不同光谱型的低分辨率恒星光谱在不同信噪比条件下视向速度测量精度的分析.pdf

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1、第34卷，第2期光谱学与光谱分析Vo1．34，No．2，pp565—5682014年2月SpectroscopyandSpectralAnalysisFebruary，2014不同光谱型的低分辨率恒星光谱在不同信噪比条件下视向速度测量精度的分析王凤飞k，罗阿理，赵永恒1．中国科学院国家天文台，北京1000122．中国科学院大学，北京100049摘要恒星的视向速度对于研究银河系的演化结构和动力学有很重要的意义，同时也是寻找变源和特殊天体的一种手段。不同的研究对其测量精度有不一样的要求。使用模板匹配的方法计算不同类型的低分辨率可见光波段恒星光谱的视向速度

2、精度，从而为不同方面的科学研究提供有效可靠的参考。分别选取不同光谱型高信噪比的美国斯隆巡天恒星光谱，并加以噪声来模拟不同信噪比条件下的恒星光谱。通过分别计算这些恒星样本的视向速度，定量分析了各种类型的恒星在不同信噪比条件下能达到的视向速度测量精度。同时，还就白矮星的视向速度测量精度进行了分析。结果显示，对于相同信噪比的早型恒星的视向速度测量精度远没有晚型恒星的测量精度高，尤其是A型星的视向速度测量标准误差是K型星和M型星的5～8倍。分析其原因，主要是由于不同类型恒星的具有不同宽度的谱线所导致的。因此对于具有更宽谱线的白矮星光谱的视向速度测量误差更大，

3、可达50km·S。以上结论将为恒星科学研究提供很好的参考。关键词恒星光谱；光谱型；视向速度；测量精度中图分类号：TP29文献标识码：ADOI：10．3964／j．issn．1000—0593(2014)02—0565—04研究银河系恒星动力学和银河系结构以及演化对恒星视引言向速度的测量精度都有一定的要求，只有很好的评估所观测到的低分辨率恒星光谱的视向速度精度，才能有效的用于相目前世界上大的巡天望远镜如美国斯隆数字巡天望远关的科学研究。另一方面对于通过寻找变源研究银河系内的镜[1](SDSS)和郭守敬望远镜l2](LAMOST)都已观测了近百致密天体，

4、如黑洞等，更加依赖于恒星视向速度的测量精万计的恒星天体并得到了这些天体的可见光波段的光谱，形度。所以尽可能详细地给出所测得的视向速度的精度和误差成了一个足够大的银河系恒星样本，这对银河系化学演化结分析对于后续科学研究和巡天数据的使用都是很有必要的。构，银河系动力学研究以及其他恒星前沿学科研究方面有极目前对于这种低分辨率恒星光谱的视向速度测量方法有其重要的作用。大规模银河系内巡天为了获得大量的恒星样很多，但是比较流行的，被SDSs和LAM0ST数据处理软件本和能够观测更暗更远的目标，其光谱分辨率都不高，以采用的是一种基于模板匹配的方法。其基本过程是首先

5、建立SDSS和LAM0sT为例，均为1800左右『3]。在这种分辨率或选择一个静止波长的恒星模板库，这个模板库应该包含各种类型和参数的恒星光谱，目前国际上这种恒星模板库有很下测量得到的恒星的视向速度精度不同于中分辨或者高分辨多，且都有成熟的应用，如基于Kurucz模型_6]生成的恒星模率的光谱的每秒几百米甚至每秒几十米的测量精度。而是5板库，用于SDSS和LAM0ST的ELODIE恒星模板库l7等；～2Okm·S的数量级。以SDSS恒星光谱视向速度测量精有了这些模板库，将观测的恒星光谱与库里的每一条光谱进度为例，SSPPLJ(thesloanexte

6、nsionforgalacticexploration行匹配，找到匹配最佳的那一条，同时通过在波长方向上移andunderstanding(SEGUE)stellarparameterpipeline)是动匹配来最终确定视向速度。何宾l8]等比较了使用不同恒星SDSS用于测量恒星参数的软件包，它给出的SDSSdatare—模板库得到的视向速度之间的变化，发现这种变化在5lease6(DR6)[这一版本数据的视向速度随着信噪比的不同km·S以内，在SDSS／LAMOST的波长定标精度范围以其恒星视向速度的测量精度是5～9km·SI4]。收稿日期：201

7、3—04—29，修订日期：2013—06—28基金项目：国家自然科学基金项目(112035)资助作者简介：王凤飞，1983年生，中国科学院国家天文台助理研究员e-mail：ffwang@nao．cas．cn566光谱学与光谱分析第34卷内。所以本文在讨论恒星视向速度精度的时候不讨论由恒星光谱本身引起7的误6差5，4对3每2种类7型6的5恒4星3指定2一2个子型。分模板库引起的误差。别指定A0，F5∞，∞G2∞，K∞3㈣作∞为∞所∞选∞取∞的子∞型∞，∞对∞于M型恒星不同的科学问题需要面向不同类型的恒星天体，如寻找因为数目上的考虑，选取M3，M4，M5

8、，M6，M7作为样本致密天体变源可能观测得到很多白矮星光谱，或者研究银河的组成成分。图1是每种类型的光谱的一