E - helas

Fotometria
2. Ekstynkcja atmosferyczna
i międzygwiazdowa.
Andrzej Pigulski
Instytut Astronomiczny Uniwersytetu Wrocławskiego
Produkty HELAS-a, 2010
Ekstynkcja atmosferyczna
Podczas przejścia przez atmosferę światło ulega osłabieniu(ekstynkcja
atmosferyczna). Rozważmy najpierw przypadek osłabienia
monochromatycznej wiązki o długości fali λ:
Ekstynkcja atmosferyczna
Podczas przejścia przez atmosferę światło ulega osłabieniu(ekstynkcja
atmosferyczna). Rozważmy najpierw przypadek osłabienia
monochromatycznej wiązki o długości fali λ:
Ekstynkcja atmosferyczna
Podczas przejścia przez atmosferę światło ulega osłabieniu(ekstynkcja
atmosferyczna). Rozważmy najpierw przypadek osłabienia
monochromatycznej wiązki o długości fali λ:
dla κ = const
w atmosferze
Ekstynkcja atmosferyczna
Podczas przejścia przez atmosferę światło ulega osłabieniu(ekstynkcja
atmosferyczna). Rozważmy najpierw przypadek osłabienia
monochromatycznej wiązki o długości fali λ:
dla κ = const
w atmosferze
z – odległość zenitalna
Ekstynkcja atmosferyczna
Podczas przejścia przez atmosferę światło ulega osłabieniu(ekstynkcja
atmosferyczna). Rozważmy najpierw przypadek osłabienia
monochromatycznej wiązki o długości fali λ:
dla κ = const
w atmosferze
z – odległość zenitalna
Ekstynkcja atmosferyczna: masa powietrzna
Masa powietrzna to bezwymiarowa wielkość definiowana następująco:
Ekstynkcja atmosferyczna: masa powietrzna
Masa powietrzna to bezwymiarowa wielkość definiowana następująco:
Ekstynkcja atmosferyczna: masa powietrzna
Masa powietrzna to bezwymiarowa wielkość definiowana następująco:
X ≈ sec z
Ekstynkcja atmosferyczna: masa powietrzna
Masa powietrzna to bezwymiarowa wielkość definiowana następująco:
X ≈ sec z
Emipiryczny wzór Bemporada dający prawidłowe wartości
z dokładnością do 1% dla X < 10.
Ekstynkcja atmosferyczna
Ekstynkcja atmosferyczna
Ekstynkcja atmosferyczna
Ekstynkcja atmosferyczna
Ekstynkcja atmosferyczna
Współczynnik ekstynkcji atmosferycznej
Ekstynkcję atmosferyczną (monochromatyczną) można więc opisać
prostym równaniem (prawo Bouguera).
gdzie:
m – mierzona jasność,
m0 – jasność pozaatmosferyczna,
k = k(λ) – współczynnik ekstynkcji atmosferycznej,
X – masa powietrzna.
Współczynnik ekstynkcji atmosferycznej
Ekstynkcję atmosferyczną (monochromatyczną) można więc opisać
prostym równaniem (prawo Bouguera).
gdzie:
m – mierzona jasność,
m0 – jasność pozaatmosferyczna,
k = k(λ) – współczynnik ekstynkcji atmosferycznej,
X – masa powietrzna.
Sens fizyczny k: wielkość w mag, o jaką osłabiana jest jasność
gwiazdy gdyby obserwować ją w zenicie.
Współczynnik ekstynkcji atmosferycznej
Obserwatorium
Roque de los Muchachos
Współczynnik ekstynkcji atmosferycznej
Współczynnik ekstynkcji zmienia się w czasie!
Przykład: wzrost ekstynkcji jako skutek dużych
wybuchów wulkanów.
Zmiany sezonowe.
Współczynnik ekstynkcji atmosferycznej
Współczynnik ekstynkcji atmosferycznej
Współczynnik ekstynkcji atmosferycznej
Współczynnik ekstynkcji atmosferycznej
W przypadku heterochromatycznym równanie Bouguera komplikuje
się nieco:
W równaniu tym:
C – wskaźnik barwy (różnica jasności w dwu pasmach) gwiazdy,
k1 – współczynnik ekstynkcji I rzędu,
k2 – współczynnik ekstynkcji II rzędu (kolorowej).
Współczynnik k2 jest mało zmienny w czasie, wystarczy wyznaczyć go
raz na jakiś czas. Zwykle do tego celu używa się pary (dwu par) gwiazd
leżących blisko siebie, ale różniących się znacznie barwą.
Wykres dwuwskaźnikowy w systemie UBV
Gwiazdy niepoczerwienione
Swoiste wskaźniki barwy = nie zmienione przez poczerwienienie
Wykres dwuwskaźnikowy w systemie UBV
O
B
A
F
G
K
M
Gwiazdy niepoczerwienione
Swoiste wskaźniki barwy = nie zmienione przez poczerwienienie
Wykres dwuwskaźnikowy
Wykres dwuwskaźnikowy
Wykres dwuwskaźnikowy
(U-B)0
(U-B)
(B-V)0
(B-V)
Wykres dwuwskaźnikowy
(U-B)
E(U-B)
(U-B)0
E(B-V)
(B-V)0
(B-V)
Linia poczerwienienia
gwiazdy typu O
Hiltner i Johnson (1956)
Linia poczerwienienia
gwiazdy typu O
Hiltner i Johnson (1956)
Linia poczerwienienia
gwiazdy typu O
Hiltner i Johnson (1956)
Dla niektórych obszarów
E(U-B)/E(B-V) jest inne !
0.65 – 0.80
Wykres dwuwskaźnikowy
Wykres dwuwskaźnikowy
mierzone wskaźniki barwy
Wykres dwuwskaźnikowy
mierzone wskaźniki barwy
swoiste wskaźniki barwy
Wykres dwuwskaźnikowy
mierzone wskaźniki barwy
swoiste wskaźniki barwy
nadwyżki barwy
Wskaźnik Q
W systemie UBV Johnsona definiuje się nieczuły na poczerwienienie
wskaźnik Q:
Wskaźnik Q
W systemie UBV Johnsona definiuje się nieczuły na poczerwienienie
wskaźnik Q:
Wskaźnik Q
W systemie UBV Johnsona definiuje się nieczuły na poczerwienienie
wskaźnik Q:
Dla gwiazd OB swoiste wskaźniki (B-V)0 zależą tylko od Q.
Ekstynkcja międzygwiazdowa
R – stosunek absorpcji
całkowitej do selektywnej
lim
λ→∞
Ekstynkcja międzygwiazdowa
R – stosunek absorpcji
całkowitej do selektywnej
lim
λ→∞
E(λ-V)/E(B-V)
10
5
Fitzpatrick i Massa (2007)
Cardelli i in. (1989), R = 3.1
Fitzpatrick (1999), R = 3.1
Savage i in. (1985)
Seaton (1979)
Valencic i in. (2004), R = 3.1
0
-5 0
1
2
3
4
5
Odwrotność długości fali
6
[µm-1]
7
8
Ekstynkcja międzygwiazdowa
R – stosunek absorpcji
całkowitej do selektywnej
lim
λ→∞
E(λ-V)/E(B-V)
10
5
Fitzpatrick i Massa (2007)
Cardelli i in. (1989), R = 3.1
Fitzpatrick (1999), R = 3.1
Savage i in. (1985)
Seaton (1979)
Valencic i in. (2004), R = 3.1
0
-R
-5 0
1
2
3
4
5
Odwrotność długości fali
6
[µm-1]
7
8
Ekstynkcja międzygwiazdowa
R – stosunek absorpcji
całkowitej do selektywnej
lim
λ→∞
10
E(λ-V)/E(B-V)
λ0 = 2175 Å
5
Fitzpatrick i Massa (2007)
Cardelli i in. (1989), R = 3.1
Fitzpatrick (1999), R = 3.1
Savage i in. (1985)
Seaton (1979)
Valencic i in. (2004), R = 3.1
0
-R
-5 0
1
2
3
4
5
Odwrotność długości fali
6
[µm-1]
7
8