V.Desnoux - La Rochelle

Tests installation

 Librairie  Eléments  Type spectral  Gnuplot  Spectrum 4/23/2020 Stage OHP Aout 2005 Prepared by Valérie Desnoux 2

Vspec préférences...

 Configurer Vspec — Menu Préférences •

Répertoire de travail

• • • •

Type de fichier image (fits ou pic) Commentaire dans entete Zone du continuum Fichier raies atmosphériques

• • • •

Référence: preset des 2 raies de calibration Spectrum: répertoire où se trouve l'exécutable Spectrum.exe

Langue...

Position: utilisé seuleument dans la correction de l'extinction atmosphérique

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Jouer avec l'image...

Ouvrir fichier image  Informations sur le pixel — Coordonnées x;y — Intensité du pixel I  Réglages des seuils — Entrez des valeurs dans les zone de texte — Jouer avec le click droit et déplacez le curseur en maintenant le bouton enfoncé •

Vers le haut, le bas: augmente ou diminue le seuil haut

•

Vers la droite, la gauche: augmente ou diminue le seuil bas

•

Revenir aux seuils enregistrés dans l'entete de l'image par le bouton "seuils d'origine"

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Le binning

4/23/2020  Simple comme "un click" — Si un seul spectre sur l'image, bien orienté: click sur le bouton "Binning objet"  Informations sur le profil — Déplacez le curseur sur la courbe — — — X;l: position en x du pixel, longueur d'onde (une fois calibré) Intensité I Echantillonnage en Angström par pixel, toujours ramené à un échantillonage linéraire (A/pixel) (une fois calibré)  Préparez la calibration — Charger l'image du spectre de la lampe — — En faire le Binning References La courbe vient s'ajouter dans le même document, il contient deux courbes, deux "séries" Stage OHP Aout 2005 Prepared by Valérie Desnoux 5

Les séries...

4/23/2020  Document .spc

— Fichier ASCII = lisible par notepad, excel, word...

— — Définie par A.Klotz en 89 Un entete suivi de 7 colonnes — — Seules les colonnes 3, 4, 5, 6 sont des séries •

car les colonnes 1 et 2 sont les abscisses (pixel et angstrom une fois calibré) et la colonne 7 servait à invalider des pixels

Un document .spc peut donc enregistré 4 colonnes profil, partageant les mêmes abscisses (=calibration)  Jouer avec les séries...

— Selection de la série "active" par curseur ou boite déroulante, changer sa couleur...

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Calibration "deux raies"...

 Avec le néon...

— Sélectionner la série Ref1 — — Entrer dans le mode "calibration avec 2 raies" Si raies néon sont inconnues: affichez la liste de raies avec "affiche elements" — — — H-alpha = 6562.852 -> raies du néon sont "autour" -> 6532.882 et 6598.953

Selectionner la raie, entrer la valeur ou cliquer sur la ligne de la raie dans la liste Idem pour la deuxième, pour valider faire "entrée"  Calibration effectuée, échantillonage mis à jour...

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Est-ce suffisant ?

 Afficher le spectre atmosphérique — Demander la correction en H2O — — Les raies atmosphériques ne se superposent pas exactement avec celles du spectre calibré Calibration non-linéaire nécessaire 4/23/2020 Stage OHP Aout 2005 Prepared by Valérie Desnoux 8

Spectre de l'atmosphère

 Superposition des raies atmosphériques — Dans liste elements, fichier source "atmos" — Bouton "exporter" 4/23/2020 Stage OHP Aout 2005 Prepared by Valérie Desnoux 9

Raies atmosphériques principales 6500-6600 Ang

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Calibration avec plusieurs raies...

 Calibration multi-raie pour affiner l'étalonnage — Boîte de dialogue calibration non-linéaire — — — — Sélectionner la raie Trouver sa longueur d'onde dans la liste •

s'aider des intensités, cliquer sur une longueur d'onde et observer ou se deplace le curseur

Valider en tapant "entrée" •

Éventuellement, re-cliquer dans la zone d'édition de la longueur d'onde avant de revalider

Le barycentre est calculé et la première raie s'inscrit dans la liste des raies de calibration  Prendre autant de raies que voulu, bien répartie 4/23/2020 Stage OHP Aout 2005 Prepared by Valérie Desnoux 11

Raies atmosphériques identifiées...

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5

12

1 2 3 4

Calibration multi-raie...

4/23/2020  Paramètres de l'étalonnage — Choisir le degré du polynôme — — Les paramètres de l'équation de regression ne sont pas encore calculés On peut sauver la liste dans un fichier .lst

 Cliquer sur "Calcul" — Si il n'y a pas de point d'inflexion, les paramètres du polynôme sont affichés — — Les résidus sont également calculés, plus ils sont petit, mieux c'est...

Sauver les paramètres de l'équation dans un fichier .exc

 Le spectre se calibre — Un re-échantillonage linéaire est ensuite fait pour afficher le profil et un échantillonage moyen est calculé Stage OHP Aout 2005 Prepared by Valérie Desnoux 13

Vérification avec le spectre théorique atmosphérique

 Reprendre la correction H2O — Cette fois-çi, les raies sont correctement alignées tout au long du spectre 4/23/2020 Stage OHP Aout 2005 Prepared by Valérie Desnoux 14

Elimination des raies atmosphériques

A B C  Ajustement du spectre — Facteur d'adoucissement (lié au spectro) — Intensité (lié au spectro et à la quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère au moment de l'observation)  Affichage du résultat de la division — Réglage du sigma: le même pour un spectrographe donné, agit sur la largeur de la raie — Réglage intéractif de l'intensité •

Image A: intensité trop faible

• •

Image B: intensité trop grande Image C: réglage correcte

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Conservation du résultat

 Sauvegarder le spectre corrigé — Spectre corrigé est la série "Division" — Série "temporaire" -> à l'enregistrement du fichier elle ne sera pas sauvée ...

— — La déplacer dans une série fixe, comme "intensité" •

Série fixes: Intensité, Ref1, Ref2, Norm

Sauvegarder le document sous un autre nom  Comparaison Avant-Après — On peut toujours faire mieux, il faut tester et ajuster..

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Calibration d'un autre spectre

 Etoile Delta Sco - Be — Faire le binning — — — — — Calibration avec plusieurs raies Charger l'équation établie avec Altaïr Recaler avec une seule raie • • • • •

Mettre a zéro la constante du polynôme Prendre une des raies de l'atmosphère sur le spectre de Delta Sco et la calibrer Cliquer sur Appliquer dans la zone de l'équation La nouvelle constante est calculée à partir de la raie de référence Fermer...

Correction H20 •

On vérifie que l'étalonnage est correct: raies atmosphériques se superposent

•

Ajustement des paramètres avec "voir le résultat de la division"

• •

Valider quand c'est ok Mettre la série résultat à la place d'intensité ou de Ref2

Enregistrer, c'est tout...

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Correction en flux

4/23/2020  Altaïr, étoile de référence...

— Parce qu'on dispose d'un spectre corrigé en flux (relatif) — — Pas trop de raies, type A Normalisé a un sur zone du continuum — Base de données •

UVES, de l'ESO

•

Pickles (5Ang/pixel) dans Vspec: ne convient pas aux echantillonage <0.5

 Diviser le spectre réel par le spectre corrigé — I réel = I rep * I vrai — I rep = I réel / I vrai  Résultat: courbe verte, à sauvegarder, a besoin encore d'être filtrée Stage OHP Aout 2005 Prepared by Valérie Desnoux 18

Courbe de réponse

 Extraire le continuum — Menu radiometrie, "extraire le continuum" — — Sélectionner les zones qui contiennent trop de raies, d'artefact Click droit "Elimine" — — — — Une fois les zones éliminées, bouton "Run" Boite de réglage du filtrage: ajuster le curseur pour reproduire la "tendance" Fermer la boite de réglage Sauvegarder le nouveau profil comme LA réponse du spectrographe, dans ce domaine spectral 4/23/2020 Stage OHP Aout 2005 Prepared by Valérie Desnoux 19

Correction de la réponse...

 Pour une étoile de la nuit...

— Charger la courbe de réponse, et le spectre de l'étoile — — Faire une division Et voilà...

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Spectrum...

4/23/2020  Synthèse d'un spectre d'étoile à partir d'un modèle d'atmopshère — De R.O.Gray

— D'autres simulation existent sans doute — Beaucoup d'hypothèse astrophysiques derrières... À manier avec précaution  Peut servir a générer des spectres à très haute résolution, pour mieux identifier les raies Stage OHP Aout 2005 Prepared by Valérie Desnoux 21

Modèles d'atmosphère stellaire...

4/23/2020 G5I K0III K0I K5V K5III K5I M0V M0III M0I M2V M2I M5V

Type

O3V O5V O6V O5I O6I O8V O8I B0V B0III B0I B3V B5V B5III B5I B8V A0I A0V A5I A5V F0I F0V F5I F5V G0V G0III G5V G0I K0V G5III

T_{eff}

52500 44500 41000 40300 39000 35800 34200 30000 29000 26000 18700 15400 15000 13600 11900 9730 9520 8510 8200 7700 7200 6900 6440 6030 5850 5770 5550 5250 5150 4850 4750 4420 4350 3950 3850 3850 3800 3650 3580 3450 3240 1.14

2.14

0.94

4.54

1.74

0.34

4.59

1.34

0.14

4.64

-0.06

4.94

log_g

4.14

4.04

3.99

3.34

3.24

3.94

3.24

3.9

3.34

2.84

3.94

4.04

3.49

2.44

4.04

2.14

4.14

2.04

4.29

1.74

4.34

1.44

4.34

4.39

2.94

4.49

1.34

4.49

2.54

Kurucz model

kp00_50000[g50] kp00_45000[g50] kp00_40000[g45] kp00_40000[g45] kp00_40000[g45] kp00_35000[g40] kp00_34000[g40] kp00_30000[g40] kp00_29000[g35] kp00_26000[g30] kp00_19000[g40] kp00_15000[g40] kp00_15000[g35] kp00_14000[g25] kp00_12000[g40] kp00_9750[g20] kp00_9500[g40] kp00_8500[g20] kp00_8250[g45] kp00_7750[g20] kp00_7250[g45] kp00_7000[g15] kp00_6500[g45] kp00_6000[g45] kp00_5750[g30] kp00_5750[g45] kp00_5500[g15] kp00_5250[g45] kp00_5250[g25] kp00_4750[g10] kp00_4750[g20] kp00_4500[g10] kp00_4250[g45] kp00_4000[g15] kp00_3750[g05] kp00_3750[g45] kp00_3750[g15] kp00_3750[g00] kp00_3500[g45] kp00_3500[g00] kp00_3500[g50] Stage OHP Aout 2005 Prepared by Valérie Desnoux  Modèles d'atmosphère — Par Kurucz — Nom du fichier • • • • •

Xxx: temp eff Yy: log(g)*10 Kx: microturbulence Pxx: metallicitée [M/H] par rapport au Soleil Exemple: 82045k4p00

  8200°K T Eff 4.5 log(g) gravity log(g)=4.5cm/s²   k4 est la vitesse de microturbulence, 4km/s p00 est le rapport de métallicité [M/H] égal à 0.0 pour l'abondance solaire ou m05 pour [M/H]=-0.5 pour 0.32 fois l'abondance solaire ou p05 pour [M/H]=0.5 pour 3.2 fois l'abondance solaire  Table de correspondance entre type spectraux et valeurs — A titre indicatif, chaque étoile a son histoire personnelle, celle que l'on cherche à découvrir...

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Simulation spectre d'Altaïr

4/23/2020  Trouver son type spectral — Avec le bright Star catalogue, sous forme de fichier excel •

Menu outils, rubrique "type spectral"

 D'après la table précédente...

— — A7V correspondrait à un modèle • • •

T Eff 8000°K Log(g) 4.5cm/s2 Soit si on prend par défaut k0 et p00

 80045k0p00 Tous les modèles ne marchent pas... •

Erreur spectrum #1, sous dos on verrait l'explication de l'interruption du calcul

 Générer le spectre — Avec l'interface de Visual Spec •

Selectionner le modèle, le domaine de longueur d'onde et la résolution

•

Indiquer le nom du fichier à conserver, ne pas omettre l'extension .dat

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Simulation spectre Altaïr

 Spectrum.exe — S'execute sous DOS, par un fichier de commande •

B.bat, écrit par Vspec avec fichier de batch pour Spectrum b.rsp dans le répertoire de Spectrum

— — •

Si le calcul se passe bien, on voit brièvement défiler les colonnes Lambda et Intensité

Vspec visualise automatiquement le résultat sous forme de profil On peut superposer par coupier/coller le spectre simulé et le spectre réel • •

Normaliser à "1" sur la même zone du continuum L'interprétation est une tout autre histoire...

4/23/2020 Stage OHP Aout 2005 Prepared by Valérie Desnoux 24

Quelques calculs

4/23/2020  Sur la raie H-alpha — — Calculs de Largeur à mi-hauteur, de largeur équivalente •

Boite de dialogue de sélection de calculs

 Pour choisir les calculs à faire sur la zone: menu spectrométrie, "mesures préférences..."  Ou pour recalculer les paramètres précedemment choisi: bouton "calculs" •

Affichage du résultat dans fenêtre infos

Calcul de centre de raie, sur petite zone •

Passage en mode point permet de visualiser le nombre de mesures qui entreront dans le calcul

•

Choisir "centre raie" avec le menu "mesures préférences"

• •

Refaire pour chaque zone, avec juste le bouton "calculs" On peut aussi afficher les informations de l'entête, et sauvegarder les résultats, fichier "infos.txt" dans le répertoire de Vspec

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Exportation graphique avec Gnuplot...

4/23/2020  Executable Gnuplot — Executable .exe

— — Fichier commande "gnu.bat" utilisé par Vspec Fichier de paramètres écrit par Vspec "gnup.txt" — Scripts utilisé par gnuplot pour formatté le graphique, éditable, utilisé par Vspec; "std.gnu" •

D'autres peuvent être écrit sous notepad, et être choisi dans la boîte de dialogue

 Paramètrage du graphique avec une boîte de dialogue Vspec — Titre, échelle, choix du format de sortie (dépend du fichier de style choisit *.gnu) — Vspec génère automatiquement un fichier .dat de la série active si ce fichier n'existe pas Stage OHP Aout 2005 Prepared by Valérie Desnoux 26

Graphique Gnuplot

 Graphique gnuplot — Dépend du fichier de style — — Avec std.gnu, s'affiche a l'écran •

Si on clique sur OK, on sort de gnuplot

Un fichier .png est généré également 4/23/2020 Stage OHP Aout 2005 Prepared by Valérie Desnoux 27

Fichier de style gnuplot

Fichier style "std.gnu"

Visual Spec propose un fichier de script par défaut: "std.gnu" – il génére à la fois le graphique à l'écran et un fichier gif. Le fichier .gif est enregistré dans le même répertoire que le fichier profil.

#=================================================== # Script de trace GnuPlot des profils spectro de Visual Spec #=================================================== # ParamŠtre 1 : nom du fichier # ParamŠtre 2 : intitul‚ du titre # ParamŠtre 3 : valeur min en Y # ParamŠtre 4 : valeur max en Y # ParamŠtre 5 : valeur min en X # ParamŠtre 6 : valeur max en X # ParamŠtre 7 : valeur ticks en X # Paramètre 8: nom du fichier png # # Exemples : # call "std.gnu" "140699.dat" "88Her" 6500 7000 .2 1.8

# call "std.gnu" "140699.dat" "88her" * * * * (echelle automatique) #=================================================== set terminal windows "Arial" 9 > doit afficher le graphique sur l'écran set xlabel "" > défini les étiquettes x, ici aucune set ylabel "" > défini les étiquettes x, ici aucune set yrange [$2:$3] > défini les bornes de l'axe Y set xtics $6 > défini l'espacement entre les graduations en X set xrange [$4:$5] # zone libre > défini les bornes de l'axe X set tmargin 2 > défini les marges autour du graphique set grid > affiche une grille d'arrière-plan set title '$1' ,-0.5 -> affiche le titre du graphique plot "$0" notitle with lines > trace le graphique à partir du fichier #et maintenant le fichier set terminal gif small size 640,480 -> doit afficher le graphique dans un format gif set output '$7' -> sauve le graphique dans le fichier set xlabel "" set ylabel "" set yrange [$2:$3] set xtics $6 set xrange [$4:$5] # zone libre set tmargin 2 set grid set title '$1' ,-0.5

plot "$0" notitle with lines 4/23/2020 Stage OHP Aout 2005 Prepared by Valérie Desnoux  Fichier de "style" std.gnu de Vspec 28