实验十二 目视双星的CCD观测.doc

实验十二 目视双星的CCD观测一、实验目的 掌握CCD照相方法及对目视双星角距和方位角的测量方法二、实验仪器 Meade LX系列望远镜附加ST系列CCD照相机本实验是通过对双星的CCD成像，直接用计算机软件来确定双星的角距()和方位角()，这比传统的用动丝测微镜来测量更加简单，且精度也较高。ST系列CCD的性能及使用方法可参看实验十六。选择双星的原则为：1.两个子星的星等范围在4m 9m。2.角距较大(根据观测所在地的大气情况，最好大于5)。3.根据观测季节，选取赤经赤纬合适的双星。双星在观测时天顶距不要太大，以免影响观测效果。表sh12.1 可供选择的目视双星ADS SAO星号赤经(2000)(h) (m) (s)赤纬(2000)()()()m1, m2角距离/方位角/()光谱型ADS 1 A 1093700 02 36.09 +66 05 566.0, 7.515.2070 G0BDS 71 A 406200 14 02.61 +76 01 377.1, 7.976.3103 MaADS 191 A 10908700 14 58.82 +08 49 155.9, 8.111.6148 F0ADS 1563 A 7505101 57 55.72 +23 35 454.8, 7.637.4046 A5BDS 1116 AC 7517102 09 25.34 +25 56 235.1, 8.6105.9278 F0ADS 1683 A 5533002 10 52.83 +39 02 226.0, 6.716.6035 A0BDS 1094 A 459402 12 49.91 +79 41 296.5, 7.155.3276 A3ADS 2582 A 7597003 31 20.75 +27 34 186.5, 6.911.3270 A0ADS 2735 A 7612203 44 37.18 +27 53 506.7, 7.0126.7043 F0ADS 2984 A 1303104 07 51.39 +62 19 487.0, 7.117.9304 B0ADS 3137 A 7655804 20 21.22 +27 21 025.1, 9.052.1250 K0ads4200AB 7731305 36 26.38+21 59 357.2, 7.83.6 268F8BDS 2867 A 11298005 37 53.45+00 5 8077.2, 7.980.1031B6VADS 5705 AC13406107 01 27.05 -03 07 037.9, 9.023.2005B3HD 729659795208 36 22.31+13 45 557.7, 8.443.5133A0ADS 6900 136111 08 37 50.4-06 48 256.7, 8.561.0202G0HD 73665 8033308 40 06.4 +20 00 28.6.5, 6.5149.8151K0HD 76813 6117708 59 32.6 +32 25 065.6, 8.789.6295G5HD 78610 13661209 09 08.6 -01 35 167.4, 12.0 53.2328K5ADS7260 8072309 15 33.32+27 55 197.9, 10.38.0061F8HD 776002711209 05 45.18+50 16 368.1, 8.379.2258G5ADS718211742809 06 44.43+02 48 367.9, 8.211.5273F5HD88849709910 17 50.55 +71 03 386.7, 7.316.6171A7HD 90125 11827810 24 13.18 +02 22 046.4, 6.7212.264G9VHD 90386 11829910 26 09.20 +03 55 576.6, 8.5116.3192A2HD 90839 2767010 30 37.58 +55 58 494.8, 9.0120.0304F8VADS 7979 A 8158310 55 36.82 +24 44 594.5, 6.36.5 110A1VHD 97334 6245111 12 32.35 +35 48 506.3, 7.9138.7 070G0VADS 8100 A 732011 15 11.90 +73 28 307.6, 8.254.5104K5ADS 8162 A 11886411 26 45.32 +03 00 476.2, 7.928.7149K0IVADS 8434 A 2825312 08 07.07 +55 27 508.0, 8.422.3082F8ADS 8450 A 2828712 11 27.76 +53 25 177.5, 7.712.7221K0ADS 9338 A 10113814 40 43.57 +16 25 064.9, 5.85.6108A0ADS 9728 A 14067215 38 40.08 -08 47 296.5, 6.611.9188 F8BDS 7631 A 2960715 38 54.58 +57 27 427.6, 9.191.2205 M3ADS 9737 A 6483415 39 22.67 +36 38 085.1, 6.06.3305 B8BDS 7480 A 6502416 01 02.66 +33 18 125.5, 9.989.6071 F8BDS 7535 A 841516 04 48.96 +70 15 426.7, 9.346.7084 A0ADS 9922 A 10192216 06 02.83 +13 19 156.7, 8.536.6323 K0ADS 9933 A 10195116 08 04.53 +17 02 495.3, 6.528.4012 G5HD 149632 10225916 35 26.29 +17 03 266.3, 7.3156.6360 A0HD 15778917 24 54.70+13 19 438.4, 9.326.4326 F8ADS 10562 A 10283517 27 52.25 +11 23 257.0, 8.627.3283 A3ADS 10715 A 8531017 41 05.49 +24 30 476.5, 6.116.3008 K0ADS 10759 A 889017 41 56.36 +72 08 554.9, 6.130.3015 F5ADS 11061 A 899618 00 09.22 +80 00 145.8, 6.219.0234 F5ADS 11086 A 10340618 07 48.35 +13 04 166.5, 10.242.3138 A0ADS 11089 A 8575318 07 49.56 +26 06 045.9, 6.014.2183 A3HD 184170 3171119 30 12.25 +55 25 216.8, 9.376.3086 K0ADS 12540 A 8730119 30 43.28 +27 57 343.2, 5.434.3054 K0BDS 9448 A 1839519 33 10.07 +60 09 316.4, 8.476.2287 K5ADS 12750 A 105104 19 39 25.34 +16 34 166.6，9.428.2302 K5ADS 12815 A 3189819 41 48.95 +50 31 306.3, 6.439.0134 G0ADS 13092 A 1857519 52 47.68 +64 10 336.8, 8.927.8184 G5ADS 13087 A 14389819 54 37.65 -08 13 385.8, 6.535.7170 B3BDS 9825 A 6925220 00 44.81 +36 35 236.7, 8.470.6202 B9ADS 13783 A 6992920 22 57.65 +39 12 396.6, 8.443.0256 B9ADS 14710 A 8950521 10 32.07 +22 27 166.9, 7.717.9300 A0BDS 10923 A 3332321 19 40.77 +53 03 296.8, 8.848.5301 K2ADS 15493 A 12719621 58 01.45 +05 56 257.3, 7.610.6855.23A2ADS 15600 A 1982722 03 47.45 +64 37 404.6, 6.57.5278 A3ADS 15670 A 3410122 08 36.05 +59 17 227.2, 7.421.6316 A0ADS 16642 14660523 16 35.40-01 35 087.1, 7.75.0031G5ADS 17020 AC 2086623 48 38.97+64 52 346.4, 8.550.4351A0ADS 17079 A 10888323 52 59.94 +11 55 277.3, 7.919.0282 F0三、实验步骤1将CCD与计算机相连，方法参看实验十六的步骤一到四。主要包括CCD与计算机相连，启动CCD与计算机，启动CCDops软件并给CCD制冷。注意：先不要将CCD安装到望远镜上。2将望远镜指向所要拍摄的天体。用眼睛在导星镜和主镜中观察天体，并将其移到视场中心。若天体不在目镜视场中，可更换焦距更长的目镜，以扩大视场。3安装CCD到望远镜主镜上，注意：本实验选取的天体为目视双星，所以CCD的x,y轴尽量与,分别平行，并应确定CCD视场中北的方向（赤纬增加方向）。首次观测可由教师选定所观测的双星。4启动对焦系统。(1)在CCDOPS中，鼠标单击“Camera”菜单项，在下拉菜单中选择“Focus”（对焦）项，会弹出“Focus”对话框，如图sh12.1示。图sh12.1 “Focus”对话框(2)在“Exposure time”框内填入曝光时间。对于较亮的天体曝光时间可选在1s内。(3)在“Frame size”列表框中有三个选项：Full、Planet、Dim。一般应选“Dim”，此种方式以降低分辨率来得到较快的下载与显示速度。(4)单击“OK”，CCD即开始按曝光时间进行曝光，并不断将图像传回计算机，在显示器上会显示CCD拍得的图像。注意：望远镜已对好焦距，不要拧动望远镜的对焦旋钮。5在CCD对焦图像中对中天体 若天体在CCD对焦图像中没有对中，可按动望远镜控制手柄，调整天体位置，直至对中。注意：应选择望远镜的最低速移动方式，每次移动不要太多，以免天体移出CCD视场。6拍照(1)单击“Camera”菜单项，选择“Grab”选项，出现“Grab”对话框。(2)“Exposure time”正文框中输入曝光时间，恒星一般为110s。注意若两子星的星等相差较多，应适当选择曝光时间。(3)“Dark frame”列表框中若选“Also”，则先拍暗流，再拍天体。为节省时间，也可选“None”，只拍天体，在以后处理时再去掉暗流。(4)“Image size”列表框中应选“Full”项。(5)单击“OK”，即开始曝光。曝光结束，应将拍得的图像保存起来。(6)保存格式有几种：ST9格式，Fits格式等，可根据需要保存。若要用CCDops软件处理，应选用ST9格式存储；若要用IRAF等软件处理，应选用Fits格式。注意：在曝光期间应保持观测室内的黑暗，关闭大门，将计算机显示器亮度调暗，并不要在室内走动。7双星角距与方位角测量双星角距离是目视双星在天球上的角距离，用角分或角秒为单位。方位角是两子星的连线与南北连线的夹角，从北点向东量度为正，在CCD图像中顺时针方向为正(北点向西量度)，用度，分，秒表示，处理时要加以改正。 在CCDops环境下，打开已保存的双星图像，调出十字丝（参看实验十六的步骤六），查看并证认要分析的目视双星，并辨认出子星一和子星二，确定赤经赤纬的方向，进而确定北（N）的方向。8检查望远镜的焦距参数CCD是二维成像系统，我们在 CCD上直接得到的是直角坐标x,y的值。CCDops软件能将两子星的直角坐标间隔x,y转换并用下式计算出用角分角秒表示的角距。式中的fl为用英寸表示的望远镜焦距，不同的焦距会得到不同的角距值。例如：Meade LX200望远镜口径为40cm(16inch)，焦距为4m(160inch)则fl=160。单击“Display”菜单项，选择“Parameters”选项可弹出参数窗口，显示当前文件的各种参数，如图sh12.2所示。查看“Telescope”一栏，看“Focal length”项，是否为“160.00 Inches”(4m)，若不是，则需修改望远镜的焦距参数。图sh12.2 “Parameters”参数窗口9修改望远镜的参数在用CCD照相之前，可先根据你所使用的望远镜的口径和焦距等参数来修改CCDops软件的望远镜参数设置。(1) 单击“Misc”菜单项，选择“Telescope Setup”选项，可弹出“Telescope Setup”窗口，如图sh12.3所示。图sh12.3 “Telescope Setup”窗口在“Focal length” 栏内,输入所使用望远镜的焦距（用英寸表示），如4m，可输入160。另外还可修改观测者姓名(Observer)。(2) 单击“Calculate”按钮，出现“FOV Calculate”窗口，如图sh12.4所示，在“Camera”栏内选择所使用的CCD的型号，在“F/Ratio:”（焦比）栏内输入所使用的望远镜的焦比，如对Meade LX200望远镜，输入10。单击“Calculate”按钮。(3) 单击“Done”按钮。图sh12.4 “FOV Calculate”窗口10修改CCD照片的参数在用CCD照相之后，也可根据你所使用的望远镜的口径和焦距等