Spektroskopia

[Timo Kantola]

Kiitos

Alpy on kerännyt pölyä kaapissa nyt parivuotta, kun on aika virittely laittaa se käyttöön (laiskuus).
Lähinnä oon tarvinnu toisen läppärin spektri kuvauksiin. Pitäis koittaa pystyiskö yhdellä läppärillä hoitaa jalustan ohjauksen, kuvauksen Atikilla ja seurannan ASI:lla. Muutenhan noi spektri jutut on äärimmäisen kiinnostavia ja yhden illan aikana sai moneksi päiväksi materiaalia...

Parhaillaan säädän  Sol'exia

[einari]

Kun valitettiin keskustelun ja sisällön puutetta foorumilla niin palaanpa tähän vanhaan ketjuun.

SA-100-suodin minulla on ollut jo jonkin aikaa ja vuosi sitten tein sillä joitain kokeiluja.

Tällä viikolla sitten, kun kuu alkoi jo häiriköimään päätin jatkaa spektrikuvailuja.
Ideana oli ottaa spektrit OBAFGKM-luokan tähdistä, eli tähtien luokituksessa kuumimmasta kylmimpään.
(Tyyppien muistamiseksi on kehitetty englanninkielinen hokema: Oh Be A Fine Girl/Guy, Kiss Me. Suomenkielinen hokema ei ole täysin vakiintunut, yksi ehdotus on: Observatorion Bileet Alkoivat Fiaskolla, Giniä Kaatui Mittalaitteisiin).

Valitettavasti tekoäly antoi O ja G-luokille väärät tähdet, enkä tarkistanut.
Koitan täydentää sarjaa myöhemmin, mutta tässä BAFKM-spektriluokan tähdet.

Kuvattu: Askar FRA400C ja PO Apollo M mini (planeettakamera) ja SA-100-suodin.
Spektrien käsittely: BASSProject.

Palaan näihin tähtiin myöhemmin, ehkä myös isommalla C8-putkella.
Samoin ostin juuri käyttöoikeuden RSpec-ohjelmaan, joka pitäisi olla selkeämpi käytettävyydeltään.
Jatkossa käytän luultavasti sitä spektrien käsittelyyn.

Käsittelin dataa viikonloppuna ja tulokset kuvineen ja taustatietoineen löytyy blogistani.

[Harmaa Vaeltaja]

Anteeksi tyhmä kysymys, mutta mitä sinä teet noilla spektreillä?

[einari]

No mitä nyt harrastaja tekee esim. omilla radioteleskooppihavainnoilla?
On ylpeä että on saanut sellaisen tehtyä, ettei ihan joka poika ole sellaisia tehnyt.
Ehkä hivelee tieteellistä mielenkiintoa.
Ehkäpä joillain havainnoilla on jopa yleistä tieteellistä mielenkiintoa.
En tosin tiedä onko harrastajien spektroskooppisilla havainnoilla mitään tieteellistä arvoa.
Mutta en välitä vaikkei olisikaan.
Kaikenlaista on tässä vuosien (vuosikymmenten) aikana tullut kokeiltua ja miksei sitten spektroskopiaakin.
Uteliaisuus ja kokeilut pitää mielen ja aivot virkeänä.

[Lauri Kangas]

Spektreillähän tehdään ihan samaa kuin syvän taivaan kuvillakin. Ovat melkein sama asiakin, eri akselia pitkin esitettynä vain.

[Harmaa Vaeltaja]

Spektreillähän tehdään ihan samaa kuin syvän taivaan kuvillakin. Ovat melkein sama asiakin, eri akselia pitkin esitettynä vain.

Hmm... en ole ihan varma että spektrit ovat yhtä kauniita katsella maallikoille kuin parhaat syvän taivaan kuvat ovat. Niiden kauneuden ymmärtämiseen tarvitaan aika entusiasti...

[J.Suominen]

No mitä nyt harrastaja tekee esim. omilla radioteleskooppihavainnoilla?
On ylpeä että on saanut sellaisen tehtyä, ettei ihan joka poika ole sellaisia tehnyt.
Ehkä hivelee tieteellistä mielenkiintoa.
Ehkäpä joillain havainnoilla on jopa yleistä tieteellistä mielenkiintoa.
En tosin tiedä onko harrastajien spektroskooppisilla havainnoilla mitään tieteellistä arvoa.
Mutta en välitä vaikkei olisikaan.
Kaikenlaista on tässä vuosien (vuosikymmenten) aikana tullut kokeiltua ja miksei sitten spektroskopiaakin.
Uteliaisuus ja kokeilut pitää mielen ja aivot virkeänä.

BTW...
Itselläni radioteleskooppi touhut ovat tähdänneet optisen ja radiokuvan yhdistämiseen (toki tämäkin tavoite on jo enemmän tai vähemmän ohitettu ja seuraavat suunnitelmat ovat edessä)...
Sekä radioastronomian harrastamisen helpottamiseen.  ja kyllä varsin isoa ylpeyttähän siitä tuntee ja ymmärtää ehkä taas hieman syvällisemmin asioita...

Mutta spektroskopiasta ei itselläni ole kovin paljon kokemusta (vähän kuitenkin).
Mietin nyt vain, että mahtaako täällä ihmiset tietää, että jos omistaa esim. Star Analyserin tai vastaavan, niin voi osallistua Pro-Am havaintoihin spektroskopiassa näillä omilla havainnoillaan?!

[Lauri Kangas]

Hmm... en ole ihan varma että spektrit ovat yhtä kauniita katsella maallikoille kuin parhaat syvän taivaan kuvat ovat. Niiden kauneuden ymmärtämiseen tarvitaan aika entusiasti...

Ovat silti hyödyllisyydeltään tai hyödyttömyydeltään täysin samanvertaisia.

On myöskin helppoa keksiä tuhat asiaa joita ihmiset tekevät aivan huvikseen jotka ovat paitsi turhempia, myös vähemmän näyttäviä kuin tähtien spektrin kuvaaminen.

[Harmaa Vaeltaja]

Ovat silti hyödyllisyydeltään tai hyödyttömyydeltään täysin samanvertaisia.

On myöskin helppoa keksiä tuhat asiaa joita ihmiset tekevät aivan huvikseen jotka ovat paitsi turhempia, myös vähemmän näyttäviä kuin tähtien spektrin kuvaaminen.

Alkuperäinen kysymyksenihän ei koskenut niiden turhuutta, vaan että mitä niillä tehdään. Luulin että tuollaisilla kuvilla olisi jotain muuta, tieteellistä, vaikka ehkä vain harrastuksenomaista, käyttöä.

Siinä olen toista mieltä että ne olisivat hyödyttömyydeltään samanasteisia. Esteettisesti kaunis kuva on aina hyödyllinen, miljoona kertaa hyödyllisempi kuin jokin taulukko tai kuvaaja joka ei edes asetu mitenkään esteettiselle asteikolle, se on pelkästään ruma. Taulukolla tai kuvaajalla pitää olla jotain muuta käyttöä kuin katselu jotta se on hyödyllinen. Saavutuksena sen tekemisellä on tietysti merkitystä vain sen tekijälle.

[Lauri Kangas]

Höpsistä. Kuva kertoo kohteen intensiteettijakaumaa spatiaalisessa suunnassa (kaksiulotteisena), spektri näyttää ihan samaa intensiteettiä mutta aallonpituuden funktiona. Kaikki esteettisyys on pelkkä sosiaalinen konstruktio ja ainoastaan omassa päässäsi. Kummallakin voi tehdä vaikka mitä hyödyllistä, mutta harrastajat eivät tyypillisesti tee sellaista, vaan keräävät ja visualisoivat tätä dataa omaksi huvikseen, kukin omista syistään.

Yksittäisellä katsojalla kuten sinulla voi tietysti olla preferenssi jompaan kumpaan suuntaan, mutta täytyy ymmärtää ettei sellainen perustu mihinkään objektiiviseen.

[Harmaa Vaeltaja]

Höpsistä. Kuva kertoo kohteen intensiteettijakaumaa spatiaalisessa suunnassa (kaksiulotteisena), spektri näyttää ihan samaa intensiteettiä mutta aallonpituuden funktiona. Kaikki esteettisyys on pelkkä sosiaalinen konstruktio ja ainoastaan omassa päässäsi. Kummallakin voi tehdä vaikka mitä hyödyllistä, mutta harrastajat eivät tyypillisesti tee sellaista, vaan keräävät ja visualisoivat tätä dataa omaksi huvikseen, kukin omista syistään.

Yksittäisellä katsojalla kuten sinulla voi tietysti olla preferenssi jompaan kumpaan suuntaan, mutta täytyy ymmärtää ettei sellainen perustu mihinkään objektiiviseen.

Voi sinua. Esteettisyys on ihan olemassa oleva entiteetti, siitä et puhumalla pääse eroon. Jos sillä ei sinulle ole merkitystä, niin kuulut häviävän pieneen vähemmistöön ihmiskunnasta, eikä sinun mielipidettäsi siis voi suuressa kuvassa silloin ottaa huomioon. Maailma ei ole objektiivinen, luulitko todellakin niin? Harvalla harrastajien kuvauskäytössä olevalla putkella ja sen lisälaitteilla on mitään tieteellistä tarkoitusta, kyllä niiden funktio 95%:sti on esteettinen eli tavoite on tehdä mahdollisimman hienoja kuvia maailmankaikkeudesta. Ei meistä kuvaajista kuin muutama harva edes kuvittele tekevämme tiedettä. Ne ovat "vain" hienoja kauniita kuvia. Niitä sinun halveeraamiasi kauniita kuvia on muuten maailmassa nyt eniten koko historiassa, niitä katsellaan eniten, ja niiden ottamiseen on eniten välineitä kun jokaisella on kännykkä. Jos niillä kuvilla ei ole mitään esteettistä tai muuta merkitystä, niin miksi tilanne on se mikä se on? 

[J.Suominen]

Täältä voi aloittaa katsomaan miten voi amatööri astronomi osallistua datallaan tieteelliseen tutkimukseen:

https://aras-database.github.io/database/about.html
https://staros-projects.org/en/initiative.html
https://www.iau.org/WG330/WG330/PARC.aspx
https://shareastronomy.com/2011/01/11/proam-scientific-collaboration-in-astronomy/

Myös fotometriassa on Pro-Am projekteja joilla voi saada oman nimensä mukaan tieteellisiin julkaisuihin:
https://www.exoclock.space/
https://science.nasa.gov/citizen-science/exoplanet-watch/

Ei siis tarvitse makuuttaa dataansa tai pitää sitä hyödyttömänä. Sille datalle voi olla ihan tieteellistä arvoakin

[Lauri Kangas]

Ilmeisesti oletat minun olevan jotakin mieltä mitä en oikeasti ole. En ole ihan varma minkä kohdan sanoistani tulkitsit niin että halveeraisin joitakin kuvia, tai että esteettisyydellä ei olisi mitään merkitystä? Jos haluat väitellä, niin arvostaisin että pureutuisit niihin argumentteihin mitä olen kirjoittanut, etkä sellaisiin joita oletat että olen tarkoittanut. Yleensä kirjoittaessani yritän nähdä paljon vaivaa sitä varten, että jos esitän jotain väitteitä niin ne pitävät paikkansa ja ovat perusteltavissa, ja että mielipideasiat pysyvät selvästi erillään edellisistä.

Syvän taivaan kuvaaminen kaukoputkella ja kameralla (tai miksei vaikka ihan visuaalisesti okulaarilla havaitsemalla) ei ole mitään muuta kuin fotonien keräämistä ja kerätyn tuloksen esittämistä niin, että nähdään jotakin mitä ilman sellaisia apuvälineitä ei olisi mahdollista havaita.

Muutamia esimerkkejä. Pitkään valottamalla nähdään himmeiden kohteiden olemassaolo ja voidaan vertailla niiden olemusta muihin kohteisiin nähden. Kun havainnot esitetään spatiaalisesti (siis normaalina kuvana), voidaan vaikkapa määrittää pistemäisten kohteiden paikkoja tarkasti (astrometria). Tällä on tähtitieteessä runsaasti tarpeellisia sovelluskohteita.  Yksi hyvin perinteinen visuaalihavaitsemisen haara tässä on hyvin läheisten kaksoistähtien komponenttien erottaminen toisistaan.

Kohteiden kirkkauksia voidaan myöskin tutkia ajan funktiona (fotometria). Tälläkin on paljon sovelluksia (supernovat, muuttuvat tähdet, asteroidien muodot, jne).

Sitten kirkkauksia voidaan tutkia aallonpituuden funktiona (spektrometria). Tällä niitä sovelluksia vasta onkin runsaasti, sillä aallonpituuksien jakauma sisältää valtavasti tietoa valonlähteen koostumuksesta.

Kaikkia näitä visualisointeja voi yhdistää monella eri tavalla yksiulotteisiksi kuviksi eli kuvaajiksi, kaksiulotteiseksi perinteisemmiksi kuviksi, tai useamman ulottuvuuden monimutkaisemmiksi esityksiksi. Havaintoja voidaan esittää vaikkapa niin että toisella akselilla on aika ja toisella aallonpituus, tai toinen akseleista voi olla tavallinen spatiaalinen ulottuvuus.

Ihan perinteiseen värilliseen valokuvaan on lisätty niiden kahden paikka-akselin lisäksi kolmas akseli aallonpituudelle, kun kuva esitetään kolmella värikanavalla. Hyperspektrikuva on samanlainen, mutta värikanavia voi olla enemmän, satojakin. Yhden pikselin spektri on yksinkertaisesti yhden pikselin poikkileikkaus sitä kolmatta akselia pitkin, sellaisista on kyse Tapion havainnoissa.

Siitä, että nämä tavalliset kahden paikka-akselin valokuvat, mahdollisesti värilliset, ovat helpoimpia ymmärtää ja suosituimpia harrastajien tuottaa, ei voi varsinaisesti mitenkään päätellä että juuri se olisi mikään ehdoton tähtitieteen kuninkuuslaji ja ainoa oikea tapa harrastaa, tai ainoa esteettinen tai edes esteettisin kaikista menetelmistä.

Kaikkia näitä yhdistää se, että harrastajat voivat tuottaa ja ovatkin tuottaneet tällaisia havaintoja menestyksekkäästi. Osalla näistä havainnoista on todellista tieteellistä painoarvoa, osalla hieman vähemmän, varsinkin alkuvaiheen ja harjoitteluvaiheen tuloksilla. Siitä huolimatta tällaisia havaintoja on huomattavan palkitsevaa tehdä.

Aivan samoin se ensimmäinen oma kuva Orionin sumusta tai Rengassumusta on kuvaajalle itselleen erittäin kutkuttava saavutus, vaikka kuvalla ei ole minkäänlaista tieteellistä lisäarvoa. Aina nämä kuvat eivät edes ole kovin hienoja, ja monella muulla on niistä kohteista paljon parempiakin kuvia.

Tavallisten kuvien ottamisessa ei myöskään tarvitse olla esteettistä tarkoitusta. Sellainen kuva voi olla onnistunut, jos vaikkapa onnistuu kaivamaan kohinan seasta jonkin todella himmeän kohteen, vaikka venyttämisen johdosta kuva itsessään muuttui ihan kamalan näköiseksi. Täysin vastaava tilanne voi olla vaikkapa fotometrisessa käppyrässä jossa onnistuu havaitsemaan eksoplaneetan ylikulun. Mielestäni (huom: nyt vasta tulee ensimmäinen oma mielipiteeni) kummatkin näistä tapauksista voivat olla todella siistejä havaintoja, ja mielenkiintoisempia kuin monikaan ns. pretty picture joita näkee tosi paljon. Siitä huolimatta, että kummallakaan ei "tehdä" mitään.

[astrobroijer]

Voisin vielä korostaa tähän väliin, että monet ihmiset tekevät huomaamattaankin kansalaistiedettä ihan vaan postaamalla tähtikuviansa nettiin, erityisesti jos Taivaanvahtiin. Hyvä esimerkki tästä on revontulikuvat; joku voi nähdä siinä vain sen visuaalisuuden, mutta viimeistään sitten kun aletaan nysväämään massadatana kuvia läpi sen jälkeen, kun on löydetty joku uusi revontuli-ilmiö, jokaisesta kuvasta tulee tutkimusaineistoa. Siitä hauska harrastus, että kaikki data voi todellakin olla monella tavalla arvokasta. Siksikin niitä ei ikinä kannata poistaa, ja hyvä myös tuoda esiin niitä muiden ihmeteltäväksi. Monet tieteelliset löydökset on syntynyt sitä kautta, että joku huomaa toisen datasta jotain mitä on jäänyt huomaamatta.