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《LAMOST光譜儀的狹縫對恒星光譜參數(shù)測量的影響》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、密級：中國科學(xué)院大學(xué)UniversityofChineseAcademyofSciences博士學(xué)位論文指導(dǎo)教師：2013年05月Typesetby哪2eatMay29，2013WithpackageCASthesisv0．2ofC7IⅨ．ORGByWang，F(xiàn)engfeiADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofAstronomicalTechnologyand
2、MethodNationalAstronomicalObservatoriesChineseAcademyofSciencesMay,2013摘要郭守敬望遠鏡(LAMOST)已經(jīng)開始了正式巡天并生產(chǎn)了數(shù)以百萬的光譜數(shù)據(jù)。五年的巡天計劃將產(chǎn)生千萬級的恒星光譜和百萬級的星系光譜，為多個天文學(xué)科，如宇宙大尺度結(jié)構(gòu)演化和銀河系的結(jié)構(gòu)和化學(xué)演化等研究方面，產(chǎn)生極大的科學(xué)意義。LAMOST的儀器狀態(tài)和光譜質(zhì)量在先導(dǎo)巡天階段通過不斷的調(diào)試和調(diào)整都得到了很大提高。LAMOST科學(xué)委員會安排了專門的測試觀測時間用于望遠鏡儀器的調(diào)試和性能測試。后期及時的數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析幫
3、助技術(shù)人員作出判斷和調(diào)整，讓整個望遠鏡能夠運行良好，保證了巡天計劃的后續(xù)開展。本文就LAMOST光譜儀的狹縫性能問題做了一些研究工作，并使用LAM—OST觀測的恒星光譜對近紅外波段的MgI線指數(shù)進行了研究。具體內(nèi)容如下：狹縫是天文儀器中比較常用的一種裝置，一般被安置在光路的后端，光譜儀的前段。光纖光譜的光譜儀狹縫一般用來提高光譜的分辨率，狹縫越窄，分辨率越高。當(dāng)然，狹縫的使用會屏蔽掉一部分光子，導(dǎo)致光譜儀的效率降低，使得相同曝光時間下觀測的光譜信噪降低。光譜儀的效率是整個望遠鏡效率的一部分，其效率的降低會影響整個望遠鏡的觀測能力，使其不能觀測更暗的天體，
4、從而導(dǎo)致其極限星等下降。另一方面，狹縫提高分辨率的優(yōu)勢也很明顯。如LAMOST的2／3狹縫將光譜的分辨率從1200提高至lJl800，這會讓光譜呈現(xiàn)出更多的光譜物理特征，對研究天體，尤其是恒星天體的物理參數(shù)有重要意義。另一方面高分辨率也會使紅移或視向速度的測量也會更加準(zhǔn)確。望遠鏡是否使用狹縫和使用多寬的狹縫，這是由望遠鏡巡天項目的科學(xué)目標(biāo)來決定的。對于LAMOST星系研究來說，科研人員主要關(guān)心的是宇宙大尺度結(jié)構(gòu)以及星系的演化等科學(xué)問題，特別需要能夠觀測到遙遠星系的光譜，所以希望望遠鏡的極限性等越暗越好。1200的分辨率已經(jīng)能夠滿足星系科學(xué)家對星系紅移測量
5、精度的要求，所以對于星系學(xué)科的研究目標(biāo)，科學(xué)家更傾向于不加狹縫。因為極限星等越暗能觀測到更多更早的星系光譜，其數(shù)據(jù)價值也越大。另一方面對于銀河系的結(jié)構(gòu)和化學(xué)演化以及恒星科學(xué)的研究，科學(xué)家需要有一定極限性等的前提下，光譜本身能夠有較高的分辨率，從而能夠獲得恒星天體LAMOST光譜儀的狹縫對恒星參數(shù)測量的影響更多的物理信息和動力學(xué)速度參數(shù)等；受低分辨率燈譜譜線半高全寬的影響，光譜的波長定標(biāo)精度肯定受分辨率的影響；還有對于恒星視向速度測量精度也有一定要求，一般最低要求誤差標(biāo)準(zhǔn)差在15km／s以內(nèi)，這對于分辨率太低的光譜無法做到的。LAMOST前期巡天有星系和恒
6、星兩個子項目，為了兼顧兩個研究方向的科學(xué)目標(biāo)，目前LAMOST光譜儀暫時采用的是2／3狹縫的觀測模式，這樣其光譜的分辨率大概為1800，對極限性等的影響不是很大，同時也可以分辨更多的恒星光譜譜線，保證星系和銀河系方面的相關(guān)研究。2／3狹縫對恒星光譜的視向速度和大氣參數(shù)測量的影響趨勢我們已經(jīng)有所分析，但缺乏定量分析。本文研究LAMOST狹縫是如何影響恒星光譜的視向速度和大氣參數(shù)測量精度的。本文通過借助SDSS的高信噪比光譜合成不同分辨率、不同信噪比的光譜來模擬LAMOST不同狹縫情況下的觀測光譜。通過測量這些光譜的視向速度和恒星大氣參數(shù)，我們分析了對于LA
7、MOST這種低分辨率光纖光譜，2／3狹縫是如何影響其恒星光譜測量各種參數(shù)的精度，并通過定量分析給出了我們的結(jié)論：狹縫盡管降低了望遠鏡的整體效率，導(dǎo)致相同曝光時間得到的光譜信噪比更低，但是其更高的分辨率是其對視向速度的測量精度起到了提高的作用；狹縫對于恒星大氣的金屬豐度的測量精度有一定影響：對亮源恒星的[Fe／H]i灰O量精度，如亮于18等的恒星，狹縫提高了其測量精度。而對于暗源如亮度為19等左右的恒星，狹縫沒有提高其測量精度；狹縫對于恒星大氣有效溫度的測量精度沒有起到明顯的提高作用，尤其是對于暗源?？梢姫M縫對于恒星的某些參數(shù)測量精度起到了積極的作用，但是
8、對于大氣參數(shù)的作用不明顯。晚型星因為狹縫的安裝而提高了自身參數(shù)的測量精度，而對于
