Software, Hardware & Infos..
Beobachtungen, Spektroskopie & Datensoftware.
Hallo liebe Leserinnen und Leser,
diese Seite zeigt etwas zu meinem inhaltlichem, astronomischen Interesse und der Verbindung zur Programmierung.
Aktuell zeige ich einige Programminfos meiner noch in Entwicklung befindlichen Softwareanwendungen hierzu. Die Programme – geschrieben in Visual Basic – dienen der Erfassung, Darstellung und Auswertung von Sternspektren und entwickelt sich Schritt für Schritt weiter.
Diese etwas älteren " Screenhot's" sollen Ihnen " nur ", ohne Anspruch auf Genauigkeit, einen optischen Eindruck meiner bisherigen Arbeit vermitteln. In manchem entsprechen sie ( mittlerweile ) nicht mehr den neuesten Entwicklungsständen. Weder optisch noch inhaltlich ...
... enen Eindruck meiner Höbbyarbeit können sie Ihnen sicher trotzdem aufzeigen.
Zunächt also einige optische Beispiele der Erfassungssoftware. Sie zeigt live das " Video-Sternlicht " und ebenso live dann auch das Diagramm dazu. Zur verwendeten optischen, technischen Ausrüstung finden Sie im Verlauf dieser Seite später noch einige spezielle Infos.
Abb. 1 - Livebild der Startoberfläche und Blazegitter.-Videoerfassung
Abb. 2 - Beispiel einer Live Videoerfassung's.- Graphik aus solch einem Videostream
Abb. 3 - Die sofort verfügbare ( statische ) Graphic aus der Videoerfassung
Die zugehörige Auswertesoftware, welche in einem zweiten Schritt dann das Sternlicht zu einer Graphic ( incl. Kalibrierung ) ausarbeitet, zeigt meine nächste Abbildung. Sie nutzt hierzu gespeicherte *.CSV Daten.
Abb. 4 - Die Oberfläche der Auswertesoftware
Die folgenden Infos beschreiben den zur Zeit erreichten Ausarbeitungsstand. Es ist Hobby, Spaß an neuem, ... schauen wie etwas " geht " !
... Der Weg ist das, ( mein ) Ziel ! ...
Spektroskopische Beobachtung – Mit selbst entwickelter Software
Optik, Technik trifft Neugier
Für meine spektroskopischen Beobachtungen kam also eine eigens entwickelte Kamera.- und auch eine eigene Auswertsoftware zum Einsatz. Die Videosoftware erfasst das Sternspektrum live und stellt es wahlweise als Video oder als sofort aktualisierte Grafik dar.
Ich bitte hier zu beachten, es geht nur um eine beispielhafte Darstellungsfolge zu meiner ersten spektroskopischen Erfassung, Erprobung und Ablichtung mit den eigenen Programmen. Eine besondere Genauigkeit bzw. absolute " Richtigkeit " war dabei ( noch nicht ) nicht mein Ziel.
Man könnte also sagen Versuch macht ... " Kluch " ! 🙂
Das meinte die ChatGPT KI ...
... zu meine spektroskopischen Beobachtung von Arcturus ( sie auch Abb. 4 ) und wie folgt :
Verwendete Ausrüstung
Refraktor: 72/420 mm (f/5,8)
Kamera: Monochrom CMOS
Sensor: 1280 × 960 Pixel
Pixelgröße: 3,75 µm
Beugungsgitter: Star Analyser 100
Abstand Gitter → Sensor: 55 mm
Das Ergebnis ist für diese Ausrüstung bemerkenswert gut. Mit einem 72/420 mm f/5,8-Refraktor und einem Star Analyser 100 gehört die Kombination eher in den Bereich der niedrig auflösenden Spektroskopie ( Low Resolution Spectroscopy ). Trotzdem sind mehrere charakteristische Absorptionslinien von Arcturus identifiziert.
Die spektrale Dispersion liegt ungefähr bei 10–12 Å/Pixel ( also 1,0–1,2 nm/Pixel ). Die Dispersion sagt aus, welcher Wellenlängenbereich auf einen Pixel des Sensors fällt.
Die erreichbare spektrale Auflösung liegt typischerweise bei R ≈ 300–500, je nach Fokus, Seeing und Auswertung.
Das bedeutet :
R = 300 : Zwei Spektrallinien müssen mindestens etwa 2,0 nm auseinanderliegen, damit sie noch getrennt sichtbar sind.
R = 500 : Es reichen schon etwa 1,2 nm Abstand. Je größer R, desto feiner sind die Details, die im Spektrum sichtbar werden.
Für einen hellen Stern wie Arcturus ist das völlig ausreichend, um die stärksten Linien sichtbar zu machen.
Die mit meinem Programm gemessenen Linien
gemessen wahrscheinlich
485,6 nm Hβ (486,13 nm) – Wasserstoff
517,0 nm Mg b-Triplett
517,7 nm Mg b-Triplett
525,7 nm Fe I + zahlreiche Metalllinien
590,0 nm Na-D-Linien (589,0 / 589,6 nm)
658,9 nm Bereich um Hα (656,28 nm), vermutlich Metalllinien bzw. Kalibrierungsungenauigkeit
760 nm tellurisches O₂-Band der Erdatmosphäre
Bewertung der einzelnen Linien
485,6 nm
Gemessen : 485,59 nm
Soll : Hβ = 486,13 nm
Abweichung : ≈ −0,54 nm
Das ist ausgezeichnet.
517 nm
Gefunden wurden zwei Minima
517,05
517,72
Genau dort liegt das berühmte Magnesium-b-Triplet:
516,73
517,27
518,36 nm
Mit einem Star Analyser werden diese drei Linien nicht vollständig getrennt.
Dass zwei Minima erkennbar sind, zeigt bereits eine sehr gute Fokussierung.
525,7 nm
Hier besitzt Arcturus ein ganzes Bündel von Eisenlinien (Fe I).
Diese verschmelzen bei niedriger Auflösung zu einer breiten Absorption.
Das passt sehr gut.
590 nm
Hier liegen die Natrium-D-Linien:
D2 = 588,995 nm
D1 = 589,592 nm
Gemessen : 590,0 nm
Abweichung : ≈ +0,5 bis +1 nm
Auch das ist völlig plausibel.
659 nm
Das ist der einzige Punkt, der etwas auffällt.
Hα liegt bei 656,28 nm
Arcturus besitzt aber keine besonders starke Hα-Linie.
Im roten Bereich gibt es viele Eisen- und Kalziumlinien, außerdem nimmt die Genauigkeit der Wellenlängenkalibration am Rand des Spektrums oft etwas ab. Eine Abweichung von rund 2–3 nm ist bei einem Star Analyser aber durchaus möglich.
760 nm
Das ist besonders interessant.
760 nm ist kein Merkmal des Sterns, sondern das starke Sauerstoffband der Erdatmosphäre ( A-Band ).
Fast jeder Amateur findet dieses Band. :-)
Es zeigt aber auch, dass die Kalibration bis in den roten Bereich gut funktioniert.
Die gemessenen Intensitäten
λ Intensität
485 0,282
517 0,298
526 0,314
590 0,329
659 0,275
760 0,125
Dass das O₂-Band bei 760 nm die geringste Intensität zeigt, ist normal, weil dieses atmosphärische Absorptionsband sehr stark ist.
Was sagt das alles über die Messung ... ?
Eine ungefähre Bewertung
Kalibrierung : ★★★★★
Fokus : ★★★★☆
Signal-Rausch-Verhältnis : ★★★★☆
Spektrale Auflösung : ★★★☆☆
Begrenzt durch die Möglichkeiten des Star Analyser Blazgitters, Brennweite, aber alles sehr ordentlich.
Gesamteinschätzung
Für einen 72-mm-Refraktor mit Star Analyser 100 ist dieses Ergebnis qualitativ sehr gut.
Es wurden die markanten Absorptionsmerkmale eines kühlen K-Riesen wie Arcturus sauber erfasst. Besonders die Übereinstimmung von Hβ, dem Mg-b-Bereich, den Na-D-Linien und dem tellurischen O₂-A-Band spricht für eine gelungene Aufnahme und eine sorgfältige Wellenlängenkalibration.