# 3.速度

# 3.1.计算重心速度 (⚡️ Barycentric velocity)

iSpec 包含了一个计算朝向地球的地球速度的选项 (在菜单栏中的 Parameters - Calculate barycentric velocity, 该算法基于 Stumpff 1980 (opens new window))。如此一来,能够校正光谱并将光谱转变到太阳质心参考系 (在菜单栏中的 Operations - Correct - Barycentric velocity)。

对于测定重心速度来说,知道恒星观测的日期/时间以及恒星的坐标 (RA 和 DEC,即赤经和赤纬,历元为 J2000.0) 是很有必要的。

重心速度测定

速度校正



# 3.2.测定径向/重心速度

速度轮廓曲线 (velocity profile) 的测定与 3 个不同的参考相关:

  • 原子数据 (Atomic data):考虑到由于地球轨道的重心速度已经被校正,原子数据对于测定一颗恒星的径向速度是十分有帮助的。

  • 大气吸收线 (Telluric lines):如果已经用重心速度校正了一条给定的光谱,那么大气吸收线可以用于识别或是评估大气吸收线的位置;如果没有校正,那么速度的输出值会是 0)。

  • 模板 (Template):任何加载的光谱或是合成的光谱都可以用于测定相对径向速度。

原子线

大气吸收线

模板

速度轮廓曲线的生成使用了 cross-match correlation 算法 (opens new window),该算法对光谱流量 f 和一个模板函数 p 的乘积进行求和。

  1. 计算 ,其中 以固定的速度步长从低到高地变化;

  2. 归一化 (Normalize)

🐛 The p function represents the fraction of the line of a template spectrum (which depends on the spectral type of the star) that falls on a given pixel at a given velocity.

尽管利用 相关定理 correlation theorem (opens new window) 可以在傅里叶空间中计算互相关 (cross-correlation),但一旦光谱的波长范围很大,与正常的互相关相比,计算上会花费更多的时间。

iSpec 包含了一个内置的模板(可以在 input/spectra/synthetic/ 路径中找到),该模板对应着一条恒星的合成光谱。恒星的参数是 , , (太阳类型),使用了 SPECTRUM (opens new window),从 VALD database (opens new window) (350 - 11000 nm) 中抽取的原子谱线数据,以及 MARCS 大气模型来生成光谱。

🐛



# 3.3.校正径向/重心速度

如果使用菜单栏中的 Operations - Correct velocity relative to... 选项测定了一个速度(或是自定义了一个速度),将会应用下面的公式对光谱和区域进行移动:

其中, 是光在真空中的速度, 是原始波长。



# 3.4.确定光谱双星

与原子线数据相关的测定速度的函数可以用于确定光谱双星。

在下面的情况中,有两个不同的峰值:

双峰

iSpec 以 ELODIE (opens new window) 观测到的 HD005516A 光谱作为例子,该条光谱在 input/spectra/binaries/ 路径下。

双星速度轮廓曲线

  • Date 4.10.1996 / RA 00 57 12.40 / DEC +23 25 03.54

  • ELODIE:

    • RV component 1: -25.49 km/s
    • RV component 2: 4.72 km/s
  • iSpec results with parameters by default:

    • Barycentric vel: 5.15 km/s
    • RV component 1: -30.16 km/s
    • RV component 2: -0.04 km/s
    • RV corrected component 1: -25.01 km/s
    • RV corrected component 2: 5.11 km/s

iSpec 将会尝试自动检测速度轮廓曲线中的离群点峰值,以便检测光谱双星并且用多个 Gaussian/Voigt 轮廓曲线去拟合。

最后更新于: 2/8/2021, 8:12:45 PM