Spectroscopie met de eShel


De echellespectrograaf "eShel" van de firma Sheylak Instruments, gemonteerd op de 50cm telescoop op het dak van gebouw S9, heeft een fenomenale resolutie. Terzelfdertijd laat het instrument toe het hele optische deel van het spectrum in één keer waar te nemen. Dankzij dit instrument worden duidelijk een heleboel zeer interessante practica en bachelorprojecten mogelijk die uiteraard op voorhand moeten uitgeprobeerd en op hun haalbaarheid getest worden. Dat is jouw taak.

Wil je je aan het echte astronomenleven wagen dan is dit iets voor jou! Het observatorium op S9 is trouwens helemaal geautomatiseerd zodat je je waarnemingen, na een introductie tot de werking van het hele systeem, "remote" kan uitvoeren zonder koude nachten op het dak te moeten doorbrengen. Hieronder vind je een greep uit het ruime aanbod van mogelijke waarnemingen die je met de eShel kunt doen ...

  1. Zeemansplitsing

    In de (relatief) donkere zonnevlekken van de zon heerst een sterk magnetisch veld. Dat blijkt uit de Zeemansplitsing van bepaalde optische absorptielijnen in het zonnespectrum. De eShel heeft een voldoende hoge resolutie om deze splitsing te meten. Uit de formules voor het Zeemaneffect kan je de gemeten splitsing omzetten in een magnetische-veldsterkte. Hetzelfde is trouwens mogelijk voor sterren met een zeer sterk magnetisch veld, zoals HD215441 (zie figuur).

  2. Pulserende variabele sterren

    Het periodiek stijgen en dalen van de helderheid van sommige variabele sterren, zoals Cepheïden en RR Lyrae, wordt veroorzaakt door het stijgen en dalen van hun buitenste gaslagen. De helderheid van een dergelijke variabele ster is gelinkt aan de periode van haar pulsatie zodat uit metingen van haar pulsatieperiode meteen haar absolute helderheid en dus ook haar afstand kan afgeleid worden. Dit is een cruciale stap in het opstellen van de "afstandsladder" waarmee in de sterrenkunde afstanden tot extragalaktische hemellichamen bepaald worden. Met de eShel-spectrograaf kan de snelheid van de buitenste gaslagen van een pulserende variabele ster nauwkeurig bepaald worden (zie nevenstaande figuur). De pulsatieperiode van RR Lyrae is vrij kort (van de orde van enkele uren tot een dag) wat hen ideale objecten maakt om te observeren in het kader van een sterrenkundig practicum. De gemeten snelheden kunnen dan gecorreleerd worden met simultaan gemeten helderheden van de ster (gemeten met de CCD-camera gekoppeld aan de tweede voor studentenpractica gebruikte telescoop op het dak van gebouw S9). Op deze manier krijgen de studenten inzicht in de fysische processen die tot variabiliteit in sterren leiden (in dit geval is dat het bekende κ-mechanisme). Uit de pulsatieperiode volgt meteen de afstand tot de ster en van de stercluster waartoe ze behoort. Dit biedt je de mogelijkheid een eerste stap te zetten op de door professionele astronomen gebruikte afstandsladder.

  3. Probeer eens iets nieuws ...

    Kunnen we met de eShel nabije galaxieën en quasars (zoals 3C 273) waarnemen en hun roodverschuiving opmeten? Kunnen we kwantitatieve informatie over de beweging van de sterren doorheen bolhopen verkrijgen en zo de massa van deze sterclusters afschatten? Is het mogelijk om de chemische samenstelling van planetaire nevels te bepalen aan de hand van de in hun spectrum zichtbare emissielijnen? Probeer het uit!