Lezione 1 - Binning e Calibrazione

Agire sul contrasto sino a che le righe dello spettro saranno chiaramente visibili

Una volta che è mostrata la serie di intensità, si può muovere il cursore sul profilo. L'intensità del profilo è ancora mostrata nella toolbar nel campo "I" . Nel lato sinistro,nel campo  "x,l" è mostrata la coordinata x del cursore e la lunghezza d'onda associata alla x quando la serie è calibrata.

Nel caso non esista alcuna serie ref1 , l'applicazione vi chiederà se volete usare la serie di intensità corrente (quella riportata nelle preferenze- references) come serie ref1  . Cliccare su "yes" per copiare la serie di intensità nella  serie ref1 per effettuare la calibrazione.

Per calibrare lo spettro è ora necessario identificare due righe. Identificazione significa che occorre conoscere la lunghezza d'onda delle due righe. Si può far riferimento alla sezione "how to" per la teoria. In primo luogo  occorre inserire la lunghezza d'onda delle righe nel campo della barra di calibrazione . Nel campo"raie1" inserire la prima lunghezzad'onda, e nel campo "raie2" la seconda.

Andare ora sulla seconda riga

La quantità di Angstrom per pixel (A/pixel) è indicata nella barra superiore. Ora, muovendo il cursore del mouse sul profilo dello spettro, il campo "x,l" della barra è aggiornato sia con i pixel che con la lunghezza d'onda. Ciò sta ad indicare che il profilo è stato correttamente calibrato:ora si può, quindi, spostare il cursore sulle righe del profilo spettrale identificando le lunghezze d'onda relative e la tipologia di elementi cui si riferiscono. 

Calibrazione con l'uso del tipo spettrale

Quando non si riconoscono facilmente alcune righe chiave , si può ugualmente trovare assistenza nella libreria di spettri per tipo spettrale inclusa in Vspec.Per prima cosa  apriamo il profilo della nostra stella .

Per mostrare lo spettro del medesimo tipo spettrale della stella osservata, occorre sapere di che classe spettrale è questa. VSpec offre l'assistenza del Bright Star Catalogue incluso sotto forma di file excel.Andare quindi nel menu "Tools" e cliccare su "spectral type".

Una finestra di dialogo chiederà di immettere il nome della stella.Usare la sintassi richiesta: le prime tre lettere sono quelle dell'afabeto greco del nome della stella, come alp per alpha; bet per beta, etc,  quindi seguono le prime tre lettere del nome latino della costellazione, come Lyr, Aur,Cma; Ori etc .Una volta fatto, cliccare OK.

V Spec cercherà quindi nel catalogo il tipo spettrale della stella e lo mostrerà sullo schermo.Prendere nota del tipo spettrale.

Andare nel menu "files" per importare lo spettro di riferimento dalla libreria: la libreria di spettri è sotto il formato .dat  , quindi scegliere "import dat"

Scegliere il file corrispondente al tipo spettrale della stella studiata e cliccare OK: lo spettro di riferimento sarà ora mostrato in un nuovo documento profilo.

Tutto quello da fare ora sarà di regolare lo scaling dello spettro di riferimento sino a quando si riconosceranno delle somiglianze nella struttura della righe.

Una volta identificate alcune righe, usare il cursore per sapere  a quale lunghezza d'onda corrispondono ; si può anche usare la funzione "label" del menu a colonna sulla destra del profilo.Selezionare con il mouse la riga d'interesse, quindi cliccare sul pulsante "label".

Compararazione di spettri

La prima operazione che si effettua dopo la calibrazione è in genere al comparazione di spettri. Tale comparazione può essere effettuata o tra spettri di due oggetti differenti, o tra spettri dello stesso oggetto presi in diversi periodi di tempo.

Per settare la stessa lunghezza d'onda, passare col cursore sui 2  spettri in modo che questi possano essere mostrati nella stessa scala, quindi cliccare sullo spettro sul quale si intende allineare l'altro, e cliccare poi sul pulsante "paste format".

Lo spettro sulla sinistra ha cambiato la sua scala di lunghezza d'onda ed è mostrato nello stesso intervallo di lunghezza d'onda dello spettro di destra.

Se si vuole cancellare l'operazione, basta selezionare lo spettro di sinistra (quello interessato) e poi cliccare il pulsante "cancel zoom"

Un altro modo molto pratico per effettuare la comparazione degli spettri è di sovrapporli. Dopo che i due diversi spettri sono stati caricati, selezionare la serie che si vuole copiare. Per selezionare la serie, andare nel box a discesa e selezionare la serie desiderata.

Selezionare il profilo di cui si vuole copiare la serie cliccando sulla barra superiore del profilo stesso e poi sul pulsante "paste".

E' bene precisare che quando si sovrappongono spettri Raw le rispettive intensità sono difficili da confrontare in quanto sono stati acquisiti in condizioni differenti .

Se si acquisisce il medesimo spettro, ma in un tempo diverso, si osserveranno differenze nell'intensità, in quanto le condizioni sono state diverse, come, ad es, il tempo di integrazione, la trasparenza del cielo, etc.Così, se sovrapponedoli l'intensità degli spettri non coincide,  ciò non vuol dire che lo spettro è mutato.

E', poi, importante normalizzare i due spettri.Il processo di normalizzazione calcola l'intensità relativa degli spettri relativamente ad una zona di lunghezze d'onda nella quale non sono presenti righe, per non compromettere i risultati dell'operazione.
La zona di riferimento per la quale ciascuna intensità sarà divisa, va selezionata nel menu "preferences". Andare quindi nella barra superiore e nel menu "preferences" . Selezionare il tab "continuum", ed inserire le lunghezze d'onda che delimiteranno la zona nella quale la media verrà calcolata, quindi cliccare OK.

Sarà ora calcolata una nuova serie, nella quale ciascun pixel di intensità contiene ora l'intensità originale divisa per la media della zona di lunghezze d'onda del continuo.Selezionare il secondo profilo e cliccare nuovamente sul pulsante"normalize".

Il secondo punto al quale occorre prestare attenzione quando si paragonano  due spettri è il coefficiente di campionamento: se uno di essi è stato acquisito ad un fattore di campionamento minore, la risoluzione non sarà la stessa e le caratteristiche non appariranno quindi le stesse.

Si può cambiare artificialmente il fattore di campionamento di uno spettro ricampionandolo.Occorre tuttavia usare questa funzione con attenzione, in quanto può creare artefatti.Selezionare la serie che si intende ricampionare e cliccare sul pulsante "recalibrate"

La finestra di dialogo chiederà di selezionare il nuovo campionamento di una delle serie aperte . Cliccare  OK.:la serie sarà ricampionata con il nuovo fattore.

L'ultima funzione da esplorare è la funzione cinema.Questa mostrerà in uno dei documenti profilo ciascuna serie aperta alternativamente .Per fare ciò aprire gli spettri e sistemare i documenti profilo, per fare ciò usare l'opzione "small windows" nel menu windows. 

Quindi cliccare sul pulsante "Animation" . . L'animazione inizierà nei documenti aperti.

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Identificazione degli elementi

Carichiamo ora il profilo di uno spettro, correttamente calibrato in lunghezza d'onda.Lo spettro sottostante è quello della nebulosa planetaria M57

Ora, cliccare col pulsante destro, e , nel pop-up menu,selezionare  "label" .Rilasciando il pulsante,la lunghezza d'onda del centro della riga sarà indicata sopra la riga stessa.Se si possiede un testo con le righe di riferimento, si può cercare a quale elemento corrisponda quella lunghezza d'onda.

Una strategia ancora più semplice può essere quella di usare la libreria di elementi disponibile: andare quindi nel menu "Tool" e scegliere "elements".

Apparirà una nuova finestra con le righe della libreria contenute nerl dominio di lunghezze d'onda dello spettro.

Indicare col cursore l'elemento che si vuole controllare e cliccare : la linea rossa nel documento spettro  si andrà a collocare sulla lunghezza d'onda relativa nello spettro . Far scorrere il cursore da riga a riga e vedere quali altri elementi corrispondono:Scorrendo la libreria, si potrà vedere che spesso più elementi corrispondono ad una data riga.Come si può sapere quale è quello giusto?

Selezionare la zona dove tali righe si trovano nello spettro, poi cliccare sulla finestra degli elementi,e quindi muovere il cursore nel documento del profilo spettrale, cambiando la posizione del cursore, alcune righe verranno illuminate nella finestra degli elementi. una di queste sarà quella dell'NII.

Tornare ora alla finestra degli elementi e scorrerla sino a trovare il [NII], quindi selezionarlo nella finestra piccola.

Si potrà effettuare questa ricerca con diversi elementi o con uno spettro più complesso e controllare una dopo l'altra diverse righe.Nelle'esempio che segue, lo spettro di Arturo mostra molte righe e vi è stato sovrapposto lo spettro del Fe, Mg e Ca: alcune righe corrispondono, anche con più di un elemento, e non è possibile a questa risoluzione riconoscere con certezza l'elemento corrispondente.

A ciascuna esportazione, una nuova serie è aggiunta nel documento del profilo spettrale col nome spc"elementsymbol"; se dopo esportazioni multiple si vuole tornare indietro andare nel menu a tendina con l'elenco delle serie ed attivare quella desiderata.

Dopo un'esportazione, si può tornare alla libreria degli elementi cliccando sul pulsante "reset".

Nella lista  gli elementi sono ordinati per lunghezza d'onda ascendente: l'ordine può essere cambiato per livello di ionizzazione cliccando sulla colonna "Ion".Si possono anche cancellare temporaneamente le righe selezionandole e premendo il tasto "delete" sulla tastiera: al successivo richiamo del database verrà in ogni caso ripristinata la situazione preesistente.

Quando lo spettro mostra una struttura di righe molto  complessa, la sovrapposizione di righe può creare confusione, come nel sottostante spettro di Giove fatto da Don Mais.

Una possibile strategia è quella di aprire la finestra degli elementi e selezionare  le righe che si vogliono identificare-soltanto le righe degli elementi che hanno lunghezze d'onda di transizione sono elencate nella finestra.Normalmente vi sono elencate righe di elementi multipli ed occorrerà tentare di identificare quello giusto.Quando un elemento è identificato, esso normalmente presenta altre righe ad altre lunghezze d'onda tra loro collegate.

L'ultimo tipo di uso che si può fare con la libreria degli elementi è quella di aiutare a riconoscere le righe di uno spettro non calibrato.Nello spettro sottostante di Vega ci si aspetta di osservare essenzialmente righe dell'idrogeno, ma quali saranno?

Poichè lo spettro non è calibrato per la lunghezza d'onda,  quando si tenterà di aprire la finestra degli elementi apparirà un messaggio di avviso.

Cliccare sull'icona del pulsante  "export as a document" ed apparirà un nuovo documento profilo con le righe dello spettro sintetico dell'Idrogeno, ma per consentire l'esatta sovrapposizione lo spettro dovrà essere mostrato con l'esatto coefficiente di ingrandimento e dominio di lunghezza d'onda

Dalla versione 2.06 è disponibile una funzione di zoom interattivo per facilitare il processo di corrispondenza.Andare sul menu Format e selezionare zoom.

Una volta eseguito tale processo, si saranno identificate alcune righe con la relativa lunghezza d'onda e si potrà dare inizio al vero procedimento di calibrazione.

Formattazione dei profili

Per modificare la scala degli assi del display grafico andare  nel menu format - graphic quindi andare nella finestra di dialogo "Graphic" e, per cambiare i valori Hi e Lo  del minimo e massimo dell'asse verticale, immettere i nuovi valori nei campi relativi.

Vi è un tuttavia un modo più rapido per cambiare il valore massimo dell'asse verticale: usare le due frecce su e giù nella barra a lato del documento profilo.Questa procedura cambia tuttavia solo il valore massimo dell'asse Y.Il valore minimo può essere cambiato soltanto attraverso la finestra di dialogo "Graphic": di default, il valore minimo dell'asse Y è zero.

Per cambiare la zona di lunghezza d'onda, basta selezionare l'intervallo voluto e cliccare sul pulsante "zoom" della barra superiore.

La zona selezionata viene allora espansa nella finestra del documento.

Per cambiare la posizione del titolo, muovere il cursore del mouse su esso, e quando cambia, cliccarvi sopra per selezionarlo.

Quindi trascinarlo nella sua nuova localizzazione

Vi è un sistema più veloce per agire sul display delle graduazioni: usando il pulsante  sulla barra a destra del profilo.

Sono anche disponibili altre possibilità di formattazione, come cambiare il tipo e la grandezza dei font o i colori di sfondo.

Infine, non dimenticarsi di esportare il risultato come file bmp, in quanto tutte le caratteristiche di formattazione inserite saranno perse chiudendo il file come spc.

Una speciale caratteristica di formattazione è data dalla possibilità di graduazione dell'asse X per lo shift doppler invece della lunghezza d'onda assoluta.

Nella finestra di dialogo "Graphic", nel tab asse X, immettere la lunghezza d'onda centrale dalla quale dovrà essere calcolato lo shift doppler  e contrassegnare l'opzione "Doppler". 

Talvolta possono apparire strani effetti di sovrapposizione di caratteri: in tal caso aumentare i valori di Ticks e/o Nb ticks.

Con la corretta spaziatura il risultato è il seguente:

Tale funzione è molto utile quando si ricerca la velocità di espansione di una nova.Sotto è mostrata la riga H alfa, ed è facile verificare che la velocità di espansione è di circa 1100 Km/sec.

Un' altra pratica funzione, prima di esportare il file come bitmap è quella della "User defined size", della grandezza dello stesso in pixel.

Per porre automaticamente il documento alle dimensioni  settate nelle preferenze, basta premere il pulsante "User defined size" nella barra superiore.

E il documento sarà impostato nelle dimensioni volute.

Formattare ripetutamente gli spettri nello stesso modo può essere molto fastidioso; è stato quindi previsto un certo numero di funzioni automatiche, ma queste richiedono alcune informazioni per funzionare correttamente.Alcune saranno estratte direttamente dal file immagine, ma altre richiedono l'immissione di dati da parte dell'utente nell'Header del file spc.

 Passo 6 - Infine aprire i files

Tutti i files saranno mostrati e sistemati nello spazio di lavoro.

Tuttavia essi non avranno tutti lo stesso formato, la stella ampiezza di lunghezza d'onda: prendere allora uno della lista, selezionare l'ampiezza di lunghezza d'onda voluta e applicare lo zoom.

Ora, per applicare questo formato a tutti gli altri documenti aperti, basterà cliccare sul pulsante "paste format" della barra.

Ciascun profilo avrà ora lo stesso range di lunghezza d'onda e la stessa dimensione della finestra di quello attivo.

Per fare la stessa cosa sull'asse Y, c'è un altro pulsante "Max Y"To do the same on the Y axis, it is another button "Max Y" - Questo tuttavia non applica la scala Y del profilo attivo a tutti gli altri aperti.

Quando una certa quantità di profili sono aperti, non è facile trovare quelli giusti: serve allora utilizzare la funzione "small Windows".

Tutti i profili aperti saranno riscalati e mostrati come miniature