Исследование системы стандартов Алма-Атинского спектрофотометрического каталога тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.02 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ГЛАВНАЯ АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ В ПУЛК0Е5

На правах рукописи

Князева Людмила Николаевна

Уда 523.84

ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ СТАНДАРТОВ АЛМА-АТИНСКОГО СИЕКТРОгОТОМЗТРИЧЕСКОГО КАТАЛОГА

Специальность 01.03.02. Астрофизика, радиоастрономия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Ленинград 1990

Работа выполнена в Астрофизическом институте АН Каз.ССР

доктор физико-математических наук

A.В.Харитонов

доктор физико-математических наук И.М.Копылов ( ГАО АН СССР ) кандидат физико-математических наук

B.И.Еурпалев ( КрАО АН СССР )

едущая организация - Государственный астрономический институт

имени Штернберга при Московском государственном университета

¡ащита состоятся "/ ()" ^ 1990г. в 10 чао^' мин на аседании специализированного совета (шифр К. 002.92.01) по рисузденшо ученой степени кандидата наук при Главной астропошх-:еской обсерватории АН СССР (196140, Ленинград, Пулково).

I диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГАО АН СССР

автореферат разослан " 3 ■■ Ю • 1990г.

аучшй руководитель -£ициальнне оппоненты -

гченый секретарь специализированного

ювета кандидат физ.-мат. наук <1)'}эСК/1к В.К.Еагиладинский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Восемь звезд: в firi , f Orí , fi Тги. , л Leo ИМ а. , ¿L¿r , и ¿Psj образуют систему стандартов

Ja-Атинского и Московского- каталогов (I, 2]. Надежность этого лирного массива данных в значительной степени зависит от на .ясности системы стандартов, так как ее ошибки входят в ..аталоги втематическим образом. Эти ошибки можно свести к минимуму лько в результате тщательного исследования системы стандартов, mopoe заключается в том, чтобы оценить насколько надежны; Абсолютная калибровка Беги, задающей энергетическую шкалу налогов.

Распределение анергии для остальных звеад отандартов. ивязка звезд к разным стандартам таит в себе опасность Енеоо-я неоднородноотвЯ в каталоги, следовательно, необходимо оценизь величину.

Решение каждой из этих задач связано о определенными труд-стянги требует больших затрат наблюдательного времени. Созда-:е группы стандартов в околополярной области неба позволит из-кать трудностей, связанных о возможной фотометрической неодно-«ностью системы стандартов, распределенных по всему небу.

Цель настоящей работы соогояла в том, чтобы обеспечить важность уже полученных спектрофотоыетрических данных и полонить мало создании группы стандартов в околополярной области неба. >и атом были поставлены следующие задачи:

Выполнить сравнение вольфрамовых ленточных ламп и их калибро->к.

Получить абоолюное распределение энергии в спектре л, Lyr и сделать оценку точности на основании сравнения о результатами других авторов.

. Вывести распределение энергии в спектрах семи звезд-отандар-

тов.

Оценить ошибки', вносимые использованием привязок к разный стандартам.

5. Получить распределение энергии для группы звезд с 75°. •

6. Выполнить сравнение наблюденных и вычисленных показателей цвета в Вильнюсской системе для околополярных звезд.

Новизна работы. Абсолютное распределение энергии в спектр; звезд-стандартов получено по отношению к пяти вольфрамовым ленточным лампам, которые были откалиброваны по трем Государственным-эталонам. Это новые наблюдения, совершенно независимые от всех предыдущих наследований.

Ошибки, связанные о привязкой к разным стандартам оценены на основе привязок группы звезд- по всем стандартам в одни и те ае ночи. Для большинства из 60, исследованных нами околополярш звезд, не имелось ранее опектрофотоиетрических данных.

Научное и практическое значение •

' /

.Сравнение калибровок вольфрамовых ленточных ламп, выполне! ных по трем.Государственным эталонам, позволило обнаружить опии ку в первоначальной калибровке трех ламп и сделать вывод о том что сравнение абсолютных измерений разных авторов монно выпол • нять только после сравнения шкал', по которым калибровались ста] дартные источники.

В результате наотоящей работы установлено, что наиболее В! ным источником ошибок при абсолютных измерениях является ненад! нооть калибровки стандартных источников.

Распределение анергии в спектре Веги в настоящее время из-веогно о точностью 1.5% (ДЛ 4000-7600 8), в области ЛЛ от 3201 до 3700 й имеет место существенный разброс результатов разных

'оров- (до 2055). Это вызвано в первую очередь слабым излучением (ющихоя эталонных источников в этой области и низким качеством калибровок.

Система стандартов о новым распределением энергии позволяет юпечить однородность полученного по отношении к ней спектрометрического материала в пределах ¿.5%(исключение составляет Ча).

Звезда <с Ргд (V =2^48) показала постоянство распределения фгии за 10 лет в пределах 155, что позволяет использовать ее в :естве первичного звездного стандарта вместо Беги, что более юдно, так как ¿. Рад слабее Беги на ~ 2?5.

Исследование звезд в околополирной области неба позволяет юпечить наблюдателей стандартами, доступными в течение всего ;а. Большой массив данных по атмосферной прозрачности нонет ь использован для оценки зкологйчеокого состояния атмосферы и поведения в лучшие "фотометрические" ночи.

На защиту выносится:

Распределение энергии в абсолютных единицах в спектре первичного звездного стандарта л. Ьуг , полученное сравнением о пятью вольфрамовыми ленточными лампами, откалиброванными по трем Гооударотвенным эталонам. '

Распределение энергии для остальных семи звезд-стандартов Алма-Атинского каталога, полученное как среднее из привязки к

. и к 5 стандартный источникам Распределение энергии в спектрах 13 околополярных звезд V- 6™ которые предлагаются в качестве кандидатов в спектрофотомет-рические стандарты.

Апробация. Результаты данной работы докладывались на coi щаниях рабочей группы Астросовета "Спектрофотометричеокие и ф( тоыетрическиа стандарты и каталоги" (ГАО АН СССР, декабрь 198' Абаотуманокая обсерватория, октябрь 1986г.; Вильнюс, июнь I93Í КрАО, октябрь 1989г.), на 12-оц совещании по актинометрии, Иркутск, сентябрь,1984, на скипозиуие "фундаментальные параиетрь фотометрические стандарты", Алма-Ата, октябрь 1988, на научно} конференции АФЙФ Наз.ССР, Алма-Ата, декабрь 1988г.

Структура и объем работы. Диссертация соотоит из введен! трех глав, заключения и одиока цитируемой литературы. Общий ос J4I страница, в тш числе 25 рисунков, 27 таблиц и 93 литера^ них источника. ,

Содержание работы

Во введении сделан краткий обзор спектрофотометрических i: следований, выполненных с 1977 года. Обоснована актуальность г ной работы, сфориулированы ее цели, новизна, научная и практич кая ценность полученных результатов.

Первая /¡глава посвящена калибровке Беги. Проанализированы современны^' ее калибровки £3 - 53 »отмечены недостатки и обосн вана необходимость продолжения работ в этой области.

Настоящая калибровкашполнена в течение 1982-1987г.г. высокогорной Тянь-Шаяьской экспедиции ГА1Ш и на Корональной ст ции АФИФ (высота 2800 и над уровней моря). Использовался телес АЗТ-7 (Í в 20 ом), переделанный в Кассегрен, со спектрометром Сейя-Нааиока. Приемником слуяил ФЭУ-79 с усилителем постоянно? тока, регистрация спектра осуществлялась на КСП-4. Дисперсия н выходной щели ооотавлада^ЗО S/mm (на записи 13,6 К/т при ско ти сканирования 28 fi/оек.).

Калибровка Вегй проводилась путем сравнения с пятью воль новыми ленточными лампеми, которые были установлены на расстоя

.02 и (1902г.) и 118.82 м (198б,1987г.г.) от телескопа. На та-х расстояниях необходимо ослабление потока от ламп, для чего пользовались диафрагмы типа Гартмана (1982г.) и нейтральный лир (1986,1987г.г.). Наблюдения ультрафиолетовой, чаоти спектра т выполнены с филы-рои УФС-2 для исключения рассеянного света

красной части (Бега в этой области такие наблюдалась с фильтром С-2).

Большое внимание уделено установке ламп и работе с ними. Из-яена методика юстировки ламп.

Редукция наблюдений Беги за пределы земной атмосферы еыпол-лась по методу Никонова В.Б. в модификации Шарова A.C. и Архи-вой В.П. Гб]. Ослабление света на горизонтальной участке пути лампы до телескопа оценено с использованием модели поглощения ета в земной атмосфере и реально наблюдавшегося коэффициента озрачности в данную ночь. Измерения записейвыполнены в избранных инах воли непрерывного спектра в области X 3200-7500 Я. Обработ-наблюдений выполнена по формуле:

-f^-Cr^A^aO.ß.a.T),

в е[ - распределение энергии в спектре л bj/f* по отношению i-ой ла-:ше, & - площадь диафрагмы, выделявшей откалиброван-S участок ленты лампы, расстояние от лампы до телескопа.

(Л) - внеатмосферный инструментальный отсчет, отнесенный к лю-яофору для Беги,

(Л) - отсчет на . L-ую лампу, отнесенный к люминофору, (А,Т)- значение спектральной плотности энергетической яркооти э i-ой лампы.

Окончательное распределение энергии получено как среднее из зх рядов наблюдений по отношению к пяти лампам, откалиброванным

во ВНИШ, ВНИИОФИ и НЮ. Ми оценили.точность наших собственных измерений из сравнения нескольких рядов измерений. Относительна с.к.о. составляет 3% (JU 3200-37008), 1,5% (АХк000-60СЮ й) и 2.5% (АХ6С00-7500 8).

Сравнение трех калибровок (ВНИИ,!, ВНИИОФИ и НВЗ) для трех ламп показывает, что использование при абсолютных измерениях тс ко одной лампы, откалиброванной только по одному из эталонов, i нет внести ошибку до 3.5% в видимой области и до 7% в ультрафис лете. •

Сравнение с результатами других авторов СЗ-5] показало, чэ распределение энергий для Беги известно с точноотьа в 1.5% в о< лаоти XX 4000-7500 §. Разброс значений разных авторов в обласи Я43700 8 является свидетельством отсутствия в этой области ш денных стандартных источников.

Вторая глава представляет исследование распределения эне] гии для остальных семи ввезд-атандаргоз. Выполнена привязка их к а, Щг . Наблюдения проводились о 1981 по 1987 годы на трех т jjecKonax: "Герц" (D «¡50 см, Каменское плато, 1450 м над ур. ря), A3T-I4 (3> * 48 см, отанция ГАШ, 2750 м над ур.моря) и АЗТ-7 (J) в 20 см, отанция ГАЩ и Корональная отанция АФИФ), с Ей самой аппаратурой, что и калибровка Беги. Редукция наблюден га пределы земной атмосферы проводилась методом Никонова В.Б. модификации Шарова А«С* и Архиповой В.П. Относительная с.«.о. среднего ооотавляет 1,5% по всему спектру, за исключением 4 Uf и )f Ort . Еоть оонования подозревать у этих звезд небольшую ременнооть.

Семь звезд- стандартов сравнивались с пятью вольфрамовым лампами по той se методике, что и Бега. Сравнение результатов,

[энных по привязке к Беге и к стандартный лампам, показало хо-iee оогласио в области длин волн от 4000 до 6000 8, для >000 8 расхождение ~

Окончательное распределение для оеми звезд стандартов полую следующим образом: для А. 3200-3700 8 взят результат привязки 5еге, так как в этой области спектра не выполнялось сравнения о •. 1паки,для А. 4000-6000 8 взято простое среднее из результатов [вязок к «сЬуг и к лампам и для Л> 6000 8 выполнено графичсс-I усреднение о небольшим выглаживанием.

Из сравнения с результатами других авторов C7-I33 следует, > наилучпее согласие имеет место для «tPeg и Z%).

i ctbeo л pTau расхождения не выходят за пределы 4%. Наиболь-) озабоченность вызывают fifirl и ¡fQrL , у которых расхождения шых разных авторов достигают 15% для Л 4000-5000 8. Хотя ^¡Ша сазывает согласно измерений разных авторов э пределах 3-4J5 (за слючением [в] ), мы не рекомендуем пользоваться ею в качестве шдарта.

Оценка однородности системы стандартов о новым раопределени-энергии была сделана на оонове привязок группы звезд в одни и же ночи ко всем стандартам. В результате оделан вывод, что ¡зды стандарты о невым распределением энергии обеспечивают од-юднозть полученных по отношению к. ним результатов в пределах (исключение 4 1АГ1&).

В третьей глава рассматриваются кандидаты в околополлрннв тдарты. Было выбрано £0 звезд о 5"> 75° и о V в интервале от

до 6m. Наблюдения выполнены на телескопе "Герц" о вышеописан-I аппаратj-poü. Методика наблюдений и их обработка подробно опи-ia fl4}. Выполнено сравнение вычисленных и наблюденных показате-¡ цвета в Вильнюсской фотометрической системе.

- 10 -

Использовалась формула:

Г - 5 Гл С Е * У«» ' * Л. | Г .

где Б (Л) - распределение энергии для звезд, полученное в даннс работе, Ущ^ кривые реакции Вильнюсской фотометричес*

системы из [Д5], интерполированные на наши длины волн, й X =50 Ст,к1г- константы, задающие нуль-пункт.

На основании сравнения вычисленных и наблюденных показате; цвета ш отобрали 13 звезд спектральных классов В8-Р2. Привод! он описок этих звезд и распределение энергии для них в области А 3225-7475 8 С шагом 50 8.

В заключении изложены основные результаты данной работы: I. Получено распределение энергии в спектре Беги в области А3< 7500 8 на основании сравнения о пятью вольфрамовыми ленточ! ии лампами, которые Шли откалиброваны по трем Государственным столонам. Сравнение о результатами других авторов позволяет сч! тать распределение энергии в спектре Беги надежным с точноотью 1,5% в области X 4000-7500 8. Ультрафиолетовая облаоть требуе; дополнительных исследований.

2/На ооновании большого числа наблюдений за период о 1981 по 1987 г.г. на трех телескопах и ь трех наблюдательных пунктах п< чено распределение энергии в спектрах семи звезд-стандартов по отношению к Беге в области X 3200-7500 8." 3. Получено распределение энергии сзми звезд-стандартов на осн щш сравнения с пятью вольфрамовыми ленточными лампами в облао1 XX 4000-7500 8. На ооновании привязок к л. Ьуг и лампам выве, новое распределение энергии для звезд-стандартов. Сравнения эт данных о результатами других авторов свидетельствует о даанооти нового распределения энергии .

истема стандартов о новым распределением энергии обеспечивает родность полученных по отношению к ней данных в пределах 2.5%. 1олучено распределение энергии для 60 околополярных звезд, 13 ¡оторых предлагаются в качестве кандидатов в околополярные (дарты.

)ыполнен анализ поведения атмосферной прозрачности в окрестнос-Алма-Аты на высотах 1450 м п 2800 м над ур.моря. вычисления одзланы на ЭШ'БЭСМ-4 и EC-I045 по программам, давленным автором. Результаты диссертационной работы изложены :атьях:

,fijazeva. L.N.fUharitoaovjl.V. MsoCute energy distribution, Vega. Standard, star Newsletter, I9W, 15, pp 2Z-Z4.

jyazeva L.N.,Kharltonov A.V. Msolute energy distribution seven Standard, stars. Standard staг Hwtfetter, 1989, , pp 10-/5.

Снязева JI.H., Терещенко B.M., Харитонов A.B. "Наблюдения ззезд-спектрофотометрических стандартов S I98I-I982r.r. I Рао-деление энергии Астрон.цирк. №1311, 1984, с.1-2.

{нязева Л.Н., Тарещэнко В.Л., Харитонов A.B. "Наблюдения эвезд-}пектрофотомёгриЧеоких стандартов 1981-1982г.г. П Сравнение ззулиатаии других авторов". Астрон.цирк. И312, 1984, о.1-3. Князева Л.Н., Терещенко В.И., Харитонов A.B. "Наблюдения звегд-итройотометрических стандартов I98l-I982r.r, Ш Об однородности темы стандартов". Астрон.цирк. №1312, 1984, с,3-5. {нязева Л.Н., Терещенко В.М., Харитонов A.B. "О системе звезд зичных спектрофогалетрических стандартов" Астрон.цирк. №1406, с.1-3.

Князева Л.Н., Терещенко В.Л., Харитонов A.B." Спектрофотометрия юполярных звезд". Деп.в ВИНИТИ, 14.06.84, №3942-84,54с.

8. Князева Л.Н., Терещенко В.М., Харитонов A.B. "Спектрофотоме ричеокое исследование околополярных звезд",. Тр.4-ой Всесоюзной конференции по фотометрии и ее метрологическому обеспечению , Москва, 1932, O.30S.

9. Князева Л.Н., Терещенко В.М., Харитонов A.B. "8везды i> UM и BS 1289 как "первичные" стандарты". Тр.4-ой Всесоюзной ко* ренции по фотометрии и ее иетрологичеокому обеспечению, Москве 1982, о.307.

10. Князева Л.Н., Харитонов A.B. "Исследование спектральной щ рачнооти атмосферы над Астрофизическим институтом и станцией I при опектрофотометрии звезд". Деп. в ВИНИТИ от 11.05.84 №3029-82о.

11. Князева Л.Н., Харитонов A.B. "Изменения средней опектралы прозрачности в окрестностях Астрофизического института за 30 з Сб. "Радиация, облачность и аэрозоль в атмосфере и методы их ис дования". Материалы ХП совещания по актинометрии, Иркутск, I9i с.94-95.

Iß. Князева Л.Н., Харитонов A.B. "К вопросу о высотном распре; лении атмосферного аэрозоля". Сб."Радиация, облачность и ааро: в атмосфере и методы их исследования". Материалы ХП совещания актинометрии, Иркутск, 1984, о.97-99.

- 13 -

ЛИТЕРАТУРА

Харитонов A.B., Терещенйо. В.И., Князева ЛЛ1. "Спектрофотсмет-ричеокий каталог звезд", Алма-Ата, Наука, 1988, 478 о. "Спектрофотометрия ярких звезд" под редакцией Глушнег^й И.Н., Москва, 1982, 25бо.

Hayes D.S., LatKem.3).W. , J?p.J.,/975,195,3,.1,'РР 503-еÛÎL

Tilg H.,WKíte N.M.fLackwood &Ж Mtron. Jlsíropftys., 1977,ß], S, pp 679-694.

Терез Э.Ио В сб."Фотометрические и поляриметрические исследования небесных тел", Киев, 1985, с.55-64. Шаров A.C., Архщова В.П. Сообщ. Гоо^'астр.ин-та,1964,130,0.3-9. Глушнева И.Н., Овчинников С.Л. А.Ж.,1982, 59, 5, о.908-917. Комаров И.С., Коротких Т.Н. А.й.,1978, 5, o,I0II-I0I4. Бурнашев В,И. Изв.КрАО, 1977, 57, 0.57-81. Бурнашев В.й. Изв.КрАО, 1987, 76, о.76-80. Каталог ГАО на магнитной ленте. Терез Э.И. Деп. в ВИНИТИ, 1987, №3633-87, 29с.. CocRratv Л.Х Tß.e University of Теэсаз Publications In. JIstrotMmy ¿8Z p.

Князева Л.Н., Терещенко В.М., Харитонов AiВ. Деп. в ВИНИТИ, 1984, №3942-84, 53о.

Страйжио В., Зданавичус К. Бюлл.Вильн.обо., 1970, 29, о.15-24,