Espectro estelar – comparando curvas    2 stars

Requerido: Pre-vuelo Espectros

Cuando la gente se encuentra con algo nuevo, una de las primeras cosas que se pueden hacer para intentar comprenderlo es tratar de buscar diferencias y patrones. Da igual si se trata de rocas, personas, animales o estrellas, a los seres humanos les encanta dividir las cosa en grupos. Y somos bastante buenos en ello. Nada se puede comprar al cerebro humano como máquina de generar patrones. Hace miles de años la gente miraba hacia al cielo y creaba patrones de estrellas que llamaron constelaciones. Todavía hoy, cada vez que inventamos una nueva tecnología para ayudar en nuestras observaciones, expandimos nuestras habilidades para buscar patrones y agrupar objetos.
En el caso de las estrellas, el espectrógrafo fue el invento clave que permitió a los astrónomos comprender las diferencias entre las estrellas y desarrollar hipótesis acerca de su estructura, vida y distribución en la Vía Láctea. A pesar de que es posible estudiar algunas estrellas aisladas en galaxias lejanas, casi todas las estrellas que vas a encontrar en esta actividad están dentro de nuestra propia galaxias, la Vía Láctea.
Los espectros son el producto primario del espectrógrafo de SDSS. Aunque hay docenas de medidas diferentes que se pueden tomar de un único espectro, nosotros vamos a empezar nuestra exploración buscando patrones en la forma general del espectro. Si tienes curiosidad acerca de los detalles de las características que ves, habrá numerosos recursos disponibles en el camino que podrás consultar. Comencemos.

 

Introducción al Servidor del Archivo de Ciencia del SDSS

Si quieres ver muchos espectros al mismo tiempo, el lugar más fácil de encontrarlos es a través del Servidor del Archivo de Ciencia (SAS por sus siglas en inglés). SAS es el último servicio de imágenes y espectros del SDSS. Antes de que empieces a usar el SAS, necesitas un punto de partida. Elige una de las rutas que se encuentran abajo. Si ya tienes tu lugar especial en la base de datos, genial. Empieza desde ahí. Si no, escoge un punto de partida del bloc de notas de constelaciones del SDSS. Apunta la RA y Dec de tu posición inicial.

I have a starting place Use constellations notebook

Imagen: A la izquierda la opción “tengo un punto de partida” a la derecha la opción “Usar el block de notas de constelaciones del SDSS”

Cuando llegues a una página con una lista de espectros dentro del SAS, guarda su dirección. A continuación, nota que cada fila representa un objeto diferente que fue capturado por el espectrógrafo. Las columnas de cartografiado, ID de la placa y MJD son idénticas. Este conjunto de datos se recogió bajo los mismos objetivos de observación (cartografiado) usando la misma placa espectroscópica (Placa) en el mismo día (MJD). A partir de la cuarta columna (número de fibra) la información comienza a ser única. Desplázate hacia abajo y nota que en la lista hay 640 objetos o bien 1000 dependiendo del cartografiado. Observa que puedes reordenar la columna pulsando las flechas arriba y abajo en el encabezado de la columna.

 

Explora el SAS

Recuerda que nuestro objetivo es buscar patrones en la forma general del espectro estelar. Tenemos multitud de espectros que observar desde nuestro punto de partida en el SAS. El SDSS divide todos los objetos de la base de datos en 3 clases: estrellas, galaxias o cuásares (QSOs). Esta clasificación es la que se refleja en la columna Clase.
Haz lo siguiente: Pulsa las flechas de “arriba y abajo” que se encuentran en la columna “Clase” (Class) dos veces de tal manera que las estrellas se ordenen desde el principio de la página.
Para esta investigación es útil observar gráficas que no sean extremadamente dentadas. Para ello, vamos a usar espectros con una relación señal a ruido, r(S/N)2, alta. Puedes aprender más acerca de esta medida en la actividad de “Lanzamiento, Señal a ruido”. Pero por ahora, observemos las diferencias entre medidas de alta y baja señal a ruido.
  • Escoge dos espectros estelares que tengan relaciones señal a ruido S/N muy diferentes.
  • Pulsa el enlace “Graficar” (Plot) en la columna llamada “Graficar Espectro” (Plot Spectrum).
  • Observa las diferencias.

Imagen Lista de Espectros del SAS: Los nombres de las columnas de izquierda a derecha muestran:  “catálogo” (survey), “id de la placa” (Plate ID),  “día juliano medio” (MJD), el “numero de la fibra” (Fiber #), “ascensión recta” (RA), “declinación” (Dec), “corrimiento al rojo” (Redshift), “advertencias de corrimiento al rojo” (zwarnings), “señal a ruido” (r(S/N)2), “clase” (class), “todos ninguno invertir” (all none inverse), “Dibujar espectro” (Plot Spectrum), “abrir en CAS” (abrir en CAS).

 

Escogiendo Espectros

Imagen: Las columnas muestran la “señal a ruido” (r [S/N]2), y el “tipo de objeto” (Class).

 

Para esta actividad necesitamos espectros de estrellas, pero además, sería útil que estos espectros tuvieran una alta relación señal a ruido. Podemos ordenar la lista para que nos muestre únicamente los espectros que quisiéramos, usando las celdas vacías al principio de cada columna.
  • Teclea “>10” en la celda en blanco al principio de la columna de señal a ruido.
  • Teclea “STAR” en la celda superior en la columna de Clase.
  • La columna se ordena automáticamente reflejando los comandos que insertas.

Observa y Ordena

Usando el enlace “Graficar” (Plot) en la columna “Graficar Espectro” (Plot Spectrum), abre 10 – 20 espectros. Para este primer paso concéntrate en la gráfica en sí. Presta atención a todas las partes conforme las vas comprendiendo gracias a tu entrenamiento en “Pre-vuelo”. Mira la forma, sus rasgos e intensidad. Intenta agrupar tus espectros. Hay diferentes formas de comparar un espectro con respecto a otro:
  • Cada espectro se abre en una nueva pestaña. Arrástralos para reordenarlos de forma tal que espectros similares estén colocados unos junto a los otros.
  • Imprime cada espectro y ordena.
  • Toma una captura de pantalla de cada espectro y guárdalos como imágenes. Las imágenes se pueden insertar en un documento y arrastrarse para formar grupos.

 

Busca Patrones

Ahora es el momento de ir más allá del entrenamiento ¨Pre-vuelo¨. Has agrupado tus objetos de acuerdo a alguna característica física real de los espectros. Con tu criterio para ordenar en mente, mira qué otro tipo de información de tu objeto está disponible en la página “Graficar espectro” (Plot spectrum). Estos son datos reales que los científicos usan. Si esto te asusta un poco, empieza con la fotografía de la estrella. ¿Puedes encontrar algún patrón?
Si quieres considerar información adicional sobre la página “Graficar espectro”, da un vistazo a la página de Ayuda del SAS