Устройство для измерения лучевых скоростей звезд

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛУЧЕВЫХ СКОРОСТЕЙ ЗВЕЗД, содержащее Телескоп, спектрограф с расширителем спектра с установленной на нем кассетной приставкой, состоящей из маски-копии звездного спектра в виде прозрачной пластины с металлическим покрытием, в котором выполнены параллельные щели, положение которых соответствует положению линии поглощения в спектре исследуемой звезды, фокусирующей системы и по-, следовательно соединенных фотоумножителя , усилителя и блока накопления фотонных импульсов, подключенного к ЭВМ, отличающееся тем, что, с целью повышения его точности и упрощения конструкции, параллельные щели маски-копии звездного спектра расположены под углом Cf к нормали относительно направления дисперсии спектрографа при этом величина угла tp соответствует выражению . , Vz (ji-arcid --- 1 to D-C-H где „ - диапазон измеряемых скоростей; - средняя длина волны наблюдаемого спектра; j5 - дисперсия спектрографа Н - высота перемещения спектра в фокальной плоскости от (Л расширителя спектрографа; С - скорость света, между щелями параллельно направлению дисперсии спектрографа в маске-копии звездного спектра выполнены реперные щелн, расстояние между которыми соответствует формуле ю 4 о to 4 где И ширина спектра, получаемая to при действии расширителя спектра; N заданное число интервалов скорости, на которые разбит весь измеряемый диапазон скорости, а выход расширителя спектра спектрогра ( соединен с входом блока накопления фотонных импульсов.

СООЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Эб0 С 01 P 3/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2Чх ъ р-агс б

>DCH

Hí"

1= — >

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3570987/18-10 (22) 03.01. 83 (46) 23. 10.84. Бюл. М- 39 (72) M.10.Невский и Н.A.Øåâ÷åíêî (71) Ростовский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им.М.А.Суслова (53) 531.7(088.8) (56) 1. Griffin R.F. ч Photoelectric

RadiaВ Уе Focity Spectrometer. — The

Astrophysical Jornada, 1967, 148, Мау, 465-476.

2. Ponset 2,L. Measures 4е wittesses radial ste EEairespar correlation opt ice. — Pub ticat ions de

Ь observatoire de Geneve, 1978, Serie В, Fascicu le 6, р. 2-146 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЛУЧЕВЫХ СКОРОСТЕЙ ЗВЕЗД, содержащее телескоп, спектрограф с расширителем спектра с установленной на нем кассетной приставкой, состоящей из маски-копии звездного спектра в виде прозрачной пластины с металлическим покрытием, в котором выполнены параллельные щели, положение которых соответствует положению линии поглощения в спектре исследуемой звезды, фокусирующей системы и по-. следовательно соединенных фотоумножителя, усилителя и блока накопления фотонных импульсов, подключенного к ЭВМ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его точности и упрощения конструкции, па,.SU„„1120242 А раллельные щели маски-копии звездного спектра расположены под углом g к нормали относительно направления дисперсии спектрографар при этом величина угла соответствует выражению где U — диапазон измеряемых скоростей; средняя длина волны наблюдаемого спектра;

2 — дисперсия спектрографа, н — высота перемещений спектра в фокальной плоскости от расширителя спектрографа, С вЂ” скорость света, между щелями параллельно направлению дисперсии спектрографа в маске-копии звездного спектра выполнены реперные щели, расстояние между которыми соответствует формуле где п — ширина спектра, получаемая ь! при действии расширителя спектра; я - заданное число интервалов скорости, на которые pasбит весь измеряемый диапазон скорости, а выход расширителя спектра спектрографа соединен с входом блока накопления фотонных импульсов.

1120!

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения лучевых (радиальных) скоростей звезд по величине доплеровского смещения спектральных

5 линий фотоэлектрическим методом с применением маски-копии звездного спектра.

Известен спектрометр лучевых скоростей, который содержит маску-копию звездного спектра, механизм перемещения с отсчетным устройством, фокусирующую оптику, светоприемник и усилительно-регистрирующую аппаратуру Ц

Недостатками известного устройства являются отсутствие возможности накопления и усреднения сигнала для исключения атмосферных помех, неустойчивость к температурным изменениям, механическая неточность узла перемещения маски, в которой возникают ошибки, связанные с гнутием при различных положениях телескопа, люфтами и качеством изготовления винта и скользящих поверхностей.

Известно устройство для измерения лучевых скоростей звезд, содержащее телескоп, спектрограф с расширителем спектра с установленной на нем кассетной приставкой, состоящей из

30 маски-копии звездного спектра в виде прозрачной пластины с металлическим покрытием, в котором выполнены параллельные между собой щели, соответствующие линиям поглощения в спектре исследуемой звезды, фокусирующей системы и последовательно соединенных фотоумножителя, усилителя и блока накопления фотонных импульсов, подключенного к ЭВИ.

Кроме маски, фокусирующей оптики и ФЭУ, устанавливаемых на кассетной части спектрографа, в известном устройстве за входной щелью внутри спектрографа устанавливается плоскопараллельная пластинка, приводимая в коле-45 бание генератором качания. Колебания пластины вокруг оси параллельной щели спектрографа вызывают продольные качания спектра относительно маски в направлении дисперсии спектрографа. Величина сдвига спектра определяется датчиком положения пластины и вводится для обработки в электронный блок накопления сигнала (21 .

В результате накопления и устреднения нескольких сканов увеличивается точность измерений (0,8-0,S км/с) 242 2 за счет уменьшения атмосферных помех, однако остаются ошибки> связанные с механическим исполнением узла качания плоскопараллельной пластины, неточностью датчика положения пластины, Узел качания пластины остается чувствительным к термическим и механическим деформациям, что является недостатком устройства.

Целью изобретения является повышение точности измерения скорости при упрощении конструкции устройства.

Цель достигается тем, что в известном устройстве для измерения лучевых скоростей звезд, включающем телескоп, спектрограф с расширителем спектра с установленной на нем кассетной приставкой, состоящей из маскикопии звездного спектра в виде прозрачной пластины с металлическим покрытием, в котором выполнены параллельные щели, соответствующие линиям поглощения в спектре исследуемой звезды, фокусирующей системы и последовательно соединенных фотоумножителя, усилителя и блока накопления фотонных импульсов, подключенного к ЭВМ, параллельные щели маскикопии звездного спектра расположены под углом с к нормали относительтельно направления дисперсии спектрографа, при этом величина угла ( определяется выражением где V — диапазон измеряемых скоЕ ростей, h — средняя длина волны наблюдаемого спектра, — высота перемещения спектра в фокальной плоскости от расширителя спектрографа;

«) — дисперсия спектрографа, скорость света, и между щелями параллельно направлению дисперсии спектрографа в маскекопии звездного спектра выполнены дополнительные реперные щели, расстояние между которыми определяется выражением где H — ширина спектра, получаемая в результате работы расширителя спектра, 35

2У h

g-агс(б—

ЬHC 9

3 1120

Й вЂ” заданное число интервалов скорости, на которые разбивается весь измеряемый диапазон скорости, а выход расширителя спектра спектро5 графа соединен с входом блока накопления фотонных импульсов.

На фиг,1 представлена схема устройства для измерения лучевых скорос- тей звезд; на фиг.2 в маска-копия; на фиг.3 и 4 — графики, поясняющие характер выходного сигнала устройства.

Устройство содержит серийный астрономический спектрограф 1 с входной щелью 2 и расширителем спект- 15 ра и устанавливаемую на кассетную часть спектрографа приставку, содержащую последовательно расположенные маску 3, фокусирующую систему 4 и фотоумножитель (ФЭУ) S, подсоединенный к усилителю 6, выход которого соединен с блоком 7 накопления фотонных импульсов с ЭВМ 8 и регистратором 9.

Маска (фиг.2) выполнена путем изготовления прорезей в металлическом покрытии, нанесенном на прозрачную пластину.

В известном устройстве измерение лучевой скорости в заданном интер30 вале требует смещения маски относительно спектра на величину, определяемую по формуле Доплера, что соответствует при заданной дисперсии D спектрографа расстоянию на фото2 пластинке (маске) 2—

CD

Продольное перемещение спектра в предлагаемом устройстве заменяется на поперечное. При этом для обеспечения сдвига маски относительно 40

Ч7 спектра на величину .2 необCQ ходимо прорезь расположить наклонно.

Величина перемещения в поперечном направлении определяется характеристи45 ками расширителя звездного спектра, а величина наклона прорезей ( в маске находится из отношения кате,тов и равна

Расстояние между реперными линиями находится по заданному числу, на которое разбивается весь измеряемый диапазон скоростей.

Установка маски с наклонными щелями устраняет необходимость встраи242 4 вать внутрь спектрографа (что не всегда возможно в ряде спектрографов) дополнительный узел с плоскопараллельной пластиной, генератором и датчиком положения пластины. При этом устраняются ошибки,.связанные с механическими и термическими деформациями этих узлов. Конструкция приставки, устанавливаемой на кассетной части спектрографа, существенно упрощается и выполняется иэ единого тубуса, несущего маску 3, оптику 4 и ФЭУ 5.

Устройство работает следующим образом.

Свет от звезды фокусируется телескопом на входную щель 2 спектрографа, разлагается спектрографом 1 в ниточный спектр и проектируется на маску 3. Излучение, проходящее через маску, собирается оптической системой 4 и направляется на фото- катод ФЭУ 5. Возникаемый в последнем ток усиливается усилителем 6 и подается в блок 7 накопления импульсов, после чего поступает для обработки в ЭВМ 8 и регистратор 9. При включении расширителя спектра ниточный спектр звезды, смещаясь от одного края маски к другому, последовательно пересекает репервые линии, и излучение непрерывного спектра звезды показывает в этот момент увеличение тока в светоприемник ФЭУ, а в регистрирующей части возникают импульсы, сигнализирующие о положении спектра относительно маски. Прохождение абсорбциокных деталей спектра по наклонным щелям маски вызывает изменение тока светоприемника, который зарегистрирует минимальный сигнал при совпадении линий поглощения с линиями маски.

При нулевом доплеровском смещении сигнал имеет вид, изображенный на фиг.3, а при наличии допперовского смещения минимум сигнала сместится относительно прежнего положения, и лучевая скорость звезды определяется по отношению к реперным меткам (фиг.4).

Преимуществами изобретения являют. ся отсутствие дополнительных механических узлов перемещения маски, вносящих неизбежные ошибки измерений, компактность и полная жесткость светоприемной части, отсутствие дополнительных датчиков и электронных блоков, дающих н обрабатывающих инфор1120242 ю/сгк

Фиа8

ВНИИПИ Зажав 7732/32 Тираж 822 Пюдаисиое

Филиал ШШ "Патеит", г. Ужгород, уи.йроектиая,4 мацию о положении маски, Вся получаемая информация после стандартной обработки, заключающейся в накоплении и усреднении сканов, может быть выдана на экран индикатора для непосредственного съема отсчета. При этом сохраняется возможность лолучения измерений не только лучевой скорости звезды, но и других интегральных абсорбционных характеристик звездного спектра, связанных со скоростью

5 вращения звезды, наличием оболочки или изобилием тех или других групп химических элементов.