Sử dụng kính Takahashi nghiên cứu quang trắc cụm sao mở rộng – Open cluster

Đề tài chú trọng tìm hiểu phương pháp quang trắc và áp dụng quang trắc một số cụm sao mở. Đồng thời cũng cung cấp những kiến thức về cách lập kế hoạch quan sát, liệt kê danh sách cụm sao mở có thể quan sát được trên bầu trời từ tháng 10/2010 đến tháng 2/2011 tại thành phố Hồ Chí Minh.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sử dụng kính Takahashi nghiên cứu quang trắc cụm sao mở rộng – Open clusterKỷ yếu Hội nghị sinh viên NCKH SỬ DỤNG KÍNH TAKAHASHI NGHIÊN CỨU QUANG TRẮC CỤM SAO MỞ RỘNG – OPEN CLUSTER Nguyễn Phước SV năm 5, Khoa: Vật lý GVHD: TS Cao Anh Tuấn1. Mở đầu Thiên văn học - Thiên văn vật lý là nhóm ngành khoa học rất phát triển và rấtđược quan tâm trên thế giới. Tuy nhiên hiện nay trong nước, sinh viên vẫn còn họcmôn này rất đại cương và toàn lý thuyết trong khi vũ trụ, bầu trời sao là cả một phòngthí nghiệm khổng lồ. Một trong những hướng nghiên cứu là tìm hiểu những đặc tính của sao và sự tiếnhóa của sao. Công việc này đã được thực hiện từ năm 1980 bởi Adam Et Al., gọi làphương pháp quang trắc sử dụng CCD kết hợp với kính thiên văn. Phương pháp quangtrắc cho phép đo cấp sao, từ đó suy ra các đặc tính của sao, áp dụng nghiên cứu cho cácđối tượng như: sao biến quang, sự tiến hóa của cụm sao cầu, tiến hóa của cụm sao mởrộng, sự tiến hóa của sao lùn nâu, truy tìm hành tinh, hệ hành tinh ngoài thái dươnghệ,… Cụm sao mở là đối tượng lý tưởng để nghiên cứu nhiều vấn đề về Vật lý thiênvăn chẳng hạn như quá trình hình thành sao, sự tiến hóa và sự tiến hóa động học củasao. Do số lượng lớn, tính chất của các sao trong cụm hầu như giống nhau nên nó là đốitượng gián tiếp để từ đó nghiên cứu vũ trụ.2. Mục đích, đối tượng, phạm vi nghiên cứu 2.1. Mục đích Đề tài chú trọng tìm hiểu phương pháp quang trắc và áp dụng quang trắc một sốcụm sao mở. Đồng thời cũng cung cấp những kiến thức về cách lập kế hoạch quan sát,liệt kê danh sách cụm sao mở có thể quan sát được trên bầu trời từ tháng 10/2010 đếntháng 2/2011 tại thành phố Hồ Chí Minh. 2.2. Đối tượng Sử dụng kính Takahashi, CCD ST7 của trường Đại học Sư Phạm Thành phố HồChí Minh và các phần mềm liên quan như: TT2000, Starry Night Pro Plus 6, IRIS,CCD Camera. Một số cụm sao mở tiêu biểu NGC6709, M12. 2.3. Phạm vi nghiên cứu Xây dựng các bước chụp cụm sao qua CCD ST7. Từ hình ảnh thu được qua CCD với các kính lọc sắc khác nhau, ta sẽ tính đượcnăng lượng bức xạ của cụm sao gởi đến Trái Đất. Sau đó tiến hành xử lý qua phầnmềm Iris để tìm cấp sao nhìn thấy của cụm sao và tính được nhiệt độ của cụm sao đó.176 Năm học 2010 – 20113. Thiết bị kỹ thuật 3.1. Hệ kính Takahashi Kính phản xạ dạng ống, kính tìm, CN – 212 đường kính vật kính 22.5 cm. Kínhkhúc xạ dạng ống, kính tìm, FS – 78 đường kính vật kính 12 cm. Hệ khử nhật độngkiểu xích đạo EM – 200. Phần mềm điều khiển Telescope Tracer 2000. 3.2. CCD camera CCD camera ST7 là loại sử dụng bán dẫn silic (1,14 eV – 5eV), kích thước CCD:(4590 x 6804)µm, tổng số pixel: 390150. Cấp sao giới hạn chụp được là m = +14 khi t= 1s, m = +18 khi t = 1 min. Dung lượng của mỗi pixel: 105e/1 pixel. Nhiễu nhiệt: 1e/1pixel/ 1 s ở nhiệt độ 0oC. Phương thức làm lạnh: bộ T.E (hiệu ứng penche ngược). Mãchuyển đổi A/D: 16 bit.4. Cơ sở lý thuyết hoạt động và thu ảnh của CCD 4.1. Cấu tạo CCD CCD là thiết bị tích điện kép, là một tấm silic loại p hoặc loại n, có độ dàykhoảng 10µm, bên trên có phủ lớp oxit của bán dẫn đó với độ dày khoảng 1/10 độ dàytấm bán dẫn, trên tấm oxit cách điện này có gắn điện cực trong suốt với bức xạ dọi tới. Nhìn bề ngoài CCD có dạng như hình 1. Bộ phận chủ yếu của CCD là tấm phẳnggồm (n.m) phần tử bắt photon, mỗi phần tử được gọi là 1 pixel hay một ô. Thực chấtmỗi ô là một tế bào quang điện loại p hoặc n hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điệntrong. Sơ đồ nguyên lý cấu tạo và sơ đồ điện của phần tử CCD loại p được trình bày ởhình 2. Hình 1. Cấu tạo của CCD Hình 2. Sơ đồ điện của phần tử CCD 177Kỷ yếu Hội nghị sinh viên NCKH 4.2. Nguyên tắc hoạt động của CCD Khi bức xạ có năng lượng ε = hf dọi tới, bán dẫn loại p hấp thụ photon đó, làmxuất hiện một cặp e và lỗ trống. Sau khi bứt ra khỏi liên kết, electron đủ năng lượngvượt qua vùng cấm lên miền dẫn, tại đây chúng có thể di chuyển tự do trong tinh thểdưới tác dụng chuyển động nhiệt và có thể tái nhập với lỗ trống. Để loại khả năng táinhập, người ta đặt hiệu điện thế hút electron tự do về miền lưu trữ ở gần điện cực và côlập chúng tại đây; đồng thời, đẩy lổ trống vào tấm bán dẫn và chúng sẽ biến mất trongđó. Nhờ vậy tại miền lưu trữ electron, ta thu được lượng điện tích tự do có độ lớn tỷ lệvới thông lượng bức xạ dọi tới. Nhờ kỹ thuật vi mạch, người ta tạo được một mãng gồm (n.m) đơn vị thu gomcác electron để có thể đưa vào bộ chuyển đổi A/D tạo ra các mức logic cao thấp tươngứng với các photon dọi tới. Nhờ dữ liệu này, máy tính sẽ hiể ...