Rambler's Top100Astronet    
  po tekstam   po klyuchevym slovam   v glossarii   po saitam   perevod   po katalogu 		 

<< Titul'nyi list | Oglavlenie | 1. Matematicheskii apparat klassifikacii >>

Razdely

Vvedenie

Istoricheskaya spravka

Vpervye problema fotometricheskoi klassifikacii byla zatronuta v 60-h godah.

V 1962-m godu Baum [1] razrabotal metod dlya fotometricheskogo izmereniya krasnyh smeshenii. On ispol'zoval fotoelektricheskii fotometr v 9 spektral'nyh polosah ot 3730 do 9875. V dannoi fotometricheskoi sisteme on pronablyudal 6 yarkih ellipticheskih galaktik iz skopleniya Devy i postroil spektral'nye raspredeleniya energii dlya nih. Zatem on pronablyudal 3 ellipticheskie galaktiki v drugom skoplenii (CL0925+2044, takzhe izvestnom kak Abell 0801). Pri postroenii srednego raspredeleniya energii v spektre dlya pervoi i vtoroi vyborok na odnom grafike, gde dlina volny zadana v logarifmicheskom masshtabe, on izmeril "prodol'nyi" sdvig raspredeleniya dlya vtoroi vyborki po osi dlin voln, i opredelil krasnoe smeshenie skopleniya Abell 0801. Ego znachenie z=0.19 ochen' horosho sovpalo so spektral'nymi izmereniyami (z=0.192), chto pozvolilo emu rasshirit' ego metod na bolee dalekie skopleniya galaktik, naibolee udalennoe iz kotoryh okazalos' na z=0.46. Metod ispol'zoval tol'ko odnu zametnuyu spektral'nuyu detal' - skachok na dline volny 4000, chto pozvolyalo primenyat' ego tol'ko k galaktikam rannih habblovskih tipov.

Raboty, posvyashennye fotometricheskomu opredeleniyu krasnyh smeshenii kvazarov pri pomoshi dvucvetnyh diagramm, nachali poyavlyat'sya s 1963 goda, prakticheski odnovremenno s vyhodom raboty Bauma [2]. Na diagrammah vydelyalis' oblasti lokalizacii kvazarov i stroilis' linii odinakovyh krasnyh smeshenii (izo-z linii). V 1985 godu poyavilas' rabota Ku [3], v kotoroi pomimo opredeleniya krasnogo smesheniya provodilos' opredelenie tipa galaktiki. Ee principial'nymi otlichiyami ot [1] yavlyayutsya ispol'zovanie fotoplastinok vmesto fotometra, chto pozvolilo izmerit' krasnye smesheniya srazu dlya bol'shogo chisla galaktik, ispol'zovanie 4-h fil'trov vmesto 9 (primerno sootvetstvuyut UB(VR)I-sisteme) i ispol'zovanie teoreticheskih modelei galaktik razlichnyh tipov vmesto postroeniya empiricheskih raspredelenii energii po blizkim ob'ektam.

Pervaya krupnaya rabota, kasayushayasya klassifikacii zvezd fotometricheskimi metodami, vyshla v 1974 godu pod nazvaniem "Vvedenie v zvezdnuyu fotometriyu" (M. Gole). V nei daetsya obzor fotometricheskih sistem togo vremeni. Vskore posle nee vyshla v svet velikolepnaya monografiya V. Straizhisa "Mnogocvetnaya fotometriya zvezd" [4], v kotoroi vpervye podrobno rassmotren process rascheta, sozdaniya i prakticheskogo primeneniya fotometricheskoi sistemy (vil'nyusskaya srednepolosnaya sistema) dlya konkretnoi zadachi - detal'noi spektral'noi klassifikacii zvezd. Zdes' podrobno rassmatrivaetsya klassifikaciya zvezd kak s pomosh'yu dvucvetnyh diagramm, tak i pri ispol'zovanii Q-parametrov, kotorye svobodny ot mezhzvezdnoi ekstinkcii.

V 1986 godu poyavilas' rabota [5], v kotoroi izlozhen podhod, yavlyayushiisya osnovoi dlya metoda, ispol'zuemogo v dannoi rabote. Lo i Spillar ispol'zovali CCD-detektor i nabor iz 6 nestandartnyh fil'trov v diapazone 4000 - 9500. Oni poluchili fotometricheskie krasnye smesheniya dlya neskol'kih soten galaktik okolo skopleniya 0024+1654. Pri etom ispol'zovalas' biblioteka shablonnyh (dalee po tekstu template) spektrov, soderzhashaya spektry zvezd i galaktik razlichnyh tipov. Kazhdyi iz ob'ektov otozhdestvlyalsya libo kak galaktika kakogo-libo tipa s kakim-libo krasnym smesheniem, libo kak zvezda. Dlya sravneniya nablyudaemyh potokov s template-potokami ispol'zovalsya metod minimizacii $\chi^2$. V nastoyashee vremya obsheprinyatym nazvaniem dlya dannogo metoda yavlyaetsya SED-fitting. Iz nablyudavshihsya ob'ektov dlya 34-h byli izvestny spektroskopicheskie krasnye smesheniya. Dlya nih standartnoe otklonenie $(z_{phot} - z_{spec})$ sostavilo 0.12.

V 90-h godah proizoshel ocherednoi vsplesk interesa k fotometricheskim metodam klassifikacii, v chastnosti metodam fotometricheskoi selekcii kandidatov v dalekie ob'ekty, chto bylo svyazano s poyavleniem novyh obzornyh zadach. Stali aktivno razvivat'sya metody, pozvolyayushie naibolee dostoverno provodit' klassifikaciyu. Vydelilos' neskol'ko nauchnyh kollektivov, kazhdyi iz kotoryh razvivaet svoi podhody k nei.

Gruppa nemeckih issledovatelei iz Instituta Astrofiziki im. Maksa Planka v 90-e gody provodila obzor CADIS (Calar Alto Deep Imaging Survey) [6,7], kotoryi yavlyalsya glavnym astrofizicheskim proektom instituta. Obshaya ploshad' obzora sostavila okolo $0.3\Box^{\circ}$ v 10 polyah. Predel'naya zvezdnaya velichina obzora - okolo $24^m$. Nabor fil'trov v proekte vklyuchal 3 shirokopolosnyh (B, R, K), do 13 srednepolosnyh ( $R=\frac {\lambda}{\Delta \lambda} = 15...50$) i etalon Fabri-Pero, s pomosh'yu kotorogo delalis' "skany" so spektral'nym razresheniem $R \sim 450$. Obzor vypolnyalsya na 2.2 i 3.5 metrovyh teleskopah observatorii Kalar-Al'to. Glavnoi zadachei obzora yavlyalsya poisk slabyh emissionnyh galaktik na srednih (0.2 ... 1.4) i ochen' bol'shih (4.7, 5.7, 6.5) krasnyh smesheniyah, a ego mnogocvetnyi harakter sdelal vozmozhnym detektirovanie i klassifikaciyu soten galaktik rannih tipov, slabyh kvazarov i predel'no slabyh zvezd nashei galaktiki. Issledovateli primenyali metody fotometricheskoi klassifikacii s pomosh'yu dvucvetnyh diagramm. Nedostatkom obzora yavlyaetsya ego napravlennost' na poisk dalekih ob'ektov so strogo opredelennymi krasnymi smesheniyami. V rezul'tate bylo obnaruzheno neskol'ko desyatkov kvazarov, okolo poloviny iz kotoryh imeet $z>2$, neskol'ko kandidatov v $Ly\alpha$ emittery na z=5.7. Pomimo etogo po rezul'tatam obzora CADIS vyshlo neskol'ko rabot, posvyashennyh fotometricheskim krasnym smesheniyam i klassifikacii ob'ektov, a takzhe glubokim podschetam ob'ektov razlichnyh tipov [8].

V seredine 90-h godov mezhdunarodnoi nauchnoi gruppoi v sostave amerikanskih, avstraliiskih i angliiskih issledovatelei byl proveden Glubokii Mnogocvetnyi obzor (Deep Multicolor Survey) [9,10,11]. Oni ispol'zovali 4-h metrovyi teleskop observatorii Kitt-Pik dlya polucheniya izobrazhenii oblasti neba razmerom $0.83\Box^{\circ}$ v 6 fil'trah ot 3000 do 10000 s predel'noi zvezdnoi velichinoi ot 22.1 do 23.8. Dlya selekcii kandidatov v dalekie ob'ekty ispol'zovalis' dvucvetnye diagrammy, no v dopolnenie k obsheprinyatomu metodu, kogda na nih nanosyatsya tochki, sootvetstvuyushie izvestnym ob'ektam, byli dobavleny model'nye znacheniya cvetov kvazarov, poluchennye s ispol'zovaniem srednih spektrov kvazarov. Pervym rezul'tatom yavilos' otkrytie srazu bolee 40 slabyh kvazarov, odin iz kotoryh imel $z>4$. Obratilo na sebya vnimanie znachitel'noe prevyshenie nablyudaemogo kolichestva kvazarov po sravneniyu s predskazyvaemym v rabotah Krona i Ku konca 80-h.

V konce 1995 goda na Kosmicheskom teleskope im. Habbla byl proveden obzor, poluchivshii nazvanie Hubble Deep Field (Glubokoe pole) [12]. On vklyuchal v sebya glubokie (do $30^m$) pryamye snimki oblasti severnogo neba, v kotoroi otsutstvuyut yarkie zvezdy, poluchennye v 4 shirokih fil'trah v blizhnem UF i opticheskom diapazonah s pomosh'yu kamery WFPC2, i snimki sosednei ploshadki v blizhnem IK diapazone, poluchennye s infrakrasnoi kameroi NICMOS. Cherez 3 goda obzor byl prodolzhen na yuzhnom nebe (HDFS) , pri etom, pomimo izobrazhenii v 4-h fil'trah na WFPC2 i glubokih snimkov v 3-h fil'trah s NICMOS [13], byla provedena ul'trafioletovaya spektroskopiya kvazara $z=2.24$, nahodyashegosya nepodaleku, s pomosh'yu STIS. Nesmotrya na otnositel'no nebol'shuyu ploshad', ohvatyvaemuyu Glubokimi polyami, dannye predstavlyayut ogromnuyu nauchnuyu cennost', poskol'ku oni polucheny s ochen' vysokim uglovym razresheniem (0.1 arcsec), nedostupnym pri nablyudeniyah s Zemli. Analiz rezul'tatov obzora provoditsya po sei den' neskol'kimi gruppami issledovatelei. Na rezul'tatah odnoi iz nih, vklyuchayushei K. Lanzetta, A. Yahil, A. Fernandez-Soto, H.-W. Chen iz N'yu-'orkskogo universiteta Stouni Bruk, stoit ostanovit'sya podrobnee.

V 1998 godu poyavilas' rabota etoi komandy, posvyashennaya otkrytiyu pary galaktik s $z=5.34$ na HDF [14]. Ob'ekty byli otobrany dlya spektroskopii po cvetovomu kriteriyu - pokazatel' cveta V-I sostavlyal okolo $2.5^m$ pri otnositel'no ploskom SED v sinih fil'trah. Fotometricheskoe krasnoe smeshenie sostavilo 5.7. Spektry galaktik byli polucheny na 10-metrovom teleskope im. Keka, i ochen' bol'shoe krasnoe smeshenie podtverdilos'. Kak budet pokazano nizhe, nalichie dannyh v blizhnem IK diapazone spektra sil'no oblegchaet fotometricheskuyu klassifikaciyu. Poetomu shirokoe pole dlya fotometricheskih metodov otkryl NICMOS-uchastok HDF-S (1.01 sq arcmin), kotoryi vposledstvii byl snyat v U,B,V,R,I fil'trah na 8-metrovom teleskope VLT. Ispol'zuya sovmestno dannye HDF i VLT, byl sostavlen katalog fotometricheskih krasnyh smeshenii ob'ektov v etom pole, kotoryi vklyuchal 335 slabyh ob'ektov [15]. 21 galaktika imeet $z_{phot} > 5$, 8 - $z_{phot} > 10$ i vsego 11 galaktik E/S0, 5 iz kotoryh imeyut $z_{phot}>1$. Kandidaty v galaktiki s $z>10$ ne podtverzhdeny do sih por, tak kak v nastoyashee vremya ne predstavlyaetsya vozmozhnym poluchit' spektr ob'ekta 27-i velichiny na dline volny 1.6 mkm. Pri fotometricheskom opredelenii z ispol'zovalos' predstavlenie dannyh v vide SED i metod maksimal'nogo pravdopodobiya dlya ih sravneniya s model'nymi dannymi.

Stoit otmetit', chto na nastoyashee vremya primerno tret' vseh galaktik s $z>5$, kotoryh izvestno okolo dvuh desyatkov, otkryto v HDF(S).

V konce 90-h godov startoval ochen' krupnyi obzornyi proekt, v kotorom predpolagaetsya poluchit' pryamye snimki v 5 cvetah do 22-i zvezdnoi velichiny i spektry vydelennyh ob'ektov do 19 velichiny dlya chetverti vsei nebesnoi sfery vokrug severnogo polyusa Galaktiki i treh polos v raione yuzhnogo polyusa s bolee glubokim predelom. Proekt poluchil nazvanie Sloan Digital Sky Survey (SDSS) [16]. Obshaya ploshad' neba, kotoruyu predpolagaetsya ohvatit', sostavlyaet okolo 10000 kvadratnyh gradusov. Organizatorom proekta yavlyaetsya kollaboraciya iz bolee chem 150 astronomicheskih institutov i observatorii so vsego mira. Okonchanie obzora planiruetsya v 2006 godu.

Sistema fil'trov SDSS razrabatyvalas' special'no dlya oblegcheniya fotometricheskoi klassifikacii. Ona soderzhit 5 fil'trov: $u'$, analogichnyi fil'tru U Dzhonsonovskoi sistemy; $g'$, shirokii fil'tr s central'noi dlinoi volny okolo 4700; $r'$, analogichnyi fil'tru R i dva fil'tra $i'$ i $z'$, krivye propuskaniya kotoryh predstavlyayut iz sebya "razdelennuyu" na dve chasti krivuyu dlya fil'tra I. Dannyi nabor fil'trov special'no razrabatyvalsya dlya bystrogo vybora ob'ektov, predstavlyayushih osobyi interes dlya spektroskopii. Za poslednie gody vyshel ryad rabot, posvyashennyh fotometricheskoi klassifikacii ob'ektov v SDSS, pri etom ispol'zuetsya metod dvucvetnyh diagramm dlya neskol'kih kombinacii cvetov. Razdelenie fil'tra I na 2 chasti pozvolyaet v znachitel'noi stepeni izbavit'sya ot problem klassifikacii, svyazannyh s razdeleniem dalekih kvazarov i krasnyh zvezd. Odnako v nekotoryh sluchayah, kak, naprimer, pri otkrytii kvazara na $z=6.2$, privlekayutsya dopolnitel'nye dannye. Na nastoyashii moment obzor eshe ne zakonchen, no po dannym SDSS uzhe otkryto neskol'ko desyatkov kvazarov s $z>4$, odin iz kotoryh s $z=6.2$ na nastoyashii moment yavlyaetsya samym dalekim iz izvestnyh. On byl otkryt s ispol'zovaniem dannyh drugogo krupnogo obzora - 2MASS. Pomimo poiska dalekih kvazarov v SDSS ochen' uspeshno idet programma poiska slabyh zvezd nashei Galaktiki - korichnevyh karlikov.

Primerno v odno vremya s SDSS nachalsya infrakrasnyi obzor vsego neba 2MASS (The 2 Micron All Sky Survey) [17], cel'yu kotorogo bylo poluchenie pryamyh snimkov vsego neba v treh fotometricheskih polosah v blizhnei IK oblasti - $J$ (1.25 mkm), $H$ (1.65 mkm) i $K_s$ (2.17 mkm). Predel'naya velichina etogo obzora na $2.5^m-3^m$ nizhe, chem u SDSS, no sovmestnoe ispol'zovanie dannyh etih dvuh obzorov otkryvaet shirokie vozmozhnosti dlya selekcii i klassifikacii ob'ektov fotometricheskimi metodami v pervuyu ochered' blagodarya shirokomu spektral'nomu diapazonu, pokryvaemomu sistemami fil'trov SDSS i 2MASS.

Postanovka zadachi

V nastoyashee vremya dlya resheniya zadach fotometricheskoi klassifikacii metodom SED-fitting sushestvuet svobodno rasprostranyaemyi programmnyi paket HyperZ [18], napisannyi na yazyke programmirovaniya Fortran, pervaya versiya HyperZ vyshla v 1995 godu. On obladaet ryadom sushestvennyh nedostatkov, kratko opisannyh nizhe.

I. Pervoi iz osnovnyh zadach dannoi raboty yavlyaetsya sozdanie legkomoderniziruemogo i perenosimogo paketa programm dlya fotometricheskoi klassifikacii ob'ektov. Ona vklyuchaet v sebya:

  1. sozdanie naibolee polnoi biblioteki template-spektrov i kak sledstvie razrabotka i realizaciya algoritmov sozdaniya kompozitnyh spektrov;
  2. sozdanie vysokoproizvoditel'nyh algoritmov SED-fitting, optimizirovannyh dlya raboty s bol'shimi ob'emami dannyh, i realizaciya ih v vide platformenno-nezavisimogo programmnogo paketa na yazyke IDL s udobnym pol'zovatel'skim interfeisom;
  3. razrabotka naglyadnogo sposoba otobrazheniya rezul'tatov klassifikacii;
  4. testirovanie programmnogo paketa na model'nyh i real'nyh dannyh.

Rezul'taty fotometricheskoi klassifikacii nuzhdayutsya v eksperimental'noi proverke s pomosh'yu spektroskopii.

Dlya ryada zadach, v tom chisle dlya massovoi spektroskopii predel'no-slabyh ob'ektov, v LSVFO SAO RAN byl sozdan mnogoshelevoi blok dlya mnogofunkcional'nogo reduktora svetosily SCORPIO. S ego pomosh'yu na 6-metrovom teleskope SAO RAN vozmozhno odnovremenno poluchat' spektry do 16 ob'ektov 24-i velichiny v pole 6'x4'.

II. Vtoraya osnovnaya zadacha dannoi raboty - razrabotka metodiki podgotovki i provedeniya nablyudenii v mnogoshelevom variante raboty SCORPIO:

  1. sozdanie i realizaciya algoritmov rasstanovki shelei;
  2. sozdanie programmnogo obespecheniya dlya rascheta korrekcii pozicii shelei vo vremya nablyudenii, kotoryi neobhodim v svyazi s nedostatochnoi tochnost'yu navedeniya teleskopa, kak sledstvie - sozdanie programmy dlya bystroi avtomaticheskoi astrometricheskoi kalibrovki pryamyh snimkov;

III. Tret'ei osnovnoi zadachei yavlyaetsya provedenie fotometricheskoi klassifikacii ob'ektov v pole Q2203+29 metodom SED-fitting i analiz poluchennyh rezul'tatov.

V pervoi glave dannoi raboty soderzhitsya razvernutoe opisanie matematicheskogo i statisticheskogo apparata, ispol'zuemogo dlya resheniya zadach fotometricheskoi klassifikacii. Vo vtoroi glave dano opisanie biblioteki template-spektrov, ispol'zuemoi v klassifikacii i algoritmov postroeniya kompozitnyh spektrov. Tret'ya glava opisyvaet programmnyi paket SED-fitting. Chetvertaya glava posvyashena metodike provedeniya nablyudenii s ispol'zovaniem mnogofunkcional'nogo reduktora svetosily SCORPIO v rezhime mnogoshelevoi spektroskopii. V pyatoi glave soderzhatsya rezul'taty fotometricheskoi klassifikacii ob'ektov v pole Q2203+29. V zaklyuchitel'noi glave soderzhatsya osnovnye vyvody.


<< Titul'nyi list | Oglavlenie | 1. Matematicheskii apparat klassifikacii >>

Publikacii s klyuchevymi slovami: galaktika - Spektr - kvazary - Seifertovskaya galaktika
Publikacii so slovami: galaktika - Spektr - kvazary - Seifertovskaya galaktika
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >>

Obsudit' etu publikaciyu
Ocenka: 2.6 [golosov: 35]
 
O reitinge
Versiya dlya pechati Raspechatat'

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce

Astronet | Nauchnaya set' | GAISh MGU | Poisk po MGU | O proekte | Avtoram

Kommentarii, voprosy? Pishite: info@astronet.ru ili syuda

Rambler's Top100 Yandeks citirovaniya