|
| Spektrum z fotografické desky. |
Interpretaci astronomických dat, tj. vlastní vědecké práci, předchází složitý (a z laického pohledu prakticky neviditelný) proces získávání dat. Ten lze rozdělit na dva kroky: vlastní pozorování (tj. získání astronomických údajů) a jejich zpracování, jíž se odborně říká redukce. Teprve potom může astronom vzít tato data a začít s nimi pracovat.
Pořízení snímku, ať už oblohy nebo spektra hvězdy, je poměrně složitá záležitost, není to jen namíření dalekohledu "kamsi" a fotografování. Kromě toho, samotný snímek představuje teprve začátek cesty. Astronom musí každý snímek zpracovat (tomuto procesu říkáme "redukce dat") a pak teprve může přistoupit k pokusům o výklad - interpretaci.
Zpracování je dnes relativně snadné, protože je přímočařejší. Snímky se pořizují na CCD čipy, které Analogově digitální převodník rovnou transformuje do digitální podoby, a snímky tak bezprostředně "putují" do paměti počítače, kde jsou redukovány, či archivovány. O podrobnostech se zmíníme později na příslušném místě.
V minulosti (na ondřejovském 2m dalekohledu až do roku 1992) se však všechny snímky pořizovaly na skleněné desky, a redukční proces byl mnohem více křivolaký.
Každou desku bylo třeba proměřit, později i digitalizovat. Slovo "proměřit" zní nevinně, ale skrývají se za ním složité technologie a dlouhé namáhavé pracovní postupy.
Je nutné si uvědomit, že údaje o zkoumaných hvězdách jsou ukryty jak v radiálních rychlostech, tak i v profilech spektrálních čar. Pořizujeme-li spektra na fotografické desky, je nutné měřit nejenom pozice čar, ale i tyto profily. K tomu je nutné znát závislost zčernání fotografické emulze na osvětlení. Každá deska je nepatrně odlišná, z hlediska velmi přesných měření je unikátní, takže měření zmíněné závislosti je nutné provádět na každé desce zvlášť.
|
|
| Spektrum z fotografické desky. |
K tomu se pořizují tak zvané šedé klíny. Do spektrografu posvítí bílé světlo - vhodná je běžná wolframová žárovka, která svítí bílým světlem. Naopak se nehodí žádný typ zářivek, ty totiž svítí jen v určitých oblastech vlnových délek (i když se jejich světlo může zdát bílé). Světlo prochází přes šedé filtry, které propustí skokově proměnné množství světla. V každé vlnové délce tak dostaneme několik hodnot zeslabení světla. Změříme-li tedy zčernání desky pro každé takové zeslabení, interpolací dostaneme závislost zčernání emulze na množství dopadlého světla. Toto měření lze provést i pro více vlnových délek, a dostaneme nakonec dvourozměrnou závislost - zčernání emulze na množství a vlnové délce světla. Důležité je poznamenat, že tyto závislosti jsou nelineární.
|
| Typická závislost zčernání fotografické desky na signálu z mikrofotometru. Vlevo signál z mikrofotometru (změřený šedý klín), vpravo graf závislosti zčernání emulze na osvětlení. Obojí měřeno/fitováno pro stejnou vlnovou délku. |
K určení vlnových délek se exponuje srovnávací spektrum. Dnes se používá nejčastěji thorium/argonová výbojka, ale obvyklé jsou i jiné kombinace prvků, třeba železo/argon nebo helium/neon/argon či měď/argon. V minulosti se velmi často používal železný oblouk, tj. měřily se spektrální čáry železa. Obecný princip spočívá v tom, že se měří vybuzené emisní čáry zvolených prvků. Tyto čáry jsou úzké, mají přesně definované laboratorní vlnové délky, a tedy lze extrémně přesně změřit jejich pozice. Tím se stanoví vztah mezi pozicí čáry na fotografické desce (dnes na CCD čipu) a pozicí na desce (čipu). To je takzvaná disperzní relace. Tato relace se pak přenese na změřené spektrum hvězdy a ve výsledku máme spektrum hvězdy změřené ve vlnových délkách.
V optické astrofyzice se pozice udávají v angstromech. Jeden angstrom je desetina nanometru, tedy 10-10 metru (jeden nanometr je miliardtina metru, 10-9metru. Například čára vodíku Hbeta má vlnovou délku 4861.327 angstromů.
Fotografická emulze je citlivá na modré světlo, proto velká většina spekter byla fotografována v modré oblasti vlnových délek, zhruba od vodíkové čáry Hbeta (4861.327A) do Balmerova skoku (3646A).
|
| Ukázka identifikace čar vodíku na fotografické desce pořízené v Ondřejově Laboratorní hodnoty vlnových délek vodíkových čar jsou uvedeny v nanometrech. Při výzkumu je hlavním cílem měřit jejich aktuální vlnové délky k určení radiálních rychlostí, a jejich profily k určení fyzikálních parametrů hvězd. |
Co je klíčové je fakt, že všechna měření se musí provádět pro každou fotografickou desku znovu. Pro přesné měření je to nezbytné. Každá fotografická deska může reagovat (a také reaguje) na osvětlení nepatrně jinak, má jinou zrnitost. Každou desku někdo vyvolal, ustálil a osušil - a to všechno změní její charakteristiky. To, co běžnou fotografii "krajiny" nevadí, stává se pro přesná měření zdrojem jevů, jež je třeba eliminovat.