Werkgroep SpectroscopieWelkom op de website van Werkgroep Spectrosopie van de VVS.

U bent hier

Ster spectrografie in UV (Ultra Violet)

Amateurspectrografie in de sterrenkunde wordt meestal beoefend in een gebied van 4000 tot 7500 Ångstrom. Omdat de Fraunhofer Calcium lijnen K en H zich net aan de grens van dit gebied bevinden (3933,7 Å en 3968,5 Å respectievelijk) bepalen deze vaak het begin van sterspectra van het type F, G en K. De waterstof Balmer lijnen H-epsilon, H-zeta en H-eta die ook in dit gebied liggen zijn dan weer het begin van sterspectra van het type (late)B, A, en (vroege)F sterren.

Hoe benaderen amateurs de spectra met kortere golflengten, m.a.w. spectra in het UV gebied?

Ten tijde van de natte fotografie waren de fotografische platen wel gevoelig voor het UV gebied grenzend aan violet. Het gele, oranje en rode gebied van het spectrum kwam toen echter niet aan bod.

Recent zijn er in de amateurwereld pogingen gedaan om ook spectrografen te vervaardigen die werkzaam zijn in het UV gebied en dit met behulp van CCD of CMOS camera's. De Fransman Christian Buil toonde onlangs zijn UVEX prototype spectrograaf. UVEX staat voor Ultra Violet EXplorer http://www.astrosurf.com/buil/UVEX/index.html

Op het ARAS spectroscopie forum http://spectro-aras.com/forum/ komt het ontwerp uitgebreid aan bod. Wat mij onmiddellijk opviel was dat de UVEX gebaseerd was op het Czerny-Turner principe. Dit is een spectrograaf zonder lenzen. Hij bestaat enkel uit spiegels, zodat chromatische aberratie uitgesloten is.

Het Czerny-Turner principe werd ook gebruikt in de (nu niet meer verkrijgbare) SGS spectrograaf van de firma SBIG.

De SGS is een echt spiegelpaleis, met niet minder dan 9 spiegelende oppervlakken. Eén lensje wordt gebruikt maar dit zit in de stralengang van de guider en heeft dus geen invloed op het spectrum zelf.

De SGS of Self Guided Spectroscope kan echter enkel werken met een aantal (Dual Chip) CCD camera's van dezelfde firma, Santa Barbara Instruments Group.

De ST-10XME is zo één van die camera's waarvan de combinatie camera-spectroscoop, zelfs betere resultaten oplevert dan met de camera's die origineel bedoeld waren om samen te werken met de SGS. Dit waren de ST-7 en ST-8.

Opmerkelijk is dat de ST-10XME ook (relatief) goed presteert in het UV gebied. Zie hiervoor de vergelijkende quantum efficiency tabel van 9 CCD chips. De hoofd CCD chip van de ST-10XME is een Kodak KAF-3200ME.

De UV kenmerken van zowel de spectrograaf als van de CCD camera nodigden uit om een test te doen van een spectrum in ultraviolet licht.

Onze zon bied zich hiervoor aan als een ideaal object. De SGS spectroscoop werd op een telescoop geplaatst, een Celestron C11 met f/6,3 reducer zodanig dat de f verhouding van zowel telescoop als van de spectroscoop het best overeen kwamen. Op de spectroscoop werd een rooster geselecteerd van 600 lijnen / mm. Dit rooster werd vervolgens met behulp van de aanwezige micrometerschroef op een stand van 4,50 mm geplaatst. Deze hoek is zodanig dat het bekomen spectrum in het nabije UV valt. De telescoop wordt niet naar de zon gericht, maar een stukje blauwe hemel is voldoende om het zonlicht dat gedurende 20 seconden invalt, om te toveren naar een spectrum. Om ruis te vermijden werd de camera gekoeld, maar blootgesteld aan de volle zon koelde de peltier elementen niet minder dan -3°C.

Qua beeldbewerking werd er enkel nog een dark frame afgetrokken van het opgenomen spectrum, waarna het door middel van het spectroscopisch reductieprogramma Bass Project in golflengte gekalibreerd werd. In het rechter gedeelte van de grafiek, met als X-as de golflengte en als Y-as de ADU (Analog to Digital Units) afkomstig van de CCD camera zijn beide calcium (K en H) absorptielijnen prominent aanwezig. De vele absorptielijnen links hiervan, naar het UV toe zijn nog onbekende elementen. Met behulp van de NIST spectral database https://physics.nist.gov/PhysRefData/Handbook/Tables/findinglist.htm en de Bonner Spektral-Atlas I & II. Vinden wij de meeste lijnen terug, afkomstig van neutraal atomair ijzer. Nikkel en chroom zijn ook terug te vinden, alsook een moleculaire cyanide (CN) band. Om duidelijk te maken dat de atomaire elementen die gevonden werden bij de kortere golflengten wel degelijk absorptie lijnen zijn , werd dit gedeelte van het spectrum herschaald en gepresenteerd als een tweede grafiek.

Conclusie: Een volgende stap is het maken van sterspectra in het nabije UV gebied. De UVEX spectroscoop met de gevoeligere ATIK460EX camera presteren nog iets beter qua kortere golflengten. Toch is de combinatie van beide oudjes, SGS en ST-10XMAE zeker nog niet afgeschreven in het studiegebied van het nabije UV spectrum.

Deel deze pagina

Reageer