Observationelle Værktøjer, F2010

Projekter og Rapporter

OBS OBS OBS: Denne side opdateres jævnligt, så check engang om dagen når du laver projektet!

Seneste opdatering: d. 20/5 – 2010:

Projekt 1 har fået tilføjet en artikel: Mohejska....2003.pdf Projekt 4 har fået tilføjet en info-fil med HJD og barycentrisk hastigheds-korrektion for de 14 filer som hedder NGC2506-XXXX.txt Projekt 6 har fået et sol-spektrum på data-hjemmesiden som kan anvendes som template. Check Readme filen !!!!!

Data for alle projekter kan findes via: http://www.phys.au.dk/~fgj/OV-2010/Data o:g såProjekt[1-8] ......

Rapporter i Observationelle Værktøjer, F2010

Krav og ønsker:

Aflevering SENEST d. 18/6 – 2010!

I må meget gerne arbejde i grupper, 1-3 personer, men skriv rapporten selv, da der

gives individuelle karakterer.

Forsiden skal indeholde dit navn, samt navne på dem du arbejdede sammen med og

hvilket af projekterne du har valgt.

Hvis du har et billede af dig selv så put det gerne på -- ikke et krav :-)

Aflever som e-mail til fgj@phys.au.dk, helst som PDF. Jeg sender en

bekræftigelses-email for hver modtaget rapport.

Rapporten skal være 10-15(MAX.) sider.

Rapportens indhold:

Kort og præcis videnskabelig baggrund for projektet: .... hvorfor er der nogen som har taget disse data ? Eventuelt med overvejelser om hvorfor der er målt som der er ....

Information om de opsamlede data: teleskop, instrument, filtre, exponeringstider og anden relevant information.

Beskrivelse af hvad opgaven vil omhandle. Hvad er planen for databehandlingen.... først gør vi sådan.... så gør vi sååån osv... Ind-i-mellem er det rart også at få at vide hvorfor du gør som du gør, eller hvorfor en given parameter har en bestemt værdi.....

Gennemgå data-reduktionen. Det er normalt IKKE nødvendigt at forklare et MatLab program i ALLE detaljer, men mere filosofien bag det. Hvis I ønsker at inkludere jeres program, så vedhæft en udskrift som et appendix.

Hvis det er relevant, overvej hvad fejlen på målingerne er.

Er der relevant litteratur om objektet, eller emnet. Jeg forventer ikke et stort videnskabeligt studie, men det kan i nogle tilfælde være relevant at vide hvad andre har fundet og evt. Sammenligne. HUSK and angive referencer.

Diskussion af resultaterne og en konklusion. Hvad har vi fundet? Hvordan stemmer det med andre? Vurdering: er det vi har fundet godt eller skidt? Er der ting som du/man kan gøre bedre i data-reduktionen, observationerne.... planlægningen... livets opståen, kræftens gåde osv..... :-)

Diverse links:

* ADS (artikler): http://adsabs.harvard.edu/abstract_service.html

* Pre-prints: http://xxx.lanl.gov

* ESO: http://www.eso.org

* Nordisk Optisk Teleskop: http://www.not.iac.es

Projekterne:

1) Eftersøgning af variable stjerner i hoben M67.

2) V18 i NGC 6791 – radialhastigheder og masse.

3) Farve-lysstyrke diagrammet for NGC 6791.

4) NGC 2506 – radialhastigheder og medlemskab af hoben.

5) Delta Scuti stjernen AE Uma.

6) Radialhastigheder med HARPS – Planet detektion.

7) Aktivitets-måling for stjerner i Kepler feltet (CaHK).

8) Måling af effektiv temperatur for 40 Kepler stjerner.

9) Bølgelængde-kalibrering af UVES spektrografen.

Projekterne:

1) Eftersøgning af variable stjerner i hoben M67.

2) V18 i NGC 6791 – radialhastigheder og masse.

3) Farve-lysstyrke diagrammet for NGC 6791.

4) NGC 2506 – radialhastigheder og medlemskab af hoben.

5) Delta Scuti stjernen AE Uma.

6) Radialhastigheder med HARPS – Planet detektion.

7) Aktivitets-måling for stjerner i Kepler feltet (CaHK).

8) Måling af effektiv temperatur for 40 Kepler stjerner.

9) Bølgelængde-kalibrering af UVES spektrografen.

Data

Data til dette projekt består af een fil pr stjerne som er observeret, denne indeholder heliocentrisk juliansk dato, lyskurven samt hvilket observatorium hvert punkt er observeret fra. Data-filerne (både individuelle og en stor zip fil (allstars.zip)) kan downloades her: http://astro.phys.au.dk/~fgj/OV-2010/Data/Projekt1

Filen cmd.png indeholder en figur som viser farve-lysstyrke diagrammet for M67 med de observerede stjerner overplottet (røde punkter). Stjernerne til dette projekt er de 120 klareste.

Opgavebeskrivelse

Som led i et stort observationsprogram er stjernehoben M67 blevet observeret over en periode på ca. 6 uger fra en række forskellige observatorier spredt omkring på Jorden. Formålet med denne øvelse er at bruge fotometrien fra denne observationskampagne til at eftersøge variable stjerner i hob-feltet. Der er ca. 450 stjerner i alt, men vi koncentrerer os om ca. 120 af disse.

Overvej hvordan en tidsserie med lysstyrke målinger kan anvendes til at finde variable stjerner (pulserende variable of formørkelsesvariable). Skriv et program som kan finde kandidater automatisk. Konstruer evt. kunstige lyskurver som kan anvendes til at teste den/de metode(r) som anvendes.

Projekterne:

1) Eftersøgning af variable stjerner i hoben M67.

2) V18 i NGC 6791 – radialhastigheder og masse.

3) Farve-lysstyrke diagrammet for NGC 6791.

4) NGC 2506 – radialhastigheder og medlemskab af hoben.

5) Delta Scuti stjernen AE Uma.

6) Radialhastigheder med HARPS – Planet detektion.

7) Aktivitets-måling for stjerner i Kepler feltet (CaHK).

8) Måling af effektiv temperatur for 40 Kepler stjerner.

9) Bølgelængde-kalibrering af UVES spektrografen.

Data: VLT spektre for V18, og program til læsning af spektre i MatLab findes HER

Til den videre analyse kan evt. Anvendes information om et ande binær-system, V20:

M1 = 1.083± R1 = 1.400±

M2 = 0.832± R2 = 0.79±

For V18 har Karsten Brogaard endvidere bestemt:

R1 = XXXXX

R2 = YYYYY

Opgavebeskrivelse

I denne opgave skal man bestemme masserne for det to stjerner som indgår i binær-systemet V18, i den gamle åbne stjernehob NGC 6791. Data-sættet består af 13 spektre optaget med UVES spektrografen ved VLT.

Ved hjælp af spektrene bestemmes hastigheden af det to komponenter i binær systemet. Til dette formål anvendes krydskorrelationsmetoden.

.... se næste side.

Efterfølgende bestemmes perioden for binær-stjernen samt masserne af

de to komponenter (Keplers lov!). Diskuter/beskriv hvilke fejl og usikkerheder

som indgår i bestemmelsen af masserne og giv en vurdering af størrelsen

for nogle af dem.

Rapporten skal også give en kort redegørelse for hvorfor det kan være

interessant at studere et system som V18 i en stjernehob, samt beskrive

hvordan dit program virker.

Projekterne:

1) Eftersøgning af variable stjerner i hoben M67.

2) V18 i NGC 6791 – radialhastigheder og masse.

3) Farve-lysstyrke diagrammet for NGC 6791.

4) NGC 2506 – radialhastigheder og medlemskab af hoben.

5) Delta Scuti stjernen AE Uma.

6) Radialhastigheder med HARPS – Planet detektion.

7) Aktivitets-måling for stjerner i Kepler feltet (CaHK).

8) Måling af effektiv temperatur for 40 Kepler stjerner.

9) Bølgelængde-kalibrering af UVES spektrografen.

Data

3 CCD billeder, samt en datafil med koordinater for de fundne stjerner i feltet (x,y) positioner. Yderligere information om magnituderne for nogle få stjerner, som kan bruges til fotometrisk kalibrering, gives senere.

Billede i B filter findes her: Bimage.fit

Billede i V filter findes her: Vimage.fit

Billede i I filter findes her: Iimage.fit

Koordinater for stjerner i I filter her

Standard stjerner for stjerner i I filter her

Isokroner for hoben findes her

Opgavebeskrivelse

NGC 6791 er blevet observeret med et CCD kamera fra Nordisk Optisk Teleskop på La Palma, i Johnson filtrene B, V og I. Formålet med denne øvelse er at konstruere farve-lysstyrke diagrammer (B-V, V) og (V-I, V) samt (B-I,V) for stjernehoben, og give et estimat af hobens afstand.

For hvert af de 3 billeder laves blænde fotometri for forskellige, passende, blænderadier, og farve-lysstyrke diagrammerne konstrueres. Du kan sikkert anvende det program til fotometri som er blevet skrevet ved øvelserne, og så modificere dette på passende vis. Prøv også om du kan transformere fra instrumentelle størrelsesklasser til kalibrerede magnituder.

En del af materialet til analysen er teoretiske modeller (isokroner) som viser hvordan stjernerne er fordelt i et farve-lysstyrke diagram for en konstant alder. Vi antager at modellerne er korrekte og derfor kan afstanden til hoben bestemmes vha. disse...... overvej!!.

Projekterne:

1) Eftersøgning af variable stjerner i hoben M67.

2) V18 i NGC 6791 – radialhastigheder og masse.

3) Farve-lysstyrke diagrammet for NGC 6791.

4) NGC 2506 – radialhastigheder og medlemskab af hoben.

5) Delta Scuti stjernen AE Uma.

6) Radialhastigheder med HARPS – Planet detektion.

7) Aktivitets-måling for stjerner i Kepler feltet (CaHK).

8) Måling af effektiv temperatur for 40 Kepler stjerner.

9) Bølgelængde-kalibrering af UVES spektrografen.

Data

Disse består af: spektre for 14 stjerner -- hver stjerne er observeret ca. 15 gange. Der er en datafil for hver stjerne. Desuden er der en datafil med dato (heliocentrisk juliansk dato) og barycentrisk hastigheds korrektion for hver observationsdato.

Her er data for stjernerne

Data for templates kommer senere!

Opgavebeskrivelse

Vi har spektre fra FLAMES spektrografen på VLT for ca. 123 stjerner i den åbne stjernehob NGC 2506. Hver af stjernerne har

~15 observationer over en periode på ca. 4 måneder.

I denne opgave skal vi for 14 af de 123 stjerner bestemme om de er medlem af hoben NGC 2506, samt undersøge om nogle af de udvalgte objekter er i binær systemer. Medlemskab af hoben afgøres ud fra stjernens radialhastighed, og sammenligne den med hobens middelhastighed (som er ca. 85km/s).

Givet det store antal observationer er det også muligt at vurdere fejlene på de målte radialhastigheder. .... Se næste side også!!!

Disse data ligger i filer med navne: 'NGC2506-XXXX.txt'

Data

Disse består af: spektre for 6 dobbeltstjerner og 2 enkeltstjerner. Hver stjerne er observeret 17 gange.Der er 17 datafiler for hver stjerne. Desuden er der et kunstigt template-spektrum og en datafil med dato (heliocentrisk juliansk dato) og barycentrisk hastigheds-korrektion for hver observationsdato.

Litteratur

Arentoft.pdf indeholder information om dobbeltstjernerne Kaluzny.pdf indeholder bla. en ligning 2, som vi skal bruge til at ændre vores template spektrum så det ligner en roterende stjerne

Brogaard.....pdf indeholder observationsansøgningen bag de aktuelle data, med diverse brugbare oplysninger.

Opgavebeskrivelse

Vi har spektre fra FLAMES spektrografen på VLT for 6 dobbelstjerner i den åbnestjernehob NGC 2506. Hver af stjernerne har 17 observationer fordelt over en periode på flere måneder.I denne opgave skal vi for hvert af dobbeltstjernerne bestemme om de er medlem afhoben NGC 2506, samt undersøge deres perioder og evt. måle stjernernes masser. Medlemskab af hoben afgøres ud fra stjernens radialhastighed, ogsammenligne den med hobens middelhastighed (som er ca. 85km/s).Vi skal også vurdere fejlene på de målte radialhastigheder og hvordan vi kan minimere dem.

Udvalgte stjerner i NGC 2506 – der er flere hvis I har lyst :-)

Projekterne:

1) Eftersøgning af variable stjerner i hoben M67.

2) V18 i NGC 6791 – radialhastigheder og masse.

3) Farve-lysstyrke diagrammet for NGC 6791.

4) NGC 2506 – radialhastigheder og medlemskab af hoben.

5) Delta Scuti stjernen AE Uma.

6) Radialhastigheder med HARPS – Planet detektion.

7) Aktivitets-måling for stjerner i Kepler feltet (CaHK).

8) Måling af effektiv temperatur for 40 Kepler stjerner.

9) Bølgelængde-kalibrering af UVES spektrografen.

Data

Data findes for AE UMa observeret på ORO. Brug de 'gule' billeder (filer af typen 'yellow_505.fit'). De findes på dette sted. Her ligger også en fil med tidspunktet som heliocentrisk Juliansk dato i form af en søjle i f.eks. denne tabel.

Flere instrukser findes her.

Alle billederne er flat-feltet, så de er lige til at springe på!

Opgavebeskrivelse

Stjernen AE UMa er en såkaldt Delta Scuti stjerne som varierer i lysstyrke med en periode på nogle få timer. I denne opgave skal der laves fotometri for ca. XXXX billeder, som er optaget med teleskperne på Ole Rømer Observatoriet. Opgaven er at producere en lyskurve som kan bruges til at bestemme stjernens svingningsperiode samt amplituden for variationerne.

I rapporten skal der gives en (kort) beskrivelse af hvad en Delta Scuti stjerne er, og prøv om det kan vurderes hvad måleusikkerheden er på punkterne. Benyt ovenstående links til at give et bud på om stjernens svingnings-periode har ændret sig.

Projekterne:

1) Eftersøgning af variable stjerner i hoben M67.

2) V18 i NGC 6791 – radialhastigheder og masse.

3) Farve-lysstyrke diagrammet for NGC 6791.

4) NGC 2506 – radialhastigheder og medlemskab af hoben.

5) Delta Scuti stjernen AE Uma.

6) Radialhastigheder med FIES – Planet detektion.

7) Aktivitets-måling for stjerner i Kepler feltet (CaHK).

8) Måling af effektiv temperatur for 40 Kepler stjerner.

9) Bølgelængde-kalibrering af UVES spektrografen.

Data: ca. 21 spektre fra HARPS

Opgavebeskrivelse:

Bestem radialhastigheder for stjernen HAT-P16 fra FIES. Formålet er at finde en exoplanet, og sammenligne med resultaterne fra litteraturen.

Prøv at bestemme planetens masse og andre relevante parametrefor systemet......

Data for projektet findes her: HAT-P16 data

Data omfatter en: README fil, 14 spektre + et reference spektrum og enartikel om HAT-P16 (som er ny-opdaget). Brug artiklen som inspiration til hvadder kan undersøges.

Vi har ikke fotometri-data – så det er ikke muligt at bestemme radius.

Kan vi ud fra radialhastighederne alene vide at det er en planet ??

Projekterne:

1) Eftersøgning af variable stjerner i hoben M67.

2) V18 i NGC 6791 – radialhastigheder og masse.

3) Farve-lysstyrke diagrammet for NGC 6791.

4) NGC 2506 – radialhastigheder og medlemskab af hoben.

5) Delta Scuti stjernen AE Uma.

6) Radialhastigheder med HARPS – Planet detektion.

7) Aktivitets-måling for stjerner i Kepler feltet (CaHK).

8) Måling af effektiv temperatur for 40 Kepler stjerner.

9) Bølgelængde-kalibrering af UVES spektrografen.

Data: 45 spektre for 40 stjerner fra NOT. De findes via nedenstående link. Der er 2 filer pr. Stjerne, et sol-spektrum, en README fil og en zip fil med alle data for de 45 stjerner.

Opgavebeskrivelse:

Opgaven går ud på at måle stjernernes 'aktivitets-niveau' ved at måle styrken af Ca H+K linierne i spektret. Disse er et må for corona-aktivit ﾽ eten, og kan sige noget om pletter osv. Forståelsen af dette aspekt for stjernerne er meget dårlig, men det kan (potentielt) have indflydelsen på klima-debatten.

Endvidere vil det være muligt at undersøge om der er en sammenhæng med stjernernes rotation og aktivitets-niveauet.

Flere af stjernerne i samplet er i binære systemer -- men hvilke??

Litteratur: http://arxiv.org/abs/0910.1436

Hall, Lockwood & Skiff, AJ, 2007, 133, 862: Artiklen

Data er her

Styrken af CaHK emissionen som beskrevet i artiklen af Hall, Lockwood & Skiff.

...... snak med mig eller Karsten om detaljerne.

I grove træk: mål to bånd, 1Å brede på centrum af de to Ca linier, og mål to 'kontinuums-bånd' væk fra linierne.. og kombiner som beskrevet i artikelen af Lockwood.

Projekterne:

1) Eftersøgning af variable stjerner i hoben M67.

2) V18 i NGC 6791 – radialhastigheder og masse.

3) Farve-lysstyrke diagrammet for NGC 6791.

4) NGC 2506 – radialhastigheder og medlemskab af hoben.

5) Delta Scuti stjernen AE Uma.

6) Radialhastigheder med HARPS – Planet detektion.

7) Aktivitets-måling for stjerner i Kepler feltet (CaHK).

8) Måling af effektiv temperatur for 40 Kepler stjerner.

9) Bølgelængde-kalibrering af UVES spektrografen.

Formål: bestem temperaturen for (op til) 40 stjerner i Kepler feltet vha. Line-depth-ratioMetoden.

Artikel: Kovtyukh, Soubiran, Belik and Gorlova, A&A, 411, 559 (2003)

Sousa, Alapini, Israelian and Santon (A & A, 2010, 512, A13) – behøver I ikke læse.

Beskrivelse: Spektre af 40 stjerner fra FIES spektrografen udleveres (lambda,flux).

Full DeltaT1 DeltaT2 rms lambda1 EPL1 Elem1 lambda2 EPL2 Elem2 F(r) K K K 0.1nm eV 0.1nm eV

1 5300 6100 80 5490.15 1.46 TiI 5517.53 5.08 SiI Teff= -21.759*(r^4)+207.485*(r^3)-609.752*(r^2)+257.638*r+6250 2 4600 6100 79 5645.62 4.93 SiI 5670.85 1.08 V I Teff= 5617.992*(.980814^r)*(r^.1188655) 3 4100 6150 82 5650.71 5.09 FeI 5670.85 1.08 V I Teff= 5809.603*(.937044^(1/r))*(r^.05715055) 4 4100 6150 79 5665.56 4.92 SiI 5670.85 1.08 V I Teff= 5557.418*(.978819^r)*(r^.1273966) 5 4100 6150 64 5665.56 4.92 SiI 5703.59 1.05 V I Teff= 5717.915*(.97785^r)*(r^.1493519) 6 4650 6000 78 5670.85 1.08 V I 5701.11 4.93 SiI Teff= -75.43188*(r^3)+501.7045*(r^2)-1334.41*r+6383

Bemærk at tabellen ovenfor ikke er komplet – I kan finde de andre kalibrerings-relationerVed at slå artiklen op (på ADS, link på en af de første sider i dette dokument) og følge deLink der er til 'Online data' – spørg hvis I har brug for hjælp :-)

.... men I kan også finde alle relationerne her:

Bemærk, I behøver ikke nødvendigvis at bruge ALLESAMMEN, men blot et passendeudvalg.

Relationer til bestemmelse af effektiv temperatur.

SPEKTRE: Følg link under Projekt 7 !!

4600 6100 5645.62 SiI 5670.85 Teff= 5617.992*(.980814^r)*(r^.1188655)

Anvendelse på Solen giver en Teff på ca. 5600K.

Projekterne:

1) Eftersøgning af variable stjerner i hoben M67.

2) V18 i NGC 6791 – radialhastigheder og masse.

3) Farve-lysstyrke diagrammet for NGC 6791.

4) NGC 2506 – radialhastigheder og medlemskab af hoben.

5) Delta Scuti stjernen AE Uma.

6) Radialhastigheder med HARPS – Planet detektion.

7) Aktivitets-måling for stjerner i Kepler feltet (CaHK).

8) Måling af effektiv temperatur for 40 Kepler stjerner.

9) Bølgelængde-kalibrering af UVES spektrografen.