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BASS使用标准星进行光谱波长与流量定标简易操作教程

By 赵经远

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本文仅叙述波长定标与流量校准的步骤,其他内容(如预处理、几何校正、保存光谱等步骤)与本文的姊妹篇《BASS光谱波长定标及GELATO超新星分类简易操作教程》大同小异(将定标灯谱替换为标准星光谱即可),在此不重复叙述。

一、波长定标
如果没有定标灯,也可以使用标准星的光谱来进行波长定标。通常将A型星或B型星作为标准星,这是因为它们的谱线较为简单,以巴尔末吸收线为主,易于识别。下图为BASS提供的A0V型星HD 31295参考光谱,从右往左标识的依次为Hα(6562.852埃)、Hβ(4861.33埃)、Hγ(4340.47)、Hδ(4101.74)、Hε(3970.07)、Hζ(3889.049埃)、Hη(3835.384埃)、Hθ(3797.5埃)等巴尔末吸收线。

在这里,我们将以A1IV型星巨蟹座43作为标准星,来对K3III型星巨蟹座33进行定标。
右键单击巨蟹座43光谱图像,将Sequence设置为01,巨蟹座43光谱变为第一个光谱。

接下来的操作将在下方的光谱轮廓曲线上进行,可以把Image Strip View设置为Synth Colour (stretch)(注:这一步不是必要操作)。

接下来进行波长定标。点击Image Strip View右边的第一个图标,进入波长定标。

容易看出在巨蟹座43光谱的700.0和800.0像素之间有一条吸收线,那就是Hα线,从左往右滑动鼠标选择它。

弹出如下页面中,在Element filter中选择Hydrogen,然后在Enter or select wavelength (A) for point #1中选择Hydrogen Hα – 6562.852。

接下来点击Add Another,对200.0和300.0像素之间的Hβ、100.0像素右侧附近的Hγ、0.000和100.0像素之间的Hδ重复以上步骤。然后检查每一个波长的误差(Error),如果比较大,则逐渐调整Calibration fit,直到Error比较小(不确定需要多小,可能需要调整到小于1?),点击Finish。

接下来需要将波长应用于巨蟹座33的光谱,双击巨蟹座33图像,选择Calibration选项卡,点击Copy,然后点击OK,完成波长定标。

二、流量定标
首先对巨蟹座43进行流量定标,以生成校准曲线,然后我们需要将校准曲线应用于巨蟹座33。
右键单击巨蟹座33的光谱图像,点击Hide Profile from Chart,隐藏巨蟹座33的光谱。

接下来需要从参考光谱数据库中,选择一条与巨蟹座43光谱型一致的参考光谱。点击Tools,打开Reference Spectrum…。
如果拍摄的标准星在Miles Library中,则推荐使用Miles Library,只需点击Source,打开Miles Library,选择对应天体的参考光谱即可(不要选择有dered标记的)。如果标准星不在Miles Library中,则推荐使用Pickles Library与标准星同类型的参考光谱。
在本文的例子中,因为巨蟹座43不在Miles Library里,并且Pickles Library中没有A1IV光谱型,所以暂且选择Pickles Library中的相近光谱型,我们选择A0IV的光谱(本文仅作示例,不求完全精确,大家掌握基本的操作流程即可),然后点击Add Spectrum to,点击Close。

 

下一步是将巨蟹座43的光谱除以A0IV的光谱。点击Operation,打开Divide one profile by another…。在On this Profile中选择巨蟹座43的光谱,在Using this Profile中选择A0IV的光谱,点击Ok,生成一条初步的校准曲线。

右键单击A0IV的光谱图像,点击Remove Image;右键单击巨蟹座43的光谱图像,点击Hide Profile from Chart。

接下来需要将初步生成的校准曲线平滑一下,因为显著的特征才是真实的校准曲线,而较小的特征是由于分辨率不同等原因造成的,需要从校准曲线中去除。选中初步生成的校准曲线,点击Tools,打开Continuum Shaper。在Target profile中选择初步生成的校准曲线。
然后从左往右双击校准曲线,但不要双击明显的峰和谷。如果错误选择了某个点,可以再次双击,即可删除该点。然后点击Save…,选择Save as response DAT file…,保存校准曲线。

接下来我们需要使用这条校准曲线对巨蟹座33进行流量定标。该曲线也可用于同一晚的所有光谱。
右键单击巨蟹座33的光谱图像,将Hide Profile from Chart的对勾去掉。右键单击初步校准曲线的光谱图像,点击Remove Image。

双击巨蟹座33的光谱图像,打开Response,选中Response File,选择刚刚保存的校准曲线,点击Ok,完成流量定标。最后需要保存光谱数据,参见本文的姊妹篇《BASS光谱波长定标及GELATO超新星分类简易操作教程》。

附1:标准星波长定标备忘录(图)

附2:参考光谱数据库

这里提供了一些参考光谱数据库,可自行下载。使用时只需将下载的文件拖入BASS软件界面即可(DAT文件也可从Tools下的Reference Spectrum…打开,在Source中选择Other Library files…,找到文件所在目录即可)。

1、ESO Optical and UV Spectrophotometric Standard Stars:https://www.eso.org/sci/observing/tools/standards/spectra.html
2、NAOJ Optical Spectrophotometric Standard Stars:https://www.naoj.org/Observing/Instruments/FOCAS/Detail/UsersGuide/Observing/StandardStar/Spec/SpecStandard.html
3、STIS Astronomical Catalogs(含有太阳系天体、超新星、行星状星云等各类天体的参考光谱):https://www.stsci.edu/hst/instrumentation/reference-data-for-calibration-and-tools/astronomical-catalogs/
4、ESO Telluric (Spectroscopic) Standards:https://www.eso.org/sci/facilities/paranal/decommissioned/isaac/tools/spectroscopic_standards.html
5、ESO Library of Stellar Spectra (Pickles Library):https://www.eso.org/sci/facilities/paranal/decommissioned/isaac/tools/lib.html

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