Beitrag zur Astrospektroskopie 8.7 - UrsusMajor

Beitrag zur Spektroskopie für Amateurastronomen 28
8 Kalibrierung und Normierung von Spektren
8.1 Die Kalibrierung der Wellenlänge
Spektren werden normalerweise als Intensitätsverlauf der Strahlung über die Wellenlänge
aufgetragen. Grundsätzlich können beide Dimensionen kalibriert werden. Für die meisten
Anwendungen ist nur die Kalibrierung der Wellenlänge erforderlich. Dies kann relativ einfach
mit bekannten Spektrallinien im Spektrum oder auch absolut mit geeigneten Eichlichtquellen
durchgeführt werden. Diese Verfahren sind in der Literatur ausführlich dokumentiert
z.B. [30], [411]. Weitere Infos siehe auch Kap. 15.
8.2 Die selektive Dämpfung der Kontinuumsintensität
Der Intensitätsverlauf des ungestörten, stellaren Originalspektrums wird hauptsächlich
von der Schwarzkörper-Strahlungscharakterisik des Sterns und dessen Effektivtemperatur
bestimmt (Kap. 3.2). Folgende Dämpfungseinflüsse deformieren auf dessen
langem Weg zum aufgezeichneten, unbearbeiteten Rohprofil mit dem Pseudokontinuum
.
1. Die Dämpfung durch die Interstellare Materie wird vorwiegend durch Streueffekte
an Staubkörnern und Gas verursacht. Dadurch wird die Intensität selektiv, d.h. im
kurzwelligen, blauen Teil des Spektrums wesentlich stärker reduziert. Der Schwerpunkt der
Kontinuumsstrahlung verschiebt sich so in Richtung des langwelligen Rotbereichs, was als
interstellare Extinktion oder „Interstellar Reddening“ (Kap. 21) bezeichnet wird. Das Ausmass
dieses Effektes ist abhängig von der Objektdistanz, der Richtung des Sehstrahls und
in der galaktischen Ebene erwartungsgemäss am grössten. Es kann mit einem entsprechenden
3D Modell nach F. Arenou et al. [209], [201], grob abgeschätzt werden.
2. Die Dämpfung in der Erdatmosphäre wirkt ähnlich. Allgemein bekannte Effekte
sind die orange/roten Sonnenuntergänge. Die Modellierung dieser Dämpfung wird hauptsächlich
im professionellen Bereich angewendet, ist relativ komplex und hängt u.a. vom
Zenitabstand (oder komplementär vom Elevationswinkel) des beobachteten Objektes, der
Höhenlage des Beobachtungsplatzes und den meteorologischen Bedingungen ab [303].
3. Die Dämpfung durch instrumentelle Einflüsse des Systems Teleskop-
Spektrograf-Kamera, erfolgt noch zum Abschluss. Diese kann relativ genau bestimmt werden,
z.B. mit der bekannten Strahlungsverteilung einer Halogen Glühlampe. Eine detaillierte
Diskussion weiterer Möglichkeiten und der damit verbundenen Schwierigkeiten, siehe
[315], [316].
Der gesamte Dämpfungseinfluss beträgt
Die empirische Dämpfungsfunktion liefert zu jeder beliebigen Wellenlänge den
Korrekturfaktor zwischen Kontinuumsintensität und
lässt sich nur als Näherung bestimmen weil der Intensitätsverlauf des stellaren Originalspektrums
nur auf theoretischer Basis simuliert und die einzelnen Faktoren nur näherungsweise
bestimmt oder abgeschätzt werden können. Ähnliche Ansätze mit empirischen
Funktionen können auch in [300] und [303] gefunden werden. Das praktische Rechnen mit
Profilen ermöglicht – mit allen Grundoperationen – die Software der Auswertetools für
Spektralprofile. Bei Vspec ist diese Funktion unter Operations/Divide-, Multiply-, Add-, Subtract
Profile by a Profile zu finden.