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实验十七 星系和星云的CCD成像观测
一、实验目的
通过对星云、星团和河外星系的CCD成像观测,熟悉CCD的天体成像观测和图像处理方法。
二、实验仪器
Meade LX系列施密特-卡塞格林式望远镜及附加ST系列CCD照相机
三、实验步骤
实验步骤一到四与实验十六相同。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。
步骤五:启动望远镜并指向所要拍摄的天体(关于望远镜的操作请参见“实验五 天文望远镜的使用与光学性能的测定”)。在秋季,第一次观测可选:
M57 天琴座行星状星云,9.7m;
M31 仙女座大星云,3.5m。
步骤六:用目镜观察天体,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(如20mm)。最后要用带十字丝的9mm目镜,将天体移到视场中心。
注意:每次更换目镜时要十分小心,不要碰望远镜,小心拧开固定螺丝,并将新目镜插入,目镜对焦后拧紧固定螺丝。
不要拧动望远镜的调焦螺丝,因主镜焦距已调整在CCD相机的位置,所以用有的目镜观测时可能焦距不清,这时可前后拉动目镜。
步骤七:安装CCD到望远镜上
天体对中后,小心拿下目镜,将已制冷的CCD(此时CCD带电正在运转),小心安装在目镜位置,并拧紧固定螺丝。注意:随着望远镜指向位置的不同,CCD所处方向也会不同,应确认拧紧螺丝,并将CCD的位置尽量放正(固定螺丝位于CCD正上方)。这样可使CCD的水平(y轴)和垂直方向(x轴)分别与赤经和赤纬方向平行。
步骤八: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,弹出“Focus”对话框,如图sh17.1所示。
图sh17.1 “Focus”对话框
2. 在“Exposure time”框内填入曝光时间。对于较亮的天体可在10s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。
步骤九: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上的W、E、N、S键,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。
步骤十:拍照
当天体在CCD视场已对中,即可开始拍照。
1. 单击“Camera”菜单项,选择“Grab”选项,出现“Grab”对话框,如图1.3所示。
2. “Exposure time”正文框中输入曝光时间,星云一般为120s~300s。
3. “Dark frame”列表框中若选“Also”,则先拍暗流,再拍天体。为节省时间,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:ST格式,Fits格式等,可根据需要保存。若要用CCDops软件处理,应选用ST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,将显示器亮度调暗,并不要在室内走动。
步骤十一:分析天体图像
1. 已保存的星云或星系图像,调出十字丝(参看实验十六的步骤六),查看天体亮度和噪音的大小。若天体的
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