Como detectar linhas de emissão em espectros ópticos?

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Existe algum módulo útil para detectar linhas de emissão em um espectro como o obtido no Sloan Digital Sky Survey (SDSS)?

Você pode ver que existem muitas linhas de emissão como Ha, OI no espectro abaixo. De fato, o espectro é um conjunto de dados de duas colunas, comprimento de onda e fluxo. É uma combinação de muitos pontos de dispersão. O intervalo típico entre dois pontos perto de yy é de 1,5 angstroms. Preciso encontrar todos os solavancos gaussianos e seu centro de linha.

Então, primeiro preciso encontrar os solavancos e depois ajustá-los para obter seus centros.

insira a descrição da imagem aqui

spectra sky-survey questionhang
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Eu provavelmente poderia lhe dar uma resposta detalhada se você me disser o que você quer fazer com o espectro. A análise rigorosa do espectro geralmente não é trivial.
Moriarty
Atualizei meu post.Talvez seja fácil de entender agora.
questionhang

Respostas:

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Os programas que eu sei que você pode usar requerem alguma experiência em programação para operar. Eu recomendaria analisar o IRAF (ou PyRAF , que usa o Python para fazer interface com o IRAF) ou o SPECTER . Infelizmente, não conheço uma solução de "caixa preta" onde você pode simplesmente pressionar um botão e partir.

O SPECTER está escrito em FORTRAN77 e é bastante fácil de usar quando você pega o jeito, embora ele tenha um conjunto de recursos um pouco limitado e a documentação seja breve. Isso ajudará você a ajustar manualmente Gaussians às linhas espectrais, fornecendo seus comprimentos de onda centrais e larguras equivalentes. Uma ressalva para o SPECTER é que ele requer o pacote de plotagem SuperMongo , que não é um software livre. Se você é afiliado a uma universidade, a maioria dos departamentos de Física e Astronomia deve ter uma licença.

O IRAF é um aplicativo gratuito, com várias plataformas e com muitos recursos, criado propositadamente para análise de imagem astronômica. Ele pode ajudá-lo a medir as linhas espectrais e pode analisar o espectro para determinar a velocidade radial do objeto.

Moriarty
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que tal escrever nosso próprio código python para fazer isso? Tudo o que precisamos fazer é analisar muitos conjuntos de dados de fluxo de comprimento de onda a partir de muitos espectros.
questionhang
Vá em frente. Geralmente, é mais fácil escrever seu próprio código, especialmente se você tiver grandes conjuntos de dados para analisar.
Moriarty
Primeiro encontre um máximo local e depois ajuste-o com um perfil gaussiano. Este método é muito fácil de acreditar. Falta alguma coisa?
questionhang
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Sim, é isso mesmo. Se você deseja encontrar máximos locais computacionalmente, aplicar alguma suavização mediana (dependendo dos níveis de ruído) e usar seus derivados pode funcionar bem. Esse trecho de código faz exatamente isso (não acho que funcionaria bem para o que você deseja como é, embora sirva como um exemplo prático do que você pode querer fazer). adsabs.harvard.edu/abs/2007A%26A...469..783S
Moriarty
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Sim, existem dois módulos python chamados astropy e astropysics que ambos afirmam ter ferramentas de análise espectral. Como referência, aqui está um link para recursos para astrônomos da linguagem de programação python.

astromax
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Existem muitos softwares e ferramentas disponíveis para fazer o que você deseja:

  • IRAF , da NOAO;
  • MIDAS, que é basicamente muito semelhante ao IRAF, mas desenvolvido pelo ESO;
  • em Python, astropy ou pyRAF (para usar o IRAF com uma interface Python).

Eu usaria algumas ferramentas Python (o Python é mais versátil do que o IRAF ou o MIDAS, que são muito mais orientadas para "finalidade única"), para se beneficiar dos outros recursos oferecidos pelo Python.

Mas para plotar e processar seu espectro é apenas a primeira parte do trabalho, o que você provavelmente gostaria de fazer no final é usar a síntese espectral, para analisar seu espectro. A síntese espectral permitirá:

  • identificar eficientemente a composição química do objeto celeste que você estuda;
  • para determinar algumas propriedades do objeto celeste que você estuda.

Entre as ferramentas existentes para síntese espectral (para espectros estelares, por exemplo), existem:

MBR
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Obrigado. Eu só quero saber as posições do centro da linha.
questionhang