Wie extrahiert man Galaxienspektren für verschiedene Radien in Python für Spektren, die mit einem Langspaltspektrografen aufgenommen wurden?

Ich habe mich gefragt, warum die Absorptionslinien der Schablone breiter sind als die der Galaxie, da es eigentlich umgekehrt sein sollte.

Du hast Recht, dass es umgekehrt sein sollte. Der Grund, warum das Diagramm verwirrend aussieht, ist, dass Sie nicht wirklich das Galaxienspektrum im oberen Bereich zeichnen; Sie zeichnen eine Kombination aus Rauschen und fehlendem Signal.

Was passiert ist, ist, dass Sie durch die Definition des Galaxienspektrums als data_gal[0]die erste (untere) Zeile aus dem 2D-Bild extrahiert haben, die weit vom tatsächlichen Galaxienlicht entfernt ist. ngc_4697_major_axis.fitsIch würde die Anzeige in einem FITS-Bildanzeigeprogramm (wie SAOimage DS9 ) vorschlagen . Das Spektrum, das dem Zentrum der Galaxie entspricht, ist die hellste Linie, die in der Mitte des Bildes verläuft. (Die Bildachsen sind die Wellenlänge in der einen Richtung und der Abstand entlang des Schlitzes in der senkrechten Richtung.)

Hier ist ein Beispiel von der Gemini GMOS-Instrumenten-Webseite . Sie können die helle Zone sehen, die durch die Mitte des Bildes verläuft; Dies ist das Zentrum der Galaxie, das schwächer wird, wenn Sie nach oben oder unten gehen (dh entlang des Schlitzes in beide Richtungen):

Finden Sie heraus, welcher Zeile oder Zeilen das entspricht, und extrahieren Sie sie über flux_gal = data_gal[n_row,:](für eine einzelne Zeile) oder flux_gal = np.mean(data_gal[n_row1:n_row2,:], 0)um den Mittelwert der Zeilen n_row1 bis (n_row2 - 1) zu erhalten.

(Denken Sie daran, dass Python und Numpy Bildkoordinaten als [row_number, column_number] = [y, x] behandeln, wobei x und y den normalen Koordinaten entsprechen, wenn das Bild in SAOimage DS9 angezeigt wird.)

Um Spektren in unterschiedlichen radialen Abständen vom Galaxienzentrum zu extrahieren, gehen Sie genauso vor, wählen Sie jedoch Zeilen (oder Zeilenbereiche) über oder unter der Zeile aus, die dem Galaxienzentrum entspricht. Wenn Sie sich weiter von der Mitte entfernen, wird das S/N schlechter, sodass Sie wahrscheinlich mit dem Summieren oder Mitteln über mehrere Zeilen beginnen möchten.

Muss ich meine Galaxienspektren für alle Radien in den Restwellenlängenrahmen verschieben oder kann ich das alles irgendwie im Voraus tun, da die Rotverschiebung für alle Radien gleich sein sollte?

Im Allgemeinen möchten Sie das Galaxienspektrum nicht verschieben (es sei denn, der FCQ-Algorithmus erfordert dies). Die Rotverschiebung der einzelnen Spektren ist schließlich eines der Dinge, die Sie zu messen versuchen.

Die Rotverschiebung für alle Radien wird mit ziemlicher Sicherheit nicht gleich sein, da die Rotverschiebung bei jedem gegebenen Radius die Summe der Rotverschiebung der Galaxie (Hubble-Fluss + besondere Geschwindigkeit der Galaxie) und der mittleren Rotationsgeschwindigkeit der Sterne bei diesem Radius ist . Einige Galaxien ("langsame Rotatoren") haben möglicherweise fast keine Rotation, aber NGC 4697 ist ein "schneller Rotator", und ich glaube, dass die Rotationsgeschwindigkeit reichen wird$\sim \pm 100$km/s in einem Radius von 10 Bogensekunden vom Galaxienkern entfernt entlang der Hauptachse.