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浜松北高地学部天文班 - スポンサーサイト
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恒星のスペクトル写真の撮り方について
?目的
 カメラで直接撮影するのでは光が足りず撮影が出来ないので、天体望遠鏡を使えるスペクトル写真撮影装置を作り、綺麗なスペクトル写真を撮影する。
?使用した材料
・ ボイドカン(直径75mm・直径50mm) ・厚紙(12cm×12cm×2)
・ 回折格子(1000本/mm)
?作り方
()75mmのボイドカンを30cmに切り、端を30度になるように切る。
()厚紙に回折格子を取り付ける穴を開け、回折格子を接着する。
()30mmのボイドカンの直径にあわせた穴を別の厚紙にあけ、回折格子を挟み込むように接着する。
()30mmのボイドカンを13cmに切り、()に取り付け接着する。
()()、()を接着する。
装置

?実験方法
()天体望遠鏡で撮りたい恒星を捕らえる。
()装置を天体望遠鏡の接眼レンズとカメラに取り付け、カメラの感度やしぼり、露出時間を調整し撮影する。
()撮った写真をパソコンで解析する。
?結果・考察
・恒星は望遠鏡により回折格子に入れることはできたが、分光されておらず、スペクトルが出ていなかった。
・赤道儀を使うと装置が使えなかったので、長時間の露出ができなかった。
?まとめ
全体的に光の量が不足していたためにスペクトルの写真を撮ることができなかった。1時間程度の長時間の露出を行えば撮ることが可能であると思われるが、常に星を望遠鏡の中心に捉えないといけないため難しいと考えられる。
また、望遠鏡の口径と全長が小規模だったため、十分に集光できなかったのも原因であると考えられる。

恒星の距離の求め方について
(1)絶対等級を求める
()スペクトル写真を、画像解析ソフトRegistaxを用いて補正した後、FITS形式で保存する。
()保存した画像を分光観測データ解析ソフトBeSpecで解析し、スペクトル型を決定する。
()()よりHR図から絶対等級を求める。
(2)実視等級を求める
実視等級とは見たままの等級の事である。そのため目視によっておおよその等級を求めればよい。
この時期に同時に観察することができ、なおかつ実視等級がほぼ0等級であること座のベガと実視等級がほぼ1等級であるさそり座のアンタレスを基準に実視等級を求める。
(3)分光視差による距離の計算法
m等級の明るさをLm、M等級の明るさをLMとする。そこで、見かけの等級(m)と絶対等級(M)、距離d(pc)の関係を考える。d(pc)離れた恒星の見かけの等級をm、地球上での明るさをLm、その恒星を10pcの距離に持ってきたときの明るさ(つまり絶対等級)をM、その時の地球上での明るさをLMとする。
等級と明るさの関係より
計算式1

明るさは距離の2乗に反比例するので
計算式2

したがって
計算式3

となるので、絶対等級と実視等級を求めれば、距離を計算により求める事ができる。
(4)公式による距離の計算
?やり方
(1)、(2)より絶対等級と実視等級が求められるので、分光視差の公式に当てはめ、距離を求める。なお、地球の公転による距離の変化は、恒星までの距離に比べて微々たるものであるので、考えないものとする。
? 結果
今回は絶対等級を求める事ができなかったので、仮に既成のデータを使用して距離を求めていく。

恒星の3次元座標化
方法
今回、恒星を座標化するにあたって、赤緯と赤経を使用する。そのため、地軸の傾きがないものとした地球で考える事とする。地球を赤道で2つに分けた半球とし、視点はその地球の中心からのものとする。
 するとx軸は春分の日(秋分の日)の太陽が南中した時の方角と地球の中心を結び延長した線となる。y軸はその時の太陽が昇る方角と沈む方角を結び延長した線となる。そしてz軸は地軸と一致する。
()z軸の距離を求める。
   恒星までの距離(d)が分かったので、赤緯をθ1とするとd×sinθ1で求める事ができる。
()x軸の距離を求める。
   まず、d×cosθ1を求め、この値をrとおく。そして、赤経をθ2とするとr×cosθ2で求める事ができる。しかし赤経は角度の表し方が特殊なので、cosの値を求めるために度数法に変換する必要がある。
()赤経を変換する。
   赤経の1時は度数法の15度である。よってa時×15で度数法に変換できる。また赤経1分は赤経1時の1/60なのでb分/60×15で度数法に変換できる。そして赤経1秒は赤経1分の1/60つまり赤経1時の1/3600なのでc秒/3600×15で度数法に変換することができる。最後に3つの値をたして、赤経を度数法に変換する。
()y軸の距離を求める。
   ()と同様にして、r×sinθ2で求める事ができる。
()距離を座標に変換する。
   1光年を1とし、()()()を座標に変換する。
夏の大三角

星の位置関係
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浜松北高地学部天文班 - 恒星の3次元座標化-研究内容
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