Meine "zweiten Schritte" zur Spektroskopie

Reinhard_Lauterbach

Aktives Mitglied
Hallo allerseits,

wie ich im parallel-Thread:
https://forum.astronomie.de/threads...n-2023ixf-in-m-101.346003/page-2#post-1811831
schon angekündigt habe, eröffne ich hier nun einen eigenen Thread, um den von Torsten nicht weiter zu kapern. Wen die gesamte Historie interessiert, dem sei Torstens Thread mit u. A. meinen Beiträgen empfohlen:
https://forum.astronomie.de/threads/spektren-supernova-sn-2023ixf-in-m-101.346003/#post-1805001

2021 hatte ich schon mal ein paar einfache Versuche zur Spektroskopie mit einem einfachen, selber gebauten Objektivgitter und mit der Astromedia Gitterfolie (500Ln/mm) unternommen und das auch hier im Forum gepostet:
https://forum.astronomie.de/threads/spektroskopie-mit-einfachen-mitteln.308002/#post-1586051

Torstens Thread über die Spektroskopie der aktuellen Supernova in M101 (SN 2023ixf) hat mich dann animiert, meine Versuche wieder aufzunehmen. Diesmal habe ich das Gitter, so wie Torsten es gemacht hat, in den konvergenten Strahlengang vor die Kamera gesetzt. Da ich keinen Star Analyzer besitze, habe ich wieder die 500Ln/mm Astromedia-Gitterfolie eingesetzt. Aufgrund der hohen Liniendichte und der damit einhergehenden starken Dispersion, musste ich das Gitter sehr nahe vor den kleinen Chip der ASI 120mm mini setzen, damit Stern und Spektrum erster Ordnung noch gemeinsam auf den Chip passen. Zum Glück hat die 120mm mini ein 1,25" Filtergewinde direkt am Gehäuse und der Chip liegt sehr nahe dahinter. So konnte ich die Filterfolie einfach in einen alten 1,25" Filterhalter einsetzen. Allerdings haben meine früheren Versuche gezeigt, dass es vorteilhaft ist, die Folie zwischen zwei Glasplatten zu klemmen und somit eine gute Planlage zu gewährleisten. Hier die Kamera und der Filterhalter mit eingesetzter Filterfolie:

0_gitter-120mm.jpg

(ich habe versucht so zu fotografieren, dass die Filterfolie schon etwas Farbe zeigt ;-)

Die im Folgenden beschriebenen Versuche wurden mit dieser Kombination an meinem ED80/600 durchgeführt. Ein typisches Rohbild sieht dann so aus:

1_rohbild.jpg

Hier sieht man schon deutlich die H-beta und H-gamma Absorptionslinien.

Für die Bild-Vorverarbeitung (stacken, rotieren und ausschneiden) nutze ich Fitswork, weil ich mich damit gut auskenne. Das Zwischenergebnis sieht dann so aus:

2_wega-roh.jpg


Nun geht es weiter in Visual Spec. Mit dem Programm stehe ich noch ziemlich am Anfang und so schlage ich mich mit teilweise trivialen Kleinigkeiten rum, aber die werde ich noch in den Griff bekommen.

Für meine erste halbwegs anschaubare Aufnahme habe ich Wega (alpha Lyra) aufgenommen. In VSpec wird zuzerst aus dem vorverarbeiteten Bild eine Spektrum-Funktion erzeugt:

3_wega_roh.jpg


Diese Funktion wird dann anhand zweier bekannter Linien Wellenlängen-kalibriert. Mit Hilfe eines Referenzspektrums aus einer Bibliothek (Danke Torsten!) wird dann die Instrumentenresponse ermittelt. Die Instrumentenresponse ist die, durch individuelle reproduzierbare Fehler des Aufbaus verursachte, Abweichung eines aufgenommenen Spektrums vom Referenzspektrum. Durch Divison des Rohspektrums durch die Instrumentenresponse lässt sich das Rohspektrum Intensitäts-kalibrieren. Hier der Vergleich meines kalibrierten Spektrums (unten) mit dem Referenzspektrum (oben):

4_wega_resp-corr.jpg

Das sieht ja schon mal nicht ganz falsch aus :).

Am so kalibrierten Spektrum kann man dann in VSpec eine Kontinuum-Subtraktion durchführen. Dazu kann man in VSpec eine Funktion an das Spektrum anfitten und diese dann vom Spektrum subtrahieren. Im Ergebnis-Plot treten die Spektrallinien deutlicher hervor:

5_wega_resp-corr_cont-sub.jpg


Das waren dann meine Ergebnisse an Wega.

Nun ist Wega, ein Stern der Klasse A0, der Parade-Stern für den Einstieg in die Spektroskopie, da er sehr stark die Balmer-Linien des Wasserstoffs zeigt und diese nicht durch andere Linien "gestört" werden. So ist die Interpretation sehr leicht und man kann sein Spektrum sehr gut für die Kalibration anderer Spektren heranziehen.

Aber wie sieht es mit der Spektroskopie anderen Sterne mit diesen einfachen Mitteln aus?
Nachfolgende Recherchen im Internet und im Buch "Sterne und ihre Spektren" von J. B. Kahler stimmten etwas nachdenklich. Es dürfte schwierig werden, mit der geringen Auflösung meines Aufbaus "attraktive" Spektren anderer Sterne zu gewinnen. Trotzdem wollte ich es versuchen, aber dazu mehr im nächsten Beitrag.

Bis dahin:
Viele Grüße und CS,
Reinhard
 
Zuletzt bearbeitet:
So, da bin ich schon wieder.

Meine Wahl für den zweiten zu spektroskopierenden Stern fiel schließlich auf Sheliak, beta-Lyra. Beta-Lyra ist, nicht nur im spektroskopischen Sinne, ein interessanter Stern. Er ist nämlich ein Mehrfachsystem und Bedeckungsveränderlicher. Weitergehende Informationen findet man unter:
https://www.krannich-online.de/astronomie/spekt_besterne.html#BetaLyr
Wie dort geschrieben steht, gibt der engere Partner des Hauptsterns Materie an diesen ab was die Emissionslinien im Spektrum erklärt.
Hier mein schon Wellenlängen- und Instrumentenresponse-kalibriertes Spektrum:

6_beta-lyra_wavel-cal_resp-corr.jpg


Ich habe dann versucht, mein Spektrum mit dem aus der oben genannten Quelle zu vergleichen:

7_beta-lyra_wavel-cal_resp-corr_compare_net.jpg


Naja, man sieht gewisse Mängel bei der Korrektur durch die Instrumentenresponse und natürlich die deutlich geringere Auflösung meines Spektrums. Trotzdem lassen sich die Linien einigermaßen zuordnen.

Zum Schluss noch die Kontinuum-subtrahierte Version:

8_beta-lyra_wavel-cal_resp-corr_contin-sub.jpg


Sehr erfreut bin ich über den Nachweis der beiden He I Emissionslinien, auch wenn die Rote nur als "Schulter" an der H-alpha Linie zu erkennen ist.

Ich gehe mal davon aus, dass ich hier an die Grenzen der Möglichkeiten mit der Astromedia-Folie gestoßen bin. So wie ich das sehe, liegt bald eine Investition in einen Star Analyzer an. Fragt sich nur ob die 100er oder 200er Version.

Viele Grüße und schöne Linien,
Reinhard
 
Hi,
Fragt sich nur ob die 100er oder 200er Version.
Ich bin gerade noch bei den ersten langsamen Gehversuchen in dieser Materie, und hatte das 200er Gitter gewählt um mit einer Filterschublade arbeiten zu können kurz vor meiner ASI120MM-S oder ASI533MC.
Leider spielt mir der Wind und etwas Zeitmangel im Moment einen Strich durch meine ersten First Steps.....
Auch habe ich Probleme mit dem Direct Show Driver um die ASI120MM-S mit RSpec zum laufen zu bringen Live, die ASI120MM-Mini, ASI120MC-S wie die ASI533MC Pro funktonieren alle mit dem Driver ohne wenn und aber.

Diese Seite hat mir geholfen mir die Wahl zu definieren für welche Abstände zwecks dem Staranalyser.
Persöhnlich empfehle ich die Seite öfters neu zu laden um eventuelle zyklische Errore zu vermeiden von der Seite aus.
Die Info vom Calculator passt.

Clear skies,
- Martin
 
Hallo nochmal,

mittlerweile habe ich noch etwas zu Sheliak (beta-Lyra) recherchiert und bin froh, (nicht ganz zufällig) diesen Stern ins Visier genommen zu haben. Er ist nämlich ein prominenter Vertreter einer ganz besonderen Spezies, der Be-Sterne. Das "e" in "Be" deutet "Emission" an, und diese tritt durch eine Besonderheit des Systems auf. Komponente A ist nämlich ein sehr enger Doppelstern wobei die Komponente "Aa" Materie an die Komponente "Ab" verliert. Dadurch bildet sich eine Akkretionsscheibe, welche wohl für die Emmision verantwortlich ist. Da wir aus unserer Richtung genau auf die Rotationsebene blicken, ist die Hauptkomponente auch noch ein Bedeckungsveränderlicher, welcher mit einer Periode von etwa 12,9 Tagen seine Helligkeit zwischen 3,4 mag und 4,6 mag variiert. Bemerkenswert finde ich, dass die Rotationsdauer durch den Massentransfer um ganze 19 Sekunden pro Jahr abnimmt.
Mehr Infos und eine aufgelöste Aufnahme des Doppelsterns mit dem CHARA-Interferometer findet man auf Wikipedia:
https://de.wikipedia.org/wiki/Sheliak
Siehe auch:
https://de.wikipedia.org/wiki/CHARA-Array

Mit Hilfe der sehr informativen Web-Seite der Sternwarte Eberfing:
http://www.sternwarte-eberfing.de/Aktuell/2019/August/August2019.html
konnte ich dann noch die Komponenten auf meiner Aufnahme benennen:

10_beta-lyra_ganz.jpg

(Der nicht bezeichnete Stern bei Komponente A gehört nicht zum System)


So, das wars dann mal wieder von meiner Seite.

Viele Grüße & CS,
Reinhard

PS:
@ Martin: Ich habe mir jetzt den 100Ln/mm Star Analyzer bestellt :D.
 
Hallo zusammen,

gestern Abend war es bei uns nochmal schön klar und so habe ich die Gelegenheit genutzt, meinen Spektroskopie-Versuchen ein weiteres Kapitel hinzu zu fügen.

Diesmal habe ich versucht ein Spektrum eines planetarischen Nebels aufzunehmen. Als "Opfer" habe ich mir M57 ausgesucht. Irgendwie lande ich immer in der Leier, aber da sind halt ein paar interessante, anfängertaugliche Objekte zu finden. So ist M57 schön hell und klein, genau richtig für so einen Versuch.

Ich weiß ja nicht, ob in diesem Fall die Bezeichnung "Spektrum" wirklich angemessen ist. Diese Bezeichnung dürfte bei der Spektroskopie des PN-Lichtes mit Hilfe eines Spalt-Spektrographen angebrachter sein. Aber immerhin ist es mit der einfachen Technik möglich, den PN im Licht unterschiedlicher Elemente darzustellen.

Auch diesmal kam wieder mein ED80/600 Refraktor und die ASI 120mm mini zum Einsatz. Besser bzw. ästhetischer wäre wahrscheinlich der Einsatz der ASI 533mcP gewesen, aber ich hatte das Setup noch von den letzten Versuchen fertig eingerichtet und da hat die Faulheit gewonnen.
Es wurden 75 Minuten Photonen gesammelt, dazu 15 Minuten Darks. Das Stacking erledigte dann Fitswork.

Hier das Ergebnis der Aktion:

13_M57-Spektrum_ED80-600_500Ln-mm_ASI120mm_75min.jpg


Die Sterne haben einen ziemlichen Hof, da kein IR/UV-Sperrfilter im Strahlengang war. M57 erscheint in der 0. Ordnung intensiver als in OIII und H-alpha. Darin besteht eine deutlicher Unterschied zu Bildern im Netz, die mit dem Star Analyzer gewonnen wurden. Beim Star Analyzer geht, durch das Blaze-Gitter, der Großteil der Strahlung in die Beugung 1. Ordnung auf einer Seite, bei der preiswerten Folie ist das nicht der Fall. Trotzdem würde ich auch diesen Versuch als gelungen bezeichnen.

Die meisten Amateure verfügen heutzutage über zumindest eine einfache Kamera, z. B. zur Planetenfotografie. Wie hier gezeigt, ist es praktisch ohne finanziellen Zusatzaufwand möglich, sich dem Thema "Spektroskopie" zu nähern. Es würde mich freuen, wenn ich mit meinen Beiträgen den Einen oder Anderen infizieren konnte ;).


Viele Grüße und bleibt interessiert,
Reinhard
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Reinhard,

der Staranalyser 100 ist genau die richtige Wahl, bezogen auf eine Anwendung mit Deinen Kameras.

Noch ein paar Hinweise.
Das Spektrum sollte nach Möglichkeit parallel zur längsten Kante des Kamerachips orientiert sein, da sonst ein Auflösungsverlust eintritt.
Beim beta Lyrae Spektrum stört die Komponente F das Spektrum der Komponente A, da Du ja ohne Spalt aufgenommen hast. So ein Überlapp sollte vermieden werden. Das ist bei Supernovaspektren z.B. ein sehr großes Problem, da diese oft in der Galaxienumgebung eingebettet sind. Da muss die geblazte 1. Ordnung dann entsprechend orientiert werden und eine Hintergrundkorrektur angebracht werden!

M57 war auch bei mir eines der ersten nichtstellaren Objekte. Planetarische Nebel sind auch für den Staranlayser dankbare Objekte (siehe unten, vor allem NGC 7027). Da wird mit dem Staranalyser sicher noch mehr gehen.

M57Spektrum20090523v2w.jpg


20130805u12PNNGC682670277662graphlabeledw.jpg


20140829NGC6543colcamvisforumvds.jpg



Viele Grüße,
Torsten
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Reinhard,

es ist sehr interessant, Deine Fortschritte zu verfolgen !
Glückwunsch auch zum Star Analyzer 100 !

Ich muß noch bis Ende der Woche um Geduld bitten, ich finde einfach kaum Zeit für´s Hobby momentan, mal abgesehen von meiner kontinuierlichen Sonnenbeobachtung, aber das Setup ist bei mir jetzt standardisiert, auch nach der Arbeit innerhalb weniger Minuten startklar und kurz ausruhen, bevor ich den kommenden Arbeitstag vorbereite kann ich auch bei der Aufnahme der Sonnenvideos.

Für das Experimentieren bleibt mir aber momentan keine Zeit.
Ende der Woche flacht aber der Schulungsstreß etwas ab, dann habe ich fast alle Kunden noch vor den Ferien mit Kursen bedient.
 
Beindruckend deine Fortschritte Rainer:y:, ich bin immer noch am kauen mit der Kalibrierung auch an Vega und anderen, irgendwie klappt das bei mir nicht linear mit dem RSpec. Immer habe ich die H-alpha Linie etwas daneben....
Nichts desto trotz habe ich nen guten vollen Nachmittag durch gekaut mit dem Perfil der Instrumentekalibrierung, das geht noch.
Ich glaube mit dem 200er Staranalyser muss ich die Sache mal nicht linear angehen bei der initialen Kalbrierung des eingehenden Spektrums, d.h. Pixel versus Angstrom. Wollte den für kürzere Abstände um den OAG noch verwenden zu können:geek:, hab gerade viel zu viel Wind bei mir wo ich gerne Masse/Angriffsfläche weg haben möchte vom 80erLeitrohr, zwecks der Andrucksfeder der Schnecke an der Monti. Ich muss die moderat eingestellt lassen oder es klemmt dann mit voller Ladung an der Sonne bei mehr als 55ºC in der Sonne zwischen dem ganzen Beton/Asphalt.
Der ZWO X-Direct Driver lässt mich leider auch nicht die ASI120MM-S verwenden:mad:(für RSpec direkt Video), da ist was faul mit dem Programm von ZWO um die Sache Live machen zu können zwecks des Fokus des Spektrum. Die 533MCPro funktioniert ohne Probleme, nur um das verträglich zu haben mit dem indispensablen 3D Plot zwecks Überbelichtung zu erkennen in RGB muss der gut gekroppt werden bei mir auf 3008x300 bis 400Pixel.
Ticket habe ich schon eingegeben bei ZWO, aber es sieht mir aus das es so einges dauern wird bis das noch mal bestätigt wird von jemand anders....
PC zurückzusetzen hat es auch nicht gebracht über Recovery-Tool. Und gerade alles raus und neu laden plus die Konfiguration habe ich in der Arbeitswoche sicher mal einige Zeit, wenn ich mich noch an alles erinnern könnte.....

Nun gut im Moment bin ich noch am knoblen was ich gerade falsch mache, und ob nicht diese kleine Verkippung am OAZ nicht doch etwas damit zu tun haben könnte an meinem kurzen Refraktor den ich witterungsbedingt im Moment einsetzen muss, nur sehr spät nachts hört der gemeine Wind dann endlich auf....

Sorry wollte auch gerade deinen Tread hier nicht kapern.

Clear skies,
- Martin
 
Hallo in die Runde,

am Montag ist ja mein Star Analyzer 100 angekommen und schon letzte Nacht hatte ich ein Wolkenloch, das groß genug für einen ersten Test war. Aber bevor ich dazu komme, möchte ich zuerst auf Eure letzten Beiträge eingehen:


@ Torsten:
Vielen Dank für die ganzen wertvollen Tipps!

Für die Wahl des Star Analyzers, 100 oder 200, hatte ich mir überlegt, wie weit ich den SA vom Kamera-Chip weg setzen könnte, ohne mechanische Probleme oder Vignettierung zu bekommen. Mein ED80/600 hat einen 2"-Okularauszug und die ASI 533mc Pro einen T2-Gewindeanschluss. Ich habe nun an der Kamera zuerst eine T2-Verlängerung mit 2" Außendurchmesser. Vorne daran dann den original 1,25" -> T2 Adapter mit dem Star Analyzer drauf. Das Ganze kann ich weit in den 2"-Okularauszug "versenken" und auf der 2"-Verlängerung klemmen.
Es stellte sich allerdings heraus, dass ich mit dieser Konstellation nicht in den Fokus komme, ich musste weiter heraus. Zum Glück hatte ich mir mal eine lange 2"-Verlängerungshülse gedreht, damit klappt das dann ganz hervorragend.

Das Spektrum habe ich bisher nicht in die Horizontale des Chips gedreht, weil ich die Gewindeverbindungen auf Anschlag haben möchte um reproduzierbare Verhältnisse zu gewährleisten. Da werde ich ggf. noch mit Zwischenscheiben experimentieren. Allerdings glaube ich, dass diese "Unvollkommenheit", bei den 3,76µm Pixeln meiner Kamera, mehr von theoretischer Natur ist.

Deine planetarischen Nebel sind klasse und hoch inetressant. Besonders die Auswertung der emmitierenden Elemente bei NGC 7027.
Ich hatte letzte Nacht auch noch versucht M57 mit dem Star Analyzer aufzunehmen, aber die Wolken waren anderer Meinung :(, kommt alles noch :).


@ Martin (Pegasus-64):

Nur keine Panik, es drängt Dich ja keiner (außer vielleicht Du selber). Das Ganze ist nur Hobby. Ich habe den Vorteil alt und aus der Tretmühle raus zu sein. Ich habe aber auch den Nachteil alt zu sein... :(.
Dein letzter Satz lässt natürlich die Frage aufkommen, in welchem Business Du tätig bist, aber das gehört wohl nicht hier her.


@ Martin (Pitufo):

keine Panik, Du kaperst nicht. Dazu ist so ein Einsteiger-Thread ja da.

Hm, das müsste mit dem 200er Gitter eigentlich linear sein. Sogar bei meiner 500er Gitterfolie hat das ja geklappt, seltsam.
Ok, der Wind kann einem natürlich Probleme machen, vor allem wenn man wegen der von Dir geschilderten Problematik mit den hohen Temperaturen mechanisch Kompromisse eingehen muss. Ich habe da in der Kuppel weniger mit zu tun. Zu Deinem Treiber-Problem kann ich nichts beitragen. Ich mache das ganz oldschool, Aufnahme mit FireCapture, zerlegen des SER-Videos in TIFF-Bilder in PIPP, weitere Vorverarbeitung in Fitswork und den Rest in VSpec.
Die Belichtungseinstellung ist natürlich ein wichtiger Punkt. Ich achte da immer auf das Histogramm, muss aber dazu die 0. Ordnung aus dem Bild raus fahren.

Ich hatte übrigens jetzt auch Probleme das FITS-Bild aus Fitswork nach VSpec einzulesen. Es wurde mir aber dann klar, dass ich aus dem Farb-Bild vorher ein Luminanz-Bild machen musste ;). Ansonsten klappt das mit VSpec immer besser.


So, nun aber zu meinen aktuellen Aktivitäten:

Wie ich eingangs schon schrieb, schenkte mir der Wettergott ein bescheidenes Wolkenloch, aber immerhin war es ein Wolkenloch. Da ich vorher schon einiges an Vorbereitungen erledigt hatte, reichte es für einen ersten Test an Wega aus. Diesmal wählte ich die ASI 533mc Pro, weil sie einen deutlich größeren Chip bei gleicher Pixelgröße wie die ASI 120mm hat und damit mehr Spielraum für die Positionierung des Spektrums bietet. Außerdem hat sie eine aktive Kühlung, die ich auch bei -10°C nutzte.
Aufgenommen habe ich 500 ROI-Frames (1760 x 742 Pixel) mit je 175ms bei Gain 200 und dazu 100 Darks. Hier das auf 50% verkleinerte Summenbild (Dark-Abzug natürlich beim Stacken):

summenbild_05.jpg


Der Chip der ASI 533mc Pro ist quadratisch und hat eine Größe von 3008 x 3008 Pixel. Somit ist genügend Resreve um die 0. Ordnung und das Spektrum bequem positionieren zu können. Um Daten zu sparen und die Bildrate hoch zu halten macht es Sinn, nur einen Teil des Bildes, die ROI ("region of interest"), abzuspeichern.

Aus diesem Bild wurde Wega und ihr Spektrum in die Horizontale gedreht und ausgeschnitten. Desweiteren wurde ein gleich großer Bereich des Himmels direkt oberhalb von Wega und Spektrum ausgeschnitten und damit eine Hintergrund-Korrektur durchgeführt. Dann musste das Bild noch in Schwarz/Weiß umgewandelt werden:

2023-07-19_wega-roh_SA100_533mc_lumi.jpg


Die weiteren Schritte in VSpec waren mir mittlerweile geläufig, was nicht heißt, dass es an der einen oder anderen Stelle nicht gehakt hätte. Das hatte ich aber schnell im Griff, man lernt halt in höherem Alter immer noch hinzu, zum Glück ;).

Hier nun das Wellenlängen-kalibrierte und Instrumenten-Response korrigierte Spektrum:

2023-07-19_wega_SA100_533mc.jpg


Eine Kontinuum-Subtraktion habe ich natürlich auch durchgeführt:

2023-07-19_wega_SA100_533mc_cont-sub.jpg


Das sieht natürlich um Einiges besser aus als mit der Astromedia-Gitterfolie :)

Zum Schluss habe ich dann noch versucht, das Ergebnis mit der Astromedia-Gitterfolie mit dem neuen Spektrum vom Star Analyzer gegenüber zu stellen:

compare.jpg


Das sieht auf den ersten Blick nicht so dramatisch unterschiedlich aus, aber das liegt auch an der Skalierung der Y-Achse, die ist beim oberen Spektrum wohl stärker gespreizt. Der Unterschied liegt vor allem in der Auflösung der Linien, was sich in H-alpha und ab H-gamma aufwärts sehr schön zeigt.
Trotzdem finde ich es erstaunlich, was schon mit einer solchen, nur wenige Cent kostenden, Gitter-Folie möglich ist.


Viele Grüße und viel Spaß mit der Spektroskopie,
Reinhard
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Reinhard,

es macht Spaß dir bei deinen (Fort-)Schritten zuzusehen :y: Ich muss leider noch warten bis Wetter und Zeit meine ersten Schritte mit dem Star Analyser 100 zulassen.

Zwischenzeitlich werde ich erstmal erste fotografische Experimente mit meinem Paton Hawksley Handspektrometer durchführen und sofern Interesse besteht gerne in einem separaten Thread darüber berichten.

Bisher gabe ich diesen auch nur grob getestet.

IMG_2542.jpeg


Hier mit dem indirekten Tageslicht über die Zimmerdecke.

Threema_2023-07-15_18-22-27.jpeg


CS & VG
Stefan
 
Hallo Reinhard,

der Virus ist echt heftig, zumal mich ohnehin wissenschaftliche Themen schon immer gefesselt haben :) Ich werde nun erstmal einen Halter für die Optik konstruieren und drucken.

Ziel des ganzen (mit dem Handspektrometer) wird dann die Messung verschiedener Lichtquellen, spektrale Zusammensetzung des Tageslichtes bei unterschiedlicher Bewölkung/Tageszeiten und ggf. auch der Durchlass von Filtern sein.

CS & VG
Stefan
 
Hallo mal wieder,

gestern Abend drängte sich mir wieder ein Wolkenloch auf, also hieß es den inneren Schweinhund zu überwinden und in der Sternwarte die Agregate anzuwerfen. Es stand M57 mit dem Star Analyzer auf dem Plan. Das Ergebnis habe ich hier in 50% Auflösung angehängt:

M57-spec.jpg


Es kamen etwa 45 Minuten Belichtungszeit zusammen bevor die Wolken dem ein Ende setzten, danach nahm ich noch 15 Minuten Darks auf. Die Bearbeitung erfolgte wieder wie schon zuvor beschrieben.
Im Gegensatz zu meiner M57-Aufnahme mit der Astromedia-Gitterfolie, sieht man hier eine deutlich hellere Abbildung des Spektrums erster Ordnung. Dies ist dem geblazten Gitter des Star Analyzers zu verdanken.

der Virus ist echt heftig, zumal mich ohnehin wissenschaftliche Themen schon immer gefesselt haben

Ich weiß genau was Du meinst. Ich hänge hier mal ein paar Links auf meine Homepage an, dann siehst Du was ich meine ;-).

https://skyviewer.de/radioastronomie/21cm-radioteleskop-2/21cm-radioteleskop-2.htm
H-radioteleskop.jpg


https://skyviewer.de/physik/ir-monddurchgang/ir-monddurchgang.htm
IR-mond.jpg


https://skyviewer.de/physik/spektrometer/spektrometer.htm
vis-spectrometer.jpg


https://skyviewer.de/physik/geiger/geiger.htm
https://skyviewer.de/physik/radioaktiv/radioaktiv.htm
geiger.jpg


https://skyviewer.de/physik/laser/laser.htm
laser.jpg


https://skyviewer.de/physik/el-pendel/el-pendel.htm
e-statik.jpg


Bei uns fliegen zur Zeit abends über den Gärten Fledermäuse rum, deshalb ist als nächstes ein Ultraschall-Fledermausdetektor angedacht.
Das Virus wird man nicht mehr los, ich bin gespannt wohin die Reise sonst noch geht...


Viele Grüße und viele interessante Projekte,
Reinhard

PS:
Mir fällt grade das Spektrum oberhalb der Abbildungen von M57 auf, das scheint recht interessant zu sein. Da muss ich mal forschen, zu welchem Stern das gehört. Kommt auf die Liste! ;)
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Reinhard,

beim Radioteleskop kann ich nicht mithalten. Ich habe nur einen brauchbaren SDR-Empfänger ;)

Ein Faible ist das Erfassen, Visualisieren und Auswerten von Messdaten. Dafür liegen hier ein paar LoRaWAN-IoT-Devices, Sensoren, RasPi und Microcontroller rum.

Ansonsten ist mein Hauptinteresse das sichtbar machen von Sachen, die man mit dem bloßen Auge aus verschiedenen Gründen nicht sehen kann … Eben Astro, Makro und z.B. …

IMG_2546.jpeg

IMG_2548.jpeg

IMG_2547.jpeg

Spektroskopie passt da halt gut rein :cool: Ich brauch jetzt nur noch ein paar Tage alles einsatzbereit zu machen und dann passende Gelegenheiten.

PS: Das Spektrum über M57 würde mich auch interessieren :y:

CS & VG
Stefan
 
Hallo schon wieder,

ich habe mal versucht den Stern, der für das markante Spektrum oberhalb von M57 verantwortlich ist, zu identifizieren. Dabei habe ich mich an dem kleinen Stern auf 10 Uhr gleich neben M57 und an dem im Bild mit "B" gekennzeichneten Stern orientiert:

M57-spec_2.jpg


Anhand des Abstandes der Abbildungen von M57 in OIII und H-alpha lässt sich abschätzen, dass es sich bei dem markanten Spektrum um eine 1. Ordnung handeln muss, denn die 2. Ordnung wäre weiter auf gespreizt.
Außerdem lässt sich am Abstand 0. Ordnung und OIII-Abbildung der Abstand von Stern "A", welcher das markante Spektrum erzeugt haben muss, abschätzen.

In Stellarium habe ich dann nach einem möglichen Kandidaten gesucht. Hier erst mal eine Übersicht:

stellarium-1.jpg


und weiter ins Detail:

stellarium-2.jpg


Es kommt eigentlich nur der mit "A" gekennzeichnete Stern in Frage.

Leider habe ich bisher, bis auf die Angaben in Stellarium, keine näheren Informationen über diesen Stern finden können. Ich bin allerdings auch nicht grade firm darin, solche Informationen zu recherchieren. Vielleicht kann ja jemand von Euch weiter helfen.

Hier nun das Rohspektrum in VSpec:

star-spec.jpg


Da Stern "A" außerhalb meiner Aufnahme liegt und ich keine H-Linien identifizieren kann, konnte ich leider keine Kalibrationen durchführen.


@ Stefan:
Cool, eine Wärmebild-Kamera, sowas fehlt mir noch in meiner Sammlung. Die waren mir bei akzeptabler Auflösung bisher zu teuer. Ein paar Mikroskope habe ich auch rum stehen, leider werden die zu selten genutzt.


@ Jürgen:
Auch von mir vielen Dank für den Tipp mit dem Konterring, mir ging es mit dem Tütchen genau wie Stefan ;).


Nun noch ein paar Gedanken zur Instrumentenresponse und zu den Kalibrierungen:

Eigentlich dürfte doch einmaliges Ermitteln der Instrumentenresponse ausreichend sein, wenn ich an der Konfiguration "Abstand Kamera zu Star-Analyzer" und der abbildenden Optik nichts verändere. Da ich mehrere ASI-Kameras und damit auch mehrere 1,25" Steckhülsen habe, könnte ich eine dieser Hülsen für die Spektroskopie reservieren und den Star Analyzer vor-justiert darauf montiert lassen. Ich bräuchte dann nur diese Hülse und meinen T2-Abstandsring auf die Kamera zu schrauben und könnte los legen. Oder übersehe ich da etwas?


Viele Grüße und bald wieder CS,
Reinhard
 
Hallo Reinhard,
[…] Cool, eine Wärmebild-Kamera, sowas fehlt mir noch in meiner Sammlung. Die waren mir bei akzeptabler Auflösung bisher zu teuer. […]
als Sensor habe ich „nur“ den MLX90640 mit einer Auflösung von 32x24. Aber für Experimente und einfache Analysen von Wärmebrücken reicht es :cool: Ansonsten ist mir der Spaß auch zu teuer.

Ich bin mal gespannt wie viele Sterne sich in meine ersten Spektrallinien mogeln werden :unsure: Wäre das überhaupt mit „echten“ Spektrometern mit Spalt vermeidbar?

Ich setze beim Identifizieren von Sternen auf Aladin. Hier ist auch Plate Solving mit FITS möglich.
Anhand der Entfernung der anderen Objekte ließe sich dann auch ein Objekt außerhalb des Bildes gut ermitteln.

CS & VG
Stefan
 
Hallo Stefan,

...

Ich bin mal gespannt wie viele Sterne sich in meine ersten Spektrallinien mogeln werden :unsure: Wäre das überhaupt mit „echten“ Spektrometern mit Spalt vermeidbar?

...

Ja, so ist es. Bei einem Spaltspektrographen wird nur das Objekt spektral "betrachtet", welches im Spalt steht. Dazu gehört dann auch der Himmelshintergrund, der später abgezogen werden muss.

Grüße,
Torsten
 
Nur keine Panik, es drängt Dich ja keiner (außer vielleicht Du selber).
Hallo Reinhard,

ja, genau das, ich neige dazu, mich selbst auch im Hobby unter Druck zu setzen.
Aber ich arbeite daran.
Ab Donnerstag kann ich mich wieder gründlich mit dem Thread beschäftigen.

Ich bin beeindruckt von Deinen vielen Projekten, vor allem die Radioastronomie interessiert mich ebenfalls sehr.
Im Garten liegt ein 1.2 m Spiegel der auf Einsatz wartet.
Bislang befasse ich mich unter anderem mit dem Einfluß der aktiven Sonne auf die Ionosphäre via passivem Iono-Doppler.

Empfängertisch und eine laufende Dopplerabtastung
IMG_20220207_212334b2.jpg

IMG_20220212_002001 b2.jpg


Hier sieht man die Auswirkungen der Ionosphäre auf die Trägerwelle eines entfernten Senders nach Reflektion.
Idealerweise würde der Träger eine horizontale, kompakte Linie bilden.

In gewisser Weise auch Spektroskopie.
 
Hallo Stefan,

was für einen SDR hast Du ?

Softwaremäßig bin ich mit einem WinRadio 1500e (ja, ganz alt, einer der ersten erhältlichen), einem Funcube-Dongle Pro+ und einem ELAD FDM S1 High Speed Sampler ausgestattet.

Radioastronomie wird Indoor schwierig.
Iono-Doppler und SID geht; für drinnen empfehle ich eine magnetische Antenne, ich mache sehr gute Erfahrungen mit der GRAHN GS 5 SE und entsprechenden Empfangsmodulen.

Sorry Reinhard, jetzt okkupiere ICH Deinen Thread mit anderem Kram.
Aber - Du hattest ja Deine Projekte vorgesteltt und das beflügelt wohl.
 
Hallo Freunde der farbigen Linien,


zuerst einmal Vielen Dank an Torsten für die Recherche zu dem Stern nahe M57. Dabei habe ich wieder was gelernt. Nämlich, dass das ein relativ kühler Stern sein muss, weil in seiner Atmosphäre eine Menge Moleküle existieren können, die würden bei zu hohen Temperaturen zerdeppert. In das Gezappel irgendwas rein zu interpretieren werde ich erst gar nicht versuchen.


@ Stefan:
Ich bin mal gespannt wie viele Sterne sich in meine ersten Spektrallinien mogeln werden :unsure: Wäre das überhaupt mit „echten“ Spektrometern mit Spalt vermeidbar?
Bei einem Spalt-Spektrographen sollte das meiner Meinung nach kein so großes Problem sein. Zustande kommt das hier ja nur deshalb, weil an der Bildposition des Spektrums die 0. Ordnungen anderer Sterne durchkommen. Das ist mit Spalt ja nicht möglich.

Ansonsten wurden ja hier wieder viele klasse und infektiöse Projekte vorgestellt. Ich habe bei solchen "Versuchungen" leider kein gutes Immunsystem ;-/.

Die letzte Zeit war leider wegen des Wetters nicht an praktische Astronomie bzw. Spektroskopie zu denken, deshalb habe ich mich weiter etwas mit der Theorie beschäftigt.

Allerdings habe ich mir auch ein paar Gedanken zu Möglichkeiten zur Kalibrierung meiner Spektren gemacht. Da ich von meiner Sternwarte aus das Fenster meines Arbeitszimmers sehen kann kam ich auf die Idee, mit dem Teleskop eine Kalibrierlichtquelle im Fenster meines Arbeitszimmers aufzunehmen. Für einen ersten Test habe ich einer Neon-Glimmlampe einen einfachen Spalt aus schwarzem Zeichenkarton verpasst und den Aufbau ins Fenster gestellt:

fenster.jpg


Diesen habe ich mit dem ED80/600, dem Star-Analyzer 100 und der ASI553mcP aufgenommen. Um in den Fokus zu kommen musste ich meine 2"-Verlängerungshülse ziemlich weit heraus ziehen, was aber noch gut funktioniert hat.
Hier das Ergebnis aus VSpec:

neon-03.jpg


- Die obere Reihe zeigt das aufgenommene, reinkopierte farbige Roh-Spektrum.
- Für die zweite Reihe habe ich versucht, ein Spektrum aus dem Netz horizontal anzupassen und habe dieses hier rein kopiert.
- Der Graph unten zeigt das aufgenommene Roh-Spektrum aus der obersten Reihe.

Die Auflösung ist etwas mager, der Spalt dürfte ruhig deutlich schmaler sein. Ich werde versuchen, das mit Cutter-Klingen noch zu verbessern.
Außerdem sieht man doch deutliche Unterschiede in den Spektren. Vermutlich liegt das an den ca. 5% Argon, die dem Neon in der Lampe für ein besseres Zündverhalten beigemischt sind.

Für weitere Versuche habe ich mir in der Bucht eine Wasserstoff-Spektralfadenlampe besorgt, für deren Betrieb ich aber noch eine geeignete Hochspannungsquelle benötige. Geeignet sind s.g. CCFL-Inverter, einen solchen habe ich bestellt, warte aber bisher noch auf die Lieferung.

Auf jeden Fall habe ich für noch weitere Schlechtwetter-Tage noch genügend Ideen für weitere Aktivitäten, es gibt also keine Langeweile :).


Viele Grüße und schöne bunte Linien,
Reinhard
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo in die Runde,

am späten Abend des 21. konnte ich nochmal ein wenig spektroskopieren. Beta-Lyra mit dem Star Analyzer stand noch aus und so habe ich diese aufs Korn genommen. Vorher hatte ich noch Wega aufgenommen um mit deren Spektrum nochmal die Instrumenten-Response zu ermitteln. Diesmal habe ich auch darauf geachtet, dass mir die Komponente F nicht das Spektrum überlagert. Hier der Auschnitt aus der beta-Lyra Originalaufnahme:

10_beta-Lyra_pic.jpg


Man sieht hier schon deutlich die stärkeren Emissionslinien.

Am Tag darauf habe ich die Daten verarbeitet. Die Bedienung von Visual Spec ist immer noch "hakelig", aber ich hab's hin bekommen. Hier das kalibrierte Spektrum von beta-Lyra:

11_beta-lyra-spec.jpg


Die He I Linien kommen natürlich viel besser raus als mit der Astromedia-Folie :).

Während der vergangenen Schlechtwetter-Phase habe ich mich auch etwas mit Spektroskopie beschäftigt, wenn auch nicht astronomisch. Besonders nett fand ich eine Spielerei mit einem simple-Spektroskop als Vorsatz für das Smartphone. Es besteht zum größten Teil aus Luft. Am einen Ende eines Karton-Tunnels befindet sich ein schmaler Schlitz und am anderen Ende sitzt im 40°-Winkel das Astromedia-Gitter vor der Smartphone-Kamera:

12_Smartphone-Spektrometer.jpg


Hier mit einer Energiesparlampe (Quecksilber-Niederdruck Lampe mit Leuchtstoffen) und Papier-Diffusor vor dem Schlitz. Das ergibt folgendes Spektrum:

13_Energiesparlampe.jpg


Die schmalere blaue Linie links ist die Emission des Quecksilbers, die breiteren Banden stammen von den verschiedenen Leuchtstoffen. Für unser Auge ergibt das Gemisch weißes Licht.

Nimmt man mit dem Teil das Tageslicht auf, so kann man die stärkeren Fraunhoferschen Linien schon erahnen. In der nächsten Schlechtwetter-Phase werde ich mal ein Webcam-Spektrometer aufbauen. Mit diesem erhoffe ich mir, die Fraunhoferschen Linien im Tageslicht deutlich aufnehmen zu können. Es gibt da im Netz ein schönes Projekt:

https://www.theremino.com/de/downloads/automation#spectrometer

Vorsicht! Auf den Theremino-Seiten findet sich viel infektiöses Zeugs, pfui!

Soweit zum aktuellen Stand der Dinge.


Schöne Grüße, CS und bleibt interessiert,
Reinhard
 
Ich sah die Tage auf Youtube das hier:


Dort wird ein Spektroskop wie dieses


als Vorsatz verwendet. Das Teil gibt es überall im Netz und teilweise erheblich billiger. Es enthält einen Schlitz, eine Kollimationslinse und ein Gitter, sonst nichts. Du brauchst also noch ein Objektiv, was auf unendlich fokussiert, um ein Bild auf dem Sensor zu bekommen.

Ich war erstaunt, dass die Auflösung ganz gut war. Vielleicht wird keine Folie, sondern ein Glasgitter verwendet, oder die Folie ist so montiert, dass sie sich nicht wellt.

Ich habe versucht zu verstehen, welchen Effekt es hat, wenn das Gitter unter einem Winkel montiert ist und vor allem, welchen Vorteil man davon hat. Natürlich wird der Aufbau schmaler, aber ich sah bei Selbstbauten beide Versionen, aber nie eine Erklärung, warum der eine oder andere Weg gewählt wurde.

Michael
 
Hallo Michael,

Danke für den Link zum Video, aber das kenne ich schon ;).

Shelyak nutzt da ein interessantes Bauteil ein s. g. "Grism". Das ist eine Kombination eines Transmissionsgitters mit einem Prisma zur Begradigung des Strahlengangs. Hier (im 2. Bild) kannst Du den Aufbau erkennen:

https://davinci.fmph.uniba.sk/~kundracik1/PollutionSpectrometer/

Bei einem normalen Transmissionsgitter bekommst Du ja immer das ungebeugte Bild des Schlitzes (Beugung 0. Ordnung) auf der graden optischen Achse. Die Beugungen (1. 2....) liegen dann rechts und links der senkrecht angeordneten Linien des Gitters, also unter einem gewissen "Ablenkwinkel".

Das "Grism" biegt nun die Beugung 1. Ordnung wieder in die grade optische Achse. Allerdings macht ein solches Teil auch den wesentlichen Vorteil eines Gitters wieder zunichte. Beim Gitter ist nämlich der Zusammenhang zwischen Wellenlänge und Ablenkwinkel linear, was die Kalibration deutlich erleichtert. Beim einem Prisma ist dieser Zusammenhang unlinear. Ein Prisma bringt dann also wieder einen unlinearen Anteil mit ein, auch wenn er gering sein mag.

Für den Star Analyzer gibt es übrigens ebenfalls ein Zusatz-Prisma, welches den Strahlengang begradigt.

ich hoffe, ich konnte etwas zur weiteren Verwirrung beitragen ;).

Viele Grüße & CS,
Reinhard
 
Zuletzt bearbeitet:
Ich sah die Tage auf Youtube das hier:


Dort wird ein Spektroskop wie dieses


als Vorsatz verwendet. Das Teil gibt es überall im Netz und teilweise erheblich billiger. Es enthält einen Schlitz, eine Kollimationslinse und ein Gitter, sonst nichts. Du brauchst also noch ein Objektiv, was auf unendlich fokussiert, um ein Bild auf dem Sensor zu bekommen.

Ich war erstaunt, dass die Auflösung ganz gut war. Vielleicht wird keine Folie, sondern ein Glasgitter verwendet, oder die Folie ist so montiert, dass sie sich nicht wellt.

Ich habe versucht zu verstehen, welchen Effekt es hat, wenn das Gitter unter einem Winkel montiert ist und vor allem, welchen Vorteil man davon hat. Natürlich wird der Aufbau schmaler, aber ich sah bei Selbstbauten beide Versionen, aber nie eine Erklärung, warum der eine oder andere Weg gewählt wurde.

Michael
Interessant … das kommt mir irgendwie aus diesen Thread bekannt vor - nur mit anderer Kamera und Software ;)


CS & VG
Stefan
 
Oben