Wie erkennt man Emissionslinien in optischen Spektren?

11

Gibt es ein praktisches Modul zur Erkennung von Emissionslinien in einem Spektrum, wie wir es vom Sloan Digital Sky Survey (SDSS) erhalten?

Sie können im folgenden Spektrum viele Emissionslinien wie Ha, OI sehen. Tatsächlich ist das Spektrum ein zweispaltiger Datensatz, Wellenlänge und Fluss. Es ist eine Kombination aus vielen Streupunkten. Das typische Intervall zwischen zwei Punkten in der Nähe beträgt 1,5 Angström. Ich muss alle Gaußschen Unebenheiten und ihre Linienmitte finden.

Also muss ich zuerst die Unebenheiten finden und dann muss ich sie anpassen, um ihre Zentren zu erhalten.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

spectra sky-survey

— Fragehang
quelle

Ich könnte Ihnen wahrscheinlich eine detaillierte Antwort geben, wenn Sie mir sagen, was Sie mit dem Spektrum machen wollen. Eine rigorose Spektrumanalyse ist normalerweise keine triviale Angelegenheit.

— Moriarty

Ich habe meinen Beitrag aktualisiert. Vielleicht ist es jetzt leicht zu verstehen.

— Questionhang

6

Die Programme, von denen ich weiß, dass Sie sie verwenden können, erfordern einige Programmierkenntnisse, um zu funktionieren. Ich würde empfehlen, entweder IRAF (oder PyRAF , das Python als Schnittstelle zu IRAF verwendet) oder SPECTER zu betrachten . Leider ist mir keine "Black Box" -Lösung bekannt, bei der Sie einfach einen Knopf drücken und loslegen können.

SPECTER wurde in FORTRAN77 geschrieben und ist recht einfach zu verwenden, sobald Sie den Dreh raus haben, obwohl es einen etwas eingeschränkten Funktionsumfang hat und die Dokumentation kurz ist. Es wird Ihnen helfen, Gaußsche manuell an Spektrallinien anzupassen und deren zentrale Wellenlängen und äquivalente Breiten anzugeben. Eine Einschränkung für SPECTER ist, dass das Plotpaket SuperMongo erforderlich ist , bei dem es sich nicht um freie Software handelt. Wenn Sie mit einer Universität verbunden sind, sollten die meisten Abteilungen für Physik und Astronomie über eine Lizenz verfügen.

IRAF ist eine voll funktionsfähige, kostenlose plattformübergreifende Anwendung, die speziell für die astronomische Bildanalyse entwickelt wurde. Es kann Ihnen helfen, die Spektrallinien zu messen und das Spektrum zu analysieren, um die Radialgeschwindigkeit des Objekts zu bestimmen.

— Moriarty
quelle

Wie wäre es, wenn Sie dazu unseren eigenen Python-Code schreiben? Alles, was wir tun müssen, ist, viele Wellenlängenfluss-Datensätze aus vielen Spektren zu analysieren.

— Questionhang

Tue es. Oft ist es am einfachsten, eigenen Code zu schreiben, insbesondere wenn Sie große Datenmengen zum Durchsuchen haben.

— Moriarty

Finden Sie zuerst ein lokales Maximum und passen Sie es dann mit einem Gaußschen Profil an. Diese Methode ist zu leicht zu glauben. Was vermisse ich?

— Questionhang

1

Ja, das war es auch schon. Wenn Sie lokale Maxima rechnerisch ermitteln möchten, kann es gut funktionieren, eine mittlere Glättung (abhängig vom Rauschpegel) anzuwenden und dann die Ableitungen zu verwenden. Dieser Code macht genau das (ich denke nicht, dass er für das, was Sie wollen, wie er ist, gut funktionieren würde, obwohl er als funktionierendes Beispiel dafür dienen wird, was Sie vielleicht tun möchten). adsabs.harvard.edu/abs/2007A%26A...469..783S

— Moriarty

4

Ja, es gibt zwei Python-Module namens Astropie und Astropysik , die beide behaupten, über Spektralanalysewerkzeuge zu verfügen. Als Referenz finden Sie hier einen Link für Ressourcen für Astronomen für die Programmiersprache Python.

— Astromax
quelle

4

Es stehen zahlreiche Software und Tools zur Verfügung, mit denen Sie das tun können, was Sie möchten:

IRAF von NOAO;
MIDAS, das der IRAF im Grunde sehr ähnlich ist, aber von der ESO entwickelt wurde;
in Python entweder Astropie oder pyRAF (um IRAF mit einer Python-Schnittstelle zu verwenden).

Ich würde mich für einige Python-Tools entscheiden (Python ist vielseitiger als IRAF oder MIDAS, die viel mehr auf "Single-Purpose" ausgerichtet sind), um von den anderen von Python angebotenen Funktionen zu profitieren.

Das Zeichnen und Verarbeiten Ihres Spektrums ist jedoch nur der erste Teil der Arbeit. Am Ende möchten Sie wahrscheinlich die Spektralsynthese verwenden, um Ihr Spektrum zu analysieren. Die Spektralsynthese ermöglicht Ihnen:

um die chemische Zusammensetzung des von Ihnen untersuchten Himmelsobjekts effizient zu identifizieren;
um einige Eigenschaften des Himmelsobjekts zu bestimmen, das Sie untersuchen.

Unter den vorhandenen Werkzeugen für die Spektralsynthese (zum Beispiel für Sternspektren) gibt es:

Turbospektrum von Bertrand Plez;
BaSeL von Thibault Lejeune

— MBR
quelle

Vielen Dank. Ich möchte nur die Positionen der Linienmitte kennen.

— Questionhang