Astronet > 4. Mnogoshelevoi variant spektrografa SCORPIO

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

<< 3. Programmnyi paket SED | Oglavlenie | 5. Klassifikaciya ob'ektov v ... >>

Razdely

4. Mnogoshelevoi variant spektrografa SCORPIO

V konce 2000 goda na 6-metrovom teleskope SAO RAN vstupil v stroi mnogofunkcional'nyi reduktor svetosily SCORPIO (Spectral Camera with Optical Reducer for Photometrical and Interferometrical Observations), prednaznachennyi dlya polucheniya pryamyh snimkov, rabote v rezhimah skaniruyushego etalona Fabri-Pero i dlinnoshelevogo spektrografa. Uzhe pervye nablyudeniya pokazali vysokuyu effektivnost' dannogo pribora novogo pokoleniya, v 4-6 raz prevoshodyashuyu effektivnost' apparatury glavnogo fokusa BTA, ispol'zuemoi v nastoyashee vremya.

Dlya zadach fotometricheskoi klassifikacii ob'ektov v glubokih polyah, v chastnosti dlya poiska dalekih kvazarov i pervichnyh galaktik fotometricheskimi metodami, byl rasschitan i izgotovlen nabor srednepolosnyh svetofil'trov dlya mnogorezhimnogo spektrografa SCORPIO, v nastoyashee vremya vklyuchayushii 18 fil'trov s central'nymi dlinami voln ot 3700 do 9700 i polushirinami ot 100 do 200 (ris. 4.2). Pomimo dannogo nabora imeyutsya shirokopolosnye fil'try Dzhonsonovskoi sistemy B, V i Kron-Kuzinovskoi sistemy R, I (ris. 4.1) i uzkopolosnye fil'try dlya nablyudeniya galaktik v raione linii $H\alpha$ so skaniruyushim interferometrom Fabri-Pero. Na segodnyashnii den' nabor fil'trov SCORPIO po polnote ohvata opticheskogo diapazona i kachestvu fil'trov ne ustupaet luchshim mirovym analogam.

Ris. 4.1. Sistema shirokopolosnyh fil'trov SCORPIO.

$\includegraphics[width=17cm,height=10cm,angle=0]{SCORP_BVRI.ps}$

Ris. 4.2. Kombinirovannaya sistema fil'trov, prednaznachennaya dlya poiska ob'ektov s bol'shimi krasnymi smesheniyami.

$\includegraphics[width=17cm,height=10cm,angle=0]{SCORP_filters.ps}$

Letom 2002-go goda V.L.Afanas'evym byl sozdan mnogoshelevoi blok dlya spektrografa SCORPIO. S ego pomosh'yu stalo vozmozhnym odnovremennoe poluchenie do 16 spektrov ob'ektov do v pole $6'\times 4'$ . Glavnym otlichiem ot sushestvuyushego mul'tiob'ektnogo optovolokonnogo spektrografa (MOFS) yavlyaetsya sushestvenno bol'shaya obshaya kvantovaya effektivnost' sistemy - do 35% v sluchae SCORPIO protiv 7%-8% v sluchae MOFS. K nedostatkam mul'tishelevogo varianta SCORPIO sleduet otnesti maloe kolichestvo ob'ektov (do 16) po sravneniyu s MOFS (do 100) i men'shuyu svobodu v dopustimyh konfiguraciyah ob'ektov, ob'yasnyaemuyu tem, chto sheli peremeshayutsya tol'ko po odnoi koordinate - vdol' dispersii. V nastoyashii moment zadeistvovany tol'ko 13 shelei iz 16, chto svyazano s formatom ispol'zuemogo CCD-detektora ( $1024\times 1024$ 24-mkm pikselei). Obshii vid mnogoshelevogo bloka pokazan na risunke 4.3.

Ris. 4.3. Obshii vid mnogoshelevogo bloka.

$\includegraphics[width=17cm,angle=0]{multislit.ps}$

Vvedenie v ekspluataciyu mnogoshelevogo bloka igraet pervostepennuyu rol' v eksperimental'noi proverke effektivnosti metodiki fotometricheskoi klassifikacii ob'ektov, opisannoi v predydushih glavah.

Pri razrabotke metodiki podgotovki i provedeniya nablyudenii v mnogoshelevom variante uchityvalsya opyt proshlyh let po rabote s mnogoshelevym spektrografom MSFS [42].

Mnogoshelevoi blok spektrografa SCORPIO predstavlyaet soboi nabor iz 16 shelei, upravlyaemyh sistemoi elektromagnitov. Hod shelei vdol' dispersii sostavlyaet velichinu okolo 20 mm, srednyaya vysota shelei - 2 mm (24''), srednyaya shirina - 0.115 mm (1.3''), srednii promezhutok mezhdu sosednimi shelyami - 0.5 mm.

V nastoyashee vremya dlya zadach massovoi spektroskopii slabyh ob'ektov sushestvuet 3 prozrachnye difrakcionnye reshetki - 150 shtr/mm i 2 reshetki 300 shtr/mm s koncentraciei bleska v raznyh uchastkah spektra. Dlya reshetki 150 shtr/mm dispersiya sostavlyaet $\sim14 \mbox{\AA}/px$ , dlya reshetok 300 shtr/mm $\sim7 \mbox{\AA}/px$ pri nablyudeniyah s CCD-priemnikom TK1024.

Ponyatie metodiki provedeniya nablyudenii vklyuchaet v sebya dva osnovnyh etapa:

pervonachal'nuyu podgotovku programmy nablyudenii - podgotovku neskol'kih variantov rasstanovki shelei i rekomendacii po navedeniyu teleskopa ( $\alpha_{center}, \delta_{center},$ P.A.);
raschet korrekcii polozheniya shelei neposredstvenno vo vremya nablyudenii posle navedeniya teleskopa po rekomendovannym koordinatam.

V nastoyashee vremya fizicheskaya rasstanovka shelei osushestvlyaetsya za neskol'ko iteracii v avtomaticheskom rezhime s pomosh'yu programm, napisannyh S.N.Dodonovym i A.V.Moiseevym. Polnyi cikl rasstanovki vypolnyaetsya za 10-15 minut.

4.1. Algoritm rasstanovki shelei

Zadacha optimal'noi rasstanovki shelei matematicheski chrezvychaino slozhna iz-za osobennostei ogranicheniya na parametry mnogoshelevogo bloka. Literatura po dannoi probleme polnost'yu otsutstvuet, vse programmnye realizacii yavlyayutsya kommercheskimi zakrytymi produktami, chto vynudilo avtora razrabotat' sobstvennyi algoritm rasstanovki shelei.

Pri rasstanovke shelei neobhodimo udelyat' vnimanie sleduyushim momentam:

1)
3)
2)

S uchetom opisannyh trebovanii, rasstanovka byla formalizovana v vide minimizacii funkcionala:

$\begin{displaymath} \EuScript{F}(\alpha_{c},\delta_{c},P.A.)=(N_{slits}-N_{used})^8(\sum_{i}\EuScript{F}_{x_i}^2 + \sum_{i}\EuScript{F}_{y_i}^2), \end{displaymath}$

(4.1)

gde $N_{slits}$ - obshee chislo shelei, $N_{used}$ - chislo shelei, ispol'zovannyh v rasstanovke, summy berutsya po rasstavlennym ob'ektam,

$\begin{displaymath} \EuScript{F}_{x_i}=\left\{\begin{array}{c}% \min{\vert x_{ob... ...}-x_{slit_i}\vert}\le\frac{w_{slit_i}}{4} \end{array}\right ., \end{displaymath}$

(4.2)

$\begin{displaymath} \EuScript{F}_{y_i}=\left\{\begin{array}{c}% \vert y_{obj_i}-... ...i}-y_{slit_i}\vert\le\frac{h_{slit_i}}{2} \end{array}\right ., \end{displaymath}$

(4.3)

$w_{slit_i}$ i $h_{slit_i}$ - shiriny i vysoty shelei sootvetstvenno, rasstoyaniya $\vert x_{obj_i}-x_{slit_i}\vert$ vychislyayutsya v proekcii na napravlenie vdol' shelei, $\vert y_{obj_i}-y_{slit_i}\vert$ - vdol' dispersii. Vid dannogo funkcionala opredelen empiricheskim putem, ishodya iz soobrazhenii o simmetrii znachenii $\EuScript{F}_{x_i}$ i $\EuScript{F}_{y_i}$ otnositel'no centrov shelei po vysote i nulevyh polozhenii vdol' dispersii.

Mnogochislennye eksperimenty na model'nyh i real'nyh spiskah ob'ektov podtverdili vozmozhnost' ispol'zovaniya dannogo formalizovannogo podhoda dlya rasstanovki shelei i ego effektivnost'.

Algoritm realizovan v vide funkcii v srede IDL, kotoraya ispol'zuetsya v programmah podgotovki k nablyudeniyam.

4.2. Metodika podgotovki i provedeniya nablyudenii

Predvaritel'naya podgotovka k nablyudeniyam sostoit iz sleduyushih etapov:

Raschet variantov rasstanovok shelei po spisku interesuyushih ob'ektov.
Po lyubomu imeyushemusya pryamomu snimku s teleskopa, na kotorom predstoit provodit' nablyudeniya, proizvoditsya astrometriya s cel'yu opredeleniya uravneniya plastinki. V nastoyashii moment astrometricheskie procedury polnost'yu avtomatizirovany, ispol'zuyutsya katalog USNO A2.0 libo vtorichnyi astrometricheskii standart, postroennyi dlya polya Q2203+29 po snimku s 2.6-metrovogo teleskopa BAO.
Uravneniya plastinki oborachivayutsya dlya rascheta polozheniya centra mnogoshelevoi maski, koordinat shelei i treh opornyh zvezd, kotorye v processe nablyudenii budut ispol'zovat'sya dlya kontrolya tochnosti navedeniya teleskopa i ustanovki pozicionnogo ugla.
Formiruetsya pechatnaya versiya karty dlya nablyudenii, na kotoruyu naneseny sheli i opornye zvezdy. Primer predstavlen na risunke 4.4.
Formiruetsya fail s raschetnymi polozheniyami shelei.
Daetsya rekomendaciya gidiruyushih zvezd (oni nahodyatsya za predelami oblasti raspolozheniya shelei).

Ris. 4.4. Primer karty nablyudaemoi oblasti s rasstanovkoi shelei, ispol'zuemoi v processe nablyudenii.

$\mu$

V processe provedeniya nablyudenii:

proizvoditsya navedenie teleskopa po rekomenduemym koordinatam;
proizvoditsya predvaritel'naya rasstanovka shelei;
osushestvlyaetsya poluchenie pryamogo snimka oblasti;
po pryamomu snimku proizvoditsya avtomaticheskaya astrometricheskaya kalibrovka i rasschityvayutsya korrekcii polozhenii shelei;
proizvoditsya korrekciya rasstanovki shelei, soglasno rasschitannym znacheniyam;
osushestvlyaetsya povtornoe poluchenie pryamogo snimka dlya kontrolya pravil'nosti rasstanovki;
esli sheli rasstavleny s dopustimymi oshibkami, nachinayutsya nablyudeniya;
cherez kazhdye 2-3 spektral'nyh ekspozicii osushestvlyaetsya poluchenie kontrol'nogo pryamogo snimka.

<< 3. Programmnyi paket SED | Oglavlenie | 5. Klassifikaciya ob'ektov v ... >>

Publikacii s klyuchevymi slovami: galaktika - Spektr - kvazary - Seifertovskaya galaktika Publikacii so slovami: galaktika - Spektr - kvazary - Seifertovskaya galaktika
Sm. takzhe: M106: spiral'naya galaktika so strannym yadrom Tri galaktiki v Drakone Solnce i propavshie cveta V rukavah NGC 1097 Blizkaya spiral'naya galaktika NGC 4945 Kvazar v rannei Vselennoi Kometa Leonarda i galaktika Kit Vse publikacii na tu zhe temu >>

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati

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