天文观测实验 第11页 总42页 实验五恒星的光谱分类 附：使用RAF处理40cm望远镜观测CCD图象得到一维光学谱的一般步骤 (2007年5月) 一、引言 1。观测数据 观测得到若干副CCD图象，以fts文件格式保存，并在Iog文件中详细记录每一副图 的观测时间、目标名称、目标类型、爆光时间、赤道坐标系坐标、坐标历元等信息。一 副典型的log文件如下： Observer: Night Assistant: Date:2002/01/08 Gain:0.86.Ron:. ,Seeing:2.5",Temp.-5C,RH.60%,Weather:SunnyToCloudy Grating:300_Ip/mm,Blazed at:5500A,Order:,Slit:_" Files Obj. Btime Exp.(s)R.A. Dec. Epoch Notes c0108001 He/Ar Lamp c0108002-6bias c0108009 HD19445 20:14:52 30 03:08:26.4226:20:34.92000 stand c0108010 He/Ar Lamp c0108011 MRK1073 20:20:30 2400 03:15:01.442:02:09 2000Y=126.S2 c0108012 He/Ar 5 Lamp c0108042-46bias c0108047-51flat 90 老家米*水米*米*水米客米*家**水老家常*米米*水米米*容米客水**米*家者家水米家**水米米米*水*容米家米*容*家水常***水米***米米家米*容 其中，Files列为文件名(.fits后缀略)，Obj为目标名，Btime为爆光开始时刻，Exp. 为爆光时间，R.A、Dec.、Epoch分别为赤经、赤纬和历元，Notes是备注（一般注明目标 的类型，如观测源、标准星、定标灯、Bias、平场等) 拿到一份观测数据后，首先就是看一下观测的记录文件（即1og文件），1og文件一 般以观测日期加上后缀(.1og)为文件名，如20020108.log。 观测数据一般有如下几类： (1)Bias零秒爆光，拍摄偏栅压所造成的噪声，在处理中应去掉。 (2)Flat 平场，应扣除。 (3)object目标源。 (4)comp.定标灯(He/Ar或Fe/Ne灯)，用于波长定标。 (5)stand标准星，用于流量定标。 完整的观测，应在观测之前拍摄五幅以上bias,在观测之后再拍摄五幅以上bias:应拍 摄五幅以上fat:每一幅目标源应配有一副定标灯：每一副标准星应配有一副定标灯： 原则上每拍一个源应紧接着拍一个标准星，但往往是几个源共用一个标准星。 2。处理过程 由于系统较为老旧，不能准确详尽地在s文件中写入观测信息，故在处理之前需要修
天文观测实验 第 11 页 总 42 页 实验五 恒星的光谱分类 附：使用 IRAF 处理 40cm 望远镜观测 CCD 图象得到一维光学谱的一般步骤 （2007 年 5 月） 一、引言 1。观测数据 观测得到若干副 CCD 图象，以 fits 文件格式保存，并在 log 文件中详细记录每一副图 的观测时间、目标名称、目标类型、爆光时间、赤道坐标系坐标、坐标历元等信息。一 副典型的 log 文件如下： **************************************************************************** Observer: Night Assistant: Date:2002/01/08 ---------------------------------------------------------------------------- Gain:0.86,Ron:_.__,Seeing:2.5",Temp.-5C,RH._60%,Weather:SunnyToCloudy Grating:300_lp/mm,Blazed at:5500A,Order:_,Slit:_._" --------+-------------+---------+-------+----------.----------.------.------ Files Obj. Btime Exp.(s) R.A. Dec. Epoch Notes c0108001 He/Ar 5 Lamp c0108002-6 bias c0108009 HD19445 20:14:52 30 03:08:26.42 26:20:34.9 2000 stand c0108010 He/Ar 5 Lamp c0108011 MRK1073 20:20:30 2400 03:15:01.4 42:02:09 2000 Y=126,S2 c0108012 He/Ar 5 Lamp c0108042-46 bias c0108047-51 flat 90 **************************************************************************** 其中，Files 列为文件名（.fits 后缀略），Obj 为目标名，Btime 为爆光开始时刻，Exp. 为爆光时间，R.A、Dec.、Epoch 分别为赤经、赤纬和历元，Notes 是备注（一般注明目标 的类型，如观测源、标准星、定标灯、Bias、平场等） 拿到一份观测数据后，首先就是看一下观测的记录文件（即 log 文件），log 文件一 般以观测日期加上后缀（.log）为文件名，如 20020108.log。 观测数据一般有如下几类： （1）Bias 零秒爆光，拍摄偏栅压所造成的噪声，在处理中应去掉。 （2）Flat 平场，应扣除。 （3）object 目标源。 （4）comp. 定标灯（He/Ar 或 Fe/Ne 灯），用于波长定标。 （5）stand 标准星，用于流量定标。 完整的观测，应在观测之前拍摄五幅以上 bias，在观测之后再拍摄五幅以上 bias；应拍 摄五幅以上 flat；每一幅目标源应配有一副定标灯；每一副标准星应配有一副定标灯； 原则上每拍一个源应紧接着拍一个标准星，但往往是几个源共用一个标准星。 2。处理过程 由于系统较为老旧，不能准确详尽地在 fits 文件中写入观测信息，故在处理之前需要修
天文观测实验 第12页 总42页 改fits文件头(header),这一步是处理的准备工作。 处理过程分为上下两个部分，上部处理包括扣除bias、flat及别除宇宙射线。下部 处理分为抽取一维谱、波长定标、流量定标等三大步。 由于我们的40cm折反射望远镜没有安装定标灯，以至没有办法做波长定标和大气消光 改正，所以处理过程比较粗糙，下部处理只做了抽取一维谱，其他波长定标与流量定标需要 进一步完善。 二、准备工作 1。RAF的启动及基本操作。 (1)启动 在Linux系统的X-window环境下，打开xgterm,改变路径到工作目录之下，运行 mkiraf命令并指定raf的工作环境(xterm、xgterm等，建议使用xgterm),当前目录 下会出现文件login.cl和目录uparm,前者是Iraf的环境变量及各种设置的配置文件， 可按照自己的喜好修改该文件。在此目录下，运行cl命令启动RAF。 另一种较为规范的启动方式，在主目录下创建一个目录（如iaf),在此目录下运 行mkiraf,并用cl启动RAF,再转换到工作目录下。 (2)其本操作 在Iraf环境下，所敲的命令被认为是raf的命令或操作系统的命令。对于RAF,可 用？显示当前的软件包(package,名称以点"."结束)或任务(task,名称末尾无点)， 直接敲package或task名可进入package或task。 常用命令： reference string 查找与string相关的package或task epa task 编辑task的参数(：q退出：：g执行) display file 在图象工具（如ds9)中显示CCD图象 imstatistics 统计 imexamine 检查图象 imcombine 图象合并 immatch 图象对正 imgeom 图象旋转 imfit 图象拟合 imarith 图象运算 imfunction 用函数运算 imheader file 1+ 显示fits文件头（长格式） wfit a.imh b 将imh文件转成fits文件 rfit a.fits b 将fits文件转成imh文件 e 显示以前用过的命令（用上下键翻找） A 重新执行命令（如e,执行最近以e开头的命令） 1 调用操作系统命令（如lrm) lang 显示CL命令 2。修改fits文件头 对文件头的修改主要是为了计算大气质量，即Iraf在做流量定标的时候会根据 fts文件头所给的信息自动计算大气质量。需要修改的参量主要包括： OBJECT 目标名称 IMAGETYP 目标类型(object,.comp,stand,zero,flat,dark等) BT 开始时间 EXPOSURE 爆光时间
天文观测实验 第 12 页 总 42 页 改 fits 文件头（header），这一步是处理的准备工作。 处理过程分为上下两个部分，上部处理包括扣除 bias、flat 及剔除宇宙射线。下部 处理分为抽取一维谱、波长定标、流量定标等三大步。 由于我们的 40cm 折反射望远镜没有安装定标灯，以至没有办法做波长定标和大气消光 改正，所以处理过程比较粗糙，下部处理只做了抽取一维谱，其他波长定标与流量定标需要 进一步完善。 二、准备工作 1。IRAF 的启动及基本操作。 （1）启动 在 Linux 系统的 X-window 环境下，打开 xgterm，改变路径到工作目录之下，运行 mkiraf 命令并指定 Iraf 的工作环境（xterm、xgterm 等，建议使用 xgterm），当前目录 下会出现文件 login.cl 和目录 uparm，前者是 Iraf 的环境变量及各种设置的配置文件， 可按照自己的喜好修改该文件。在此目录下，运行 cl 命令启动 IRAF。 另一种较为规范的启动方式，在主目录下创建一个目录（如 iraf），在此目录下运 行 mkiraf，并用 cl 启动 IRAF，再转换到工作目录下。 （2）其本操作 在 Iraf 环境下，所敲的命令被认为是 Iraf 的命令或操作系统的命令。对于 IRAF，可 用?显示当前的软件包（package，名称以点"."结束）或任务（task，名称末尾无点）， 直接敲 package 或 task 名可进入 package 或 task。 常用命令： reference string 查找与 string 相关的 package 或 task epa task 编辑 task 的参数（:q 退出；:g 执行） display file 在图象工具（如 ds9）中显示 CCD 图象 imstatistics 统计 imexamine 检查图象 imcombine 图象合并 immatch 图象对正 imgeom 图象旋转 imfit 图象拟合 imarith 图象运算 imfunction 用函数运算 imheader file l+ 显示 fits 文件头（长格式） wfit a.imh b 将 imh 文件转成 fits 文件 rfit a.fits b 将 fits 文件转成 imh 文件 e 显示以前用过的命令（用上下键翻找） ^ 重新执行命令（如^e，执行最近以 e 开头的命令） ！ 调用操作系统命令（如!rm） lang 显示 CL 命令 2。修改 fits 文件头 对文件头的修改主要是为了计算大气质量，即 Iraf 在做流量定标的时候会根据 fits 文件头所给的信息自动计算大气质量。需要修改的参量主要包括： OBJECT 目标名称 IMAGETYP 目标类型（object,comp,stand,zero,flat,dark 等） BT 开始时间 EXPOSURE 爆光时间
天文观测实验 第13页 总42页 RA 赤经 DEC 赤纬 EPOCH 历元 DATE-OBS 观测日期 笔者建议使用CL脚本对所有s文件头的修改做批处理，具体操作如下： (1)下载readlog2脚本 cp pub/data/readlog2.cl (2)修改login.cl文件 vi login.cl 加一行语句，如下： task readlog2="readlog2.cl所在目录readlog2.cl" (3)在工作目录下编辑一个新的10g文件，如下例（文件名例如09.log): 2002-01-09 2002-01-10 c0109007 MRK322 19:01:23 1800 23:20:09.926:12:572000 object c0109009 NGC449 19:40:40 1800 01:16:07.233:05:22 2000 obiect c0109010 Feige25 20:15:15 300 02:38:37.7005:28:11.32000 standard c0109012 NGC1343 20:28:13 1800 03:37:49.8 72:34:16 2000 object c0109013 NGC1569 21:04:00 1800 04:26:04.664:44:23 1950 object c0109015 G191B2B 21:38:10 450 05:05:30.6052:49:56.52000 standard c0109017 ZW468.00221:51:32 1800 05:08:19.717:21:47 2000 object c0109019 NGC1961 22:26:30 1800 05:42:04.869:22:43 2000 object 注：第一行和第二行分别为观测当晚和第二天的日期 (4)运行readlog2任务（如不作说明，以下所有命令均在Iraf中进行） epa readlog2 (修改参数如下)（未说明的参数视为不作修改，以下同） bf yes keyfile 09.log :go 执行 (5)检查结果（如下例），ts头应修改完毕（包括大气质量） imheader c0109007.fits I+ 3。检查所有文件（主要是bias和flat) (1)统计检查 imstat *.fits 注：检查平均值和最大值，bias和fat文件各自的平均值应基本相同，目标源的最大值 不超过65535 (2)图象显示 打开图象工具ds9(在另外的窗口中运行ds9&) display c0109012.fits 或作批处理，如下 Is *.fits>all.cl vi all.cl (以下vi中) :%s//display (操作的结果) display c0109001.fits display c0109002.fits display c0109003.fits
天文观测实验 第 13 页 总 42 页 RA 赤经 DEC 赤纬 EPOCH 历元 DATE-OBS 观测日期 笔者建议使用 CL 脚本对所有 fits 文件头的修改做批处理，具体操作如下： （1）下载 readlog2 脚本 cp pub/data/readlog2.cl . （2）修改 login.cl 文件 vi login.cl 加一行语句，如下： task readlog2="readlog2.cl 所在目录/readlog2.cl" （3）在工作目录下编辑一个新的 log 文件，如下例（文件名例如 09.log）： 2002-01-09 2002-01-10 c0109007 MRK322 19:01:23 1800 23:20:09.9 26:12:57 2000 object c0109009 NGC449 19:40:40 1800 01:16:07.2 33:05:22 2000 object c0109010 Feige25 20:15:15 300 02:38:37.70 05:28:11.3 2000 standard c0109012 NGC1343 20:28:13 1800 03:37:49.8 72:34:16 2000 object c0109013 NGC1569 21:04:00 1800 04:26:04.6 64:44:23 1950 object c0109015 G191B2B 21:38:10 450 05:05:30.60 52:49:56.5 2000 standard c0109017 ZW468.002 21:51:32 1800 05:08:19.7 17:21:47 2000 object c0109019 NGC1961 22:26:30 1800 05:42:04.8 69:22:43 2000 object 注：第一行和第二行分别为观测当晚和第二天的日期 （4）运行 readlog2 任务（如不作说明，以下所有命令均在 Iraf 中进行） epa readlog2 （修改参数如下）（未说明的参数视为不作修改，以下同） bf yes keyfile 09.log :go //执行 （5）检查结果（如下例），fits 头应修改完毕（包括大气质量） imheader c0109007.fits l+ 3。检查所有文件（主要是 bias 和 flat） （1）统计检查 imstat *.fits 注：检查平均值和最大值，bias 和 flat 文件各自的平均值应基本相同，目标源的最大值 不超过 65535. （2）图象显示 打开图象工具 ds9（在另外的窗口中运行 ds9&） display c0109012.fits 或作批处理，如下 ls *.fits > all.cl vi all.cl （以下 vi 中） :%s/^/display （操作的结果） display c0109001.fits display c0109002.fits display c0109003.fits
天文观测实验 第14页 总42页 (退出vi) :wq task Sa=all.cl a 三、上部处理 1。去bias (1)进入ccdred包 noao imred ccdred (2)合并bias Is *.fits>b vib ∥保留所有bias文件名 epa zerocombine (编辑参数如下) input @b output bias ccdtype :go //=>bias.imh (3)去除bias Is *.fits>bl vibl /∥保留非bias文件名 epa ccdproc (编辑参数) images @b1 output ccdtype zerocor yes∥其余为no zero bias :go ∥去过bias的文件以imh结尾 ccdlist *.imh ∥显示[Z]表示已去过bias 2。去flat (1)合并flat Is *.imh>f vif ∥保留所有flat文件名 epa flatcombine (编辑参数) input @f output flat ccdtype :g0 /=>flat.imh (2)平场归一化 twod long (以下lo包中) (长缝方向拟合) epa illumin
天文观测实验 第 14 页 总 42 页 ... （退出 vi） :wq task $a=all.cl a 三、上部处理 1。去 bias （1）进入 ccdred 包 noao imred ccdred （2）合并 bias ls *.fits > b vi b //保留所有 bias 文件名 epa zerocombine （编辑参数如下） input @b output bias ccdtype :go //=>bias.imh （3）去除 bias ls *.fits > b1 vi b1 //保留非 bias 文件名 epa ccdproc （编辑参数） images @b1 output ccdtype zerocor yes //其余为 no zero bias :go //去过 bias 的文件以.imh 结尾 ccdlist *.imh //显示[Z]表示已去过 bias 2。去 flat （1）合并 flat ls *.imh > f vi f //保留所有 flat 文件名 epa flatcombine （编辑参数） input @f output flat ccdtype :go //=>flat.imh （2）平场归一化 twod long （以下 lo 包中） （长缝方向拟合） epa illumin