này có nhiệm vụ nhận và tạo ra chùm ánh sáng song song để hướng vào hệ tán sắc để phân li thành các ánh sáng đơn sắc Hệ phân... máy quang phổ cách tử thì ngược lại Hệ buồng ảnh: đó là một hệ thấu kính hay một hệ gương hội tụ Hệ này có nhiệm vụ hội tụ các tia sáng có cùng bước sóng lại với nhau sau khi đi qua hệ phân li, tạo ra ảnh của khe máy trên mặt phẳng tiêu Đó chính là các vạch phổ Thêm vào đó là một số bộ phận phụ khác để máy quang phổ có thể hoạt động được chính xác, dễ dàng và có hiệu quả cao hơn Ví dụ như [2]: Hệ thống... 2.1.2.3 Độ tán sắc góc của máy quang phổ Trong mỗi máy quang phổ, sự biến thiên của góc lệch D theo độ dài sóng của tia sáng là một đặc trưng quan trọng Nó nói lên khả năng tán sắc góc của máy quang phổ và được gọi là độ tán sắc góc của máy quang phổ đó Tuân theo công thức sau D = λd − λt (Å/độ) β d − βt (2.4) Chú ý: 10 = 0,0175 radian 2.1.2.4 Độ tán sắc dài của máy quang phổ Độ tán sắc góc chỉ cho biết... Lăng kính Vật kính Hình 1.7 Sơ đồ máy quang phổ dùng lăng kính Để cải thiện năng suất phân giải của máy quang phổ, chúng ta thay hệ tán sắc bằng cách tử 1.3.2 Máy quang phổ cách tử Là những máy quang phổ mà hệ tán sắc là một cách tử phản xạ hay cách tử truyền qua Bản chất của sự tán sắc ánh sáng ở đây là sự nhiễu xạ của tia sáng qua các khe hẹp Sơ đồ máy quang phổ dùng cách tử phản xạ Thấu kính ống chuẩn... 1.2 Hiệu ứng Doppler Có thể xác định độ lệch đỏ qua các vạch hấp thụ, vạch phát xạ hay cường độ vạch phổ từ quang phổ của ngôi sao Từ các dữ liệu đó chúng ta đi so sánh chúng với các quang phổ của hợp chất hoá học khác nhau mà được xác định trong phòng thí nghiệm Phổ biến nhất là nguyên tố hydro, chúng ta thu được các vạch hydro từ quang phổ của mặt trời và so sánh với quang phổ thu được của một đối ... ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Nguyễn Phước NGHIÊN CỨU QUANG PHỔ THIÊN THỂ LẮP ĐẶT HỆ PHỔ KẾ CHỤP PHỔ THIÊN THỂ VÙNG KHẢ KIẾN Chuyên ngành: Vật lí nguyên tử Mã số: 60 44 01 06 LUẬN... Các tượng truyền sai lệch hệ phổ kế qua đề xuất cách làm giảm tượng sai lệch nêu chương 27 CHƯƠNG 2: LẮP ĐẶT HỆ PHỔ KẾ VÙNG KHẢ KIẾN 2.1 Lắp đặt hệ phổ kế 2.1.1 Nghiên cứu thực nghiệm nhiễu xạ... 2: LẮP ĐẶT HỆ PHỔ KẾ VÙNG KHẢ KIẾN 28 2.1 Lắp đặt hệ phổ kế 28 2.1.1 Nghiên cứu thực nghiệm nhiễu xạ qua cách tử với đèn thủy ngân 28 2.1.2 Các đại lượng đặc trưng máy quang