1、實驗十七 星系和星云的CCD成像觀測一、實驗目的通過對星云、星團和河外星系的CCD成像觀測，熟悉CCD的天體成像觀測和圖像處理方法。二、實驗儀器Meade LX系列施密特-卡塞格林式望遠鏡及附加ST系列CCD照相機三、實驗步驟實驗步驟一到四與實驗十六相同。主要包括CCD與計算機相連，啟動CCD與計算機，啟動CCDops軟件并給CCD制冷。注意：先不要將CCD安裝到望遠鏡上。步驟五：啟動望遠鏡并指向所要拍攝的天體（關于望遠鏡的操作請參見“實驗五 天文望遠鏡的使用與光學性能的測定”）。在秋季，第一次觀測可選：M57 天琴座行星狀星云，9.7m；M31 仙女座大星云，3.5m。步驟六:用目鏡觀察天體

2、，并將其移到視場中心。若天體不在目鏡視場中，可更換焦距更長的目鏡（如20mm）。最后要用帶十字絲的9mm目鏡，將天體移到視場中心。 注意：每次更換目鏡時要十分小心，不要碰望遠鏡，小心擰開固定螺絲，并將新目鏡插入，目鏡對焦后擰緊固定螺絲。不要擰動望遠鏡的調焦螺絲，因主鏡焦距已調整在CCD相機的位置，所以用有的目鏡觀測時可能焦距不清，這時可前后拉動目鏡。步驟七：安裝CCD到望遠鏡上天體對中后，小心拿下目鏡，將已制冷的CCD（此時CCD帶電正在運轉），小心安裝在目鏡位置，并擰緊固定螺絲。注意：隨著望遠鏡指向位置的不同，CCD所處方向也會不同，應確認擰緊螺絲，并將CCD的位置盡量放正（固定螺絲位于CC

3、D正上方）。這樣可使CCD的水平（y軸）和垂直方向（x軸）分別與赤經和赤緯方向平行。步驟八：啟動對焦系統1. 在CCDOPS中，鼠標單擊“Camera”菜單項，在下拉菜單中選擇“Focus”（對焦）項，彈出“Focus”對話框，如圖sh17.1所示。圖sh17.1 “Focus”對話框2. 在“Exposure time”框內填入曝光時間。對于較亮的天體可在10s內。3. 在“Frame size”列表框中有三個選項：Full、Planet、Dim。一般應選“Dim”，此種方式以降低分辨率來得到較快的下載與顯示速度。4. 單擊“OK”，CCD即開始按曝光時間進行曝光，并不斷將圖像傳回計算機，在

4、顯示器上會顯示CCD拍得的圖像。注意：望遠鏡已對好焦距，不要擰動望遠鏡的對焦旋鈕。 步驟九：在CCD對焦圖像中對中天體若天體在CCD對焦圖像中沒有對中，可按動望遠鏡控制手柄上的W、E、N、S鍵，調整天體位置，直至對中。注意：應選擇望遠鏡的最低速移動方式，每次移動不要太多，以免天體移出CCD視場。 步驟十：拍照 當天體在CCD視場已對中，即可開始拍照。1. 單擊“Camera”菜單項，選擇“Grab”選項，出現“Grab”對話框，如圖1.3所示。2. “Exposure time”正文框中輸入曝光時間，星云一般為120s300s。3. “Dark frame”列表框中若選“Also”，則先拍暗流

5、，再拍天體。為節省時間，可選“None”，只拍天體，在以后處理時再去掉暗流。4.“Image size”列表框中應選“Full”項。5. 單擊“OK”，即開始曝光。曝光結束，應將拍得的圖像保存起來。6. 保存格式有幾種：ST格式，Fits格式等，可根據需要保存。若要用CCDops軟件處理，應選用ST格式存儲；若要用IRAF等軟件處理，應選用Fits格式。注意：在曝光期間應保持觀測室內的黑暗，關閉大門，將顯示器亮度調暗，并不要在室內走動。步驟十一：分析天體圖像1. 已保存的星云或星系圖像，調出十字絲（參看實驗十六的步驟六），查看天體亮度和噪音的大小。若天體的ADU值太小（一般在4000050000比較合適），可加長曝光時間再拍一幅。2. 若曝光時選擇“None”，則應去掉暗流，單擊“Utility”菜單項，出現下拉菜單，如圖sh17.2所示。選擇“Dark Subtract”項，會彈出一個文件對話框，可選擇一個已保存的暗流文件，系統會自動在當前圖像中減去暗流。注意：應選擇與所拍攝天體相同曝光時間和溫度的暗流文件。圖sh17.2 “Utility”菜單項的下拉菜單3. 刪除冷點，即CCD中反應不靈敏的像素點。在圖2.2中選擇“Remove Cool Pixels”項，選擇“Medium”單選框，即可自動刪除冷點。4. 刪除熱