Pr

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Atlier Spectro Ecole CNRS La Rochelle 24-28 mai
2006
V.Desnoux - La Rochelle
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Tests installation

• Librairie
• Eléments
• Type spectral
• Gnuplot
• Spectrum

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Vspec préférences...

• Configurer Vspec
• Menu Préférences
• Répertoire de travail
• Type de fichier image (fits ou pic)
• Commentaire dans entete
• Zone du continuum
• Fichier raies atmosphériques
• Référence preset des 2 raies de calibration
• Spectrum répertoire où se trouve l'exécutable
  Spectrum.exe
• Langue...
• Position utilisé seuleument dans la correction
  de l'extinction atmosphérique

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Jouer avec l'image...

• Informations sur le pixel
• Coordonnées xy
• Intensité du pixel I
• Réglages des seuils
• Entrez des valeurs dans les zone de texte
• Jouer avec le click droit et déplacez le curseur
  en maintenant le bouton enfoncé
• Vers le haut, le bas augmente ou diminue le
  seuil haut
• Vers la droite, la gauche augmente ou diminue le
  seuil bas
• Revenir aux seuils enregistrés dans l'entete de
  l'image par le bouton "seuils d'origine"

Ouvrir fichier image
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Le binning

• Simple comme "un click"
• Si un seul spectre sur l'image, bien orienté
  click sur le bouton "Binning objet"
• Informations sur le profil
• Déplacez le curseur sur la courbe
• Xl position en x du pixel, longueur d'onde (une
  fois calibré)
• Intensité I
• Echantillonnage en Angström par pixel, toujours
  ramené à un échantillonage linéraire (A/pixel)
  (une fois calibré)
• Préparez la calibration
• Charger l'image du spectre de la lampe
• En faire le Binning References
• La courbe vient s'ajouter dans le même document,
  il contient deux courbes, deux "séries"

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Les séries...

• Document .spc
• Fichier ASCII lisible par notepad, excel,
  word...
• Définie par A.Klotz en 89
• Un entete suivi de 7 colonnes
• Seules les colonnes 3, 4, 5, 6 sont des séries
• car les colonnes 1 et 2 sont les abscisses (pixel
  et angstrom une fois calibré) et la colonne 7
  servait à invalider des pixels
• Un document .spc peut donc enregistré 4 colonnes
  profil, partageant les mêmes abscisses
  (calibration)
• Jouer avec les séries...
• Selection de la série "active" par curseur ou
  boite déroulante, changer sa couleur...

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Calibration "deux raies"...

• Avec le néon...
• Sélectionner la série Ref1
• Entrer dans le mode "calibration avec 2 raies"
• Si raies néon sont inconnues affichez la liste
  de raies avec "affiche elements"
• H-alpha 6562.852 -gt raies du néon sont "autour"
  -gt 6532.882 et 6598.953
• Selectionner la raie, entrer la valeur ou cliquer
  sur la ligne de la raie dans la liste
• Idem pour la deuxième, pour valider faire
  "entrée"
• Calibration effectuée, échantillonage mis à
  jour...

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Est-ce suffisant ?

• Afficher le spectre atmosphérique
• Demander la correction en H2O
• Les raies atmosphériques ne se superposent pas
  exactement avec celles du spectre calibré
• Calibration non-linéaire nécessaire

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Spectre de l'atmosphère

• Superposition des raies atmosphériques
• Dans liste elements, fichier source "atmos"
• Bouton "exporter"

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Raies atmosphériques principales 6500-6600 Ang
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Calibration avec plusieurs raies...

• Calibration multi-raie pour affiner l'étalonnage
• Boîte de dialogue calibration non-linéaire
• Sélectionner la raie
• Trouver sa longueur d'onde dans la liste
• s'aider des intensités, cliquer sur une longueur
  d'onde et observer ou se deplace le curseur
• Valider en tapant "entrée"
• Éventuellement, re-cliquer dans la zone d'édition
  de la longueur d'onde avant de revalider
• Le barycentre est calculé et la première raie
  s'inscrit dans la liste des raies de calibration
• Prendre autant de raies que voulu, bien répartie

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Raies atmosphériques identifiées...
1
2
3
4
5
13
Calibration multi-raie...

• Paramètres de l'étalonnage
• Choisir le degré du polynôme
• Les paramètres de l'équation de regression ne
  sont pas encore calculés
• On peut sauver la liste dans un fichier .lst
• Cliquer sur "Calcul"
• Si il n'y a pas de point d'inflexion, les
  paramètres du polynôme sont affichés
• Les résidus sont également calculés, plus ils
  sont petit, mieux c'est...
• Sauver les paramètres de l'équation dans un
  fichier .exc
• Le spectre se calibre
• Un re-échantillonage linéaire est ensuite fait
  pour afficher le profil et un échantillonage
  moyen est calculé

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Vérification avec le spectre théorique
atmosphérique

• Reprendre la correction H2O
• Cette fois-çi, les raies sont correctement
  alignées tout au long du spectre

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Elimination des raies atmosphériques

• Ajustement du spectre
• Facteur d'adoucissement (lié au spectro)
• Intensité (lié au spectro et à la quantité de
  vapeur d'eau dans l'atmosphère au moment de
  l'observation)
• Affichage du résultat de la division
• Réglage du sigma le même pour un spectrographe
  donné, agit sur la largeur de la raie
• Réglage intéractif de l'intensité
• Image A intensité trop faible
• Image B intensité trop grande
• Image C réglage correcte

A
B
C
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Conservation du résultat

• Sauvegarder le spectre corrigé
• Spectre corrigé est la série "Division"
• Série "temporaire" -gt à l'enregistrement du
  fichier elle ne sera pas sauvée ...
• La déplacer dans une série fixe, comme
  "intensité"
• Série fixes Intensité, Ref1, Ref2, Norm
• Sauvegarder le document sous un autre nom
• Comparaison Avant-Après
• On peut toujours faire mieux, il faut tester et
  ajuster..

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Calibration d'un autre spectre

• Etoile Delta Sco - Be
• Faire le binning
• Calibration avec plusieurs raies
• Charger l'équation établie avec Altaïr
• Recaler avec une seule raie
• Mettre a zéro la constante du polynôme
• Prendre une des raies de l'atmosphère sur le
  spectre de Delta Sco et la calibrer
• Cliquer sur Appliquer dans la zone de l'équation
• La nouvelle constante est calculée à partir de la
  raie de référence
• Fermer...
• Correction H20
• On vérifie que l'étalonnage est correct raies
  atmosphériques se superposent
• Ajustement des paramètres avec "voir le résultat
  de la division"
• Valider quand c'est ok
• Mettre la série résultat à la place d'intensité
  ou de Ref2
• Enregistrer, c'est tout...

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Correction en flux

• Altaïr, étoile de référence...
• Parce qu'on dispose d'un spectre corrigé en flux
  (relatif)
• Pas trop de raies, type A
• Normalisé a un sur zone du continuum
• Base de données
• UVES, de l'ESO
• Pickles (5Ang/pixel) dans Vspec ne convient pas
  aux echantillonage lt0.5
• Diviser le spectre réel par le spectre corrigé
• I réel I rep I vrai
• I rep I réel / I vrai
• Résultat courbe verte, à sauvegarder, a besoin
  encore d'être filtrée

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Courbe de réponse

• Extraire le continuum
• Menu radiometrie, "extraire le continuum"
• Sélectionner les zones qui contiennent trop de
  raies, d'artefact
• Click droit "Elimine"
• Une fois les zones éliminées, bouton "Run"
• Boite de réglage du filtrage ajuster le curseur
  pour reproduire la "tendance"
• Fermer la boite de réglage
• Sauvegarder le nouveau profil comme LA réponse du
  spectrographe, dans ce domaine spectral

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Correction de la réponse...

• Pour une étoile de la nuit...
• Charger la courbe de réponse, et le spectre de
  l'étoile
• Faire une division
• Et voilà...

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Spectrum...

• Synthèse d'un spectre d'étoile à partir d'un
  modèle d'atmopshère
• De R.O.Gray
• D'autres simulation existent sans doute
• Beaucoup d'hypothèse astrophysiques derrières...
  À manier avec précaution
• Peut servir a générer des spectres à très haute
  résolution, pour mieux identifier les raies

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Modèles d'atmosphère stellaire...

• Modèles d'atmosphère
• Par Kurucz
• Nom du fichier
• Xxx temp eff
• Yy log(g)10
• Kx microturbulence
• Pxx metallicitée M/H par rapport au Soleil
• Exemple 82045k4p00
• 8200K T Eff
• 4.5 log(g) gravity log(g)4.5cm/s²
• k4 est la vitesse de microturbulence, 4km/s
• p00 est le rapport de métallicité M/H égal à
  0.0 pour l'abondance solaire ou m05 pour
  M/H-0.5 pour 0.32 fois l'abondance solaire ou
  p05 pour M/H0.5 pour 3.2 fois l'abondance
  solaire
• Table de correspondance entre type spectraux et
  valeurs
• A titre indicatif, chaque étoile a son histoire
  personnelle, celle que l'on cherche à découvrir...

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Simulation spectre d'Altaïr

• Trouver son type spectral
• Avec le bright Star catalogue, sous forme de
  fichier excel
• Menu outils, rubrique "type spectral"
• D'après la table précédente...
• A7V correspondrait à un modèle
• T Eff 8000K
• Log(g) 4.5cm/s2
• Soit si on prend par défaut k0 et p00
• 80045k0p00
• Tous les modèles ne marchent pas...
• Erreur spectrum 1, sous dos on verrait
  l'explication de l'interruption du calcul
• Générer le spectre
• Avec l'interface de Visual Spec
• Selectionner le modèle, le domaine de longueur
  d'onde et la résolution
• Indiquer le nom du fichier à conserver, ne pas
  omettre l'extension .dat

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Simulation spectre Altaïr

• Spectrum.exe
• S'execute sous DOS, par un fichier de commande
• B.bat, écrit par Vspec avec fichier de batch pour
  Spectrum b.rsp dans le répertoire de Spectrum
• Si le calcul se passe bien, on voit brièvement
  défiler les colonnes Lambda et Intensité
• Vspec visualise automatiquement le résultat sous
  forme de profil
• On peut superposer par coupier/coller le spectre
  simulé et le spectre réel
• Normaliser à "1" sur la même zone du continuum
• L'interprétation est une tout autre histoire...

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Quelques calculs

• Sur la raie H-alpha
• Calculs de Largeur à mi-hauteur, de largeur
  équivalente
• Boite de dialogue de sélection de calculs
• Pour choisir les calculs à faire sur la zone
  menu spectrométrie, "mesures préférences..."
• Ou pour recalculer les paramètres précedemment
  choisi bouton "calculs"
• Affichage du résultat dans fenêtre infos
• Calcul de centre de raie, sur petite zone
• Passage en mode point permet de visualiser le
  nombre de mesures qui entreront dans le calcul
• Choisir "centre raie" avec le menu "mesures
  préférences"
• Refaire pour chaque zone, avec juste le bouton
  "calculs"
• On peut aussi afficher les informations de
  l'entête, et sauvegarder les résultats, fichier
  "infos.txt" dans le répertoire de Vspec

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Exportation graphique avec Gnuplot...

• Executable Gnuplot
• Executable .exe
• Fichier commande "gnu.bat" utilisé par Vspec
• Fichier de paramètres écrit par Vspec "gnup.txt"
• Scripts utilisé par gnuplot pour formatté le
  graphique, éditable, utilisé par Vspec "std.gnu"
• D'autres peuvent être écrit sous notepad, et être
  choisi dans la boîte de dialogue
• Paramètrage du graphique avec une boîte de
  dialogue Vspec
• Titre, échelle, choix du format de sortie (dépend
  du fichier de style choisit .gnu)
• Vspec génère automatiquement un fichier .dat de
  la série active si ce fichier n'existe pas

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Graphique Gnuplot

• Graphique gnuplot
• Dépend du fichier de style
• Avec std.gnu, s'affiche a l'écran
• Si on clique sur OK, on sort de gnuplot
• Un fichier .png est généré également

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Fichier de style gnuplot
Fichier style "std.gnu" Visual Spec propose un
fichier de script par défaut "std.gnu" il
génére à la fois le graphique à l'écran et un
fichier gif. Le fichier .gif est enregistré dans
le même répertoire que le fichier
profil.
Script de trace GnuPlot des profils
spectro de Visual Spec
ParamŠtre 1 nom du
fichier ParamŠtre 2 intitul du titre
ParamŠtre 3 valeur min en Y ParamŠtre 4
valeur max en Y ParamŠtre 5 valeur min en X
ParamŠtre 6 valeur max en X ParamŠtre 7
valeur ticks en X Paramètre 8 nom du fichier
png Exemples call "std.gnu"
"140699.dat" "88Her" 6500 7000 .2 1.8 call
"std.gnu" "140699.dat" "88her"
(echelle automatique)
set terminal windows
"Arial" 9 -gt doit afficher le graphique sur
l'écran set xlabel "" -gt défini les étiquettes
x, ici aucune set ylabel "" -gt défini les
étiquettes x, ici aucune set yrange 23 -gt
défini les bornes de l'axe Y set xtics 6 -gt
défini l'espacement entre les graduations en
X set xrange 45 zone libre -gt défini
les bornes de l'axe X set tmargin 2 -gt défini
les marges autour du graphique set grid -gt
affiche une grille d'arrière-plan set title '1'
,-0.5 -gt affiche le titre du graphique plot "0"
notitle with lines -gt trace le graphique à
partir du fichier et maintenant le fichier set
terminal gif small size 640,480 -gt doit afficher
le graphique dans un format gif set output '7'
-gt sauve le graphique dans le fichier set xlabel
"" set ylabel "" set yrange 23 set xtics
6 set xrange 45 zone libre set tmargin
2 set grid set title '1' ,-0.5 plot "0" notitle
with lines

• Fichier de "style" std.gnu de Vspec