Spectrum of a candidate PN

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Spectrum of a candidate PN

Postby Lionel Mulato » Sat Nov 17, 2018 9:57 am

Hello

Here is the spectrum of a candidate PN discovered by Matthias Kronberger : Kn 131.
More information "et en français" here :mrgreen:

According the observed lines, the object is a PN.
The (noisy) He II line indicates that the central star is hot.
Taking a spectrum of this kind of object is quite challenging because it's very faint.

Image
image KNPO.

Image

Despite the bad resolution and the bad signal/noise ratio of the spectrum, I tried to make a measure of the extinction coefficient of the PN and determine its excitation class.
The analysis relies on the intensity of Ha, Hb, He II and [O III] lines.
Ha and the [N III] are totally blended due to the poor resolution... So I used Excel to fit the blended profile with 3 gaussians.
What kind of tools do you use for gaussian fitting (vspec ?) ?

Image

I've found a balmer decrement of 3,5. That is quite high compared to other PNe (~3.0), but not impossible. The corresponding extinction coefficient is c(Hb)=0,31.
The values aren't very reliable because of the poor quality of the acquired data. The important point to note is that the PN seems to be quite reddened by the interstellar matter. :oops:

Thanks to the extinction coefficient, it's possible to derreden the lines ans determine the excitation class of the PN.
I found an high excitation class. (EC : 7~11)
The central of the PN seems to be very hot (100 000 K - 200 000 K).
Lionel Mulato
 
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Re: Spectrum of a candidate PN

Postby Benjamin Mauclaire » Sun Nov 18, 2018 12:58 pm

Hi Lionel,

That's allways a thrill to study an unknown target. and your report lets us feeling that.
Uncertainties on Te and Ne would be welcome in order to quantify measurements estimation.

As you said, interstellar extinction impacts on results. This way we may also be able to charaterize the ISM. Many publications describe it but it's often a unknown field for amateurs as ISM bubles are most of the time described in radio data.

Anyway, I built small tools to help for Te and Ne measurements:
1) dereddening spectra: http://spcaudace.free.fr/news/403/#dered
2) Te and Ne: http://spcaudace.free.fr/news/403/#tene
It does gaussian fitting, computation and uncertainties calculus all in one.

PN mass can also be measured as I show in old survey (11 years old!) as an example:
http://wsdiscovery.free.fr/astronomie/spectro/atlas/np/ngc6210/index.html

Benji
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Re: Spectrum of a candidate PN

Postby Lionel Mulato » Mon Nov 19, 2018 9:52 pm

Salut Benjamin,

Merci pour ta réponse, et oui c'est quelque chose de découvrir le spectre d'un objet inconnu.
C'est surtout pour cette raison que je me suis lancé en spectro.

Pour Te je n'ai pas pu la calculer car il me manquait une raie [O III] à 4363 A ou celle du [N II] à 5755 A.
Et sans Te pas de Ne !
Il me faut le bouquin d'Agnès :)

Je vais regarder de plus près tes outils, merci de les partager.

a+
Lionel Mulato
 
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Re: Spectrum of a candidate PN

Postby Benjamin Mauclaire » Wed Nov 21, 2018 11:25 pm

Re.

Il me semble pourtant que 4363 est présente dans ton spectre mais de même ordre que le bruit.
A tenter...
Ceci étant, il y a des NP azotées ([OIII] 5007 faible, notamment chez les jeunes NP) et d'autres oxygnées.

En tout cas, balaise d'avoir pu garder la fente entre deux étoiles pour ne prendre que la nébuleuse. Mais 2h-2h30 de pose auraient été les bien venues.
Quelle largeur de fente as-tu utilisée ?

B.
Benjamin Mauclaire
 
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Re: Spectrum of a candidate PN

Postby Lionel Mulato » Thu Nov 22, 2018 5:04 pm

Les raies 4363 et 5755 A sont vraiment noyées dans le bruit, comme tu peux le voir sur l'extrait du spectre ci-dessous. Je ne peux rien tirer.

Image



Niveau acquisitions, je n'ai aucun mérite c'est la monture (NEQ6) qui assure le suivi et qui maintient la fente de 23 µm entre les 2 étoiles !

Pour avoir un spectre bien propre de la NP (sans le continuum et les raies d'absorption des étoiles), j'ai du ramener la zone de binning à quelques pixels. Du coup, la partie du signal exploitée n'est pas celle qui présente le meilleur rapport/bruit.

J'ai aussi écarté 3 poses de 20 minutes à cause d'une mauvaise transparence du ciel (on voit bien l'intensité des raies telluriques augmenter quand le ciel se voile).
La météo s'est dégradée et je n'ai pas pu continuer les poses.

Je me suis penché sur le rapport d'intensité des raies [OIII], [NII], [SII].

[OIII] : I(5007)/I(4959) = 3,06.
Le résultat est cohérent pour une NP car le ratio attendu est de 3,01 +/- 0,23.

[NII] : I(6583)/I(6548) = 3,55
Le résultat semble un peu élevé mais je pense qu'avec les incertitudes, il tombe largement dans la fourchette attendue de 2,92 +/- 0,32.

Ce qui montre que :
- l'objet est très certainement un NP
- le fittage des 3 raies Ha + doublet [NII], n'est pas si mauvais (pas évident d'extirper l'intensité des 2 raies [NII] dans cette bouillie !).


[SII] : I(6717)/I(6731) = 0,71
Le résultat indique que la compétition entre désexcitation par collision ou rayonnement est assez équilibrée.
La NP n'est ni trop dense, ni trop ténue !
La densité électronique se situerait aux alentours de 2000 - 5000 e/cm3

Je me demande s'il n'est pas possible de remonter à Ne en analysant aussi le rapports des raies de l'[OIII] : I(5007)/I(4959).
On devrait avoir le même principe de compétition au niveau de la désexcitation ?

Autre question, lorsqu'on fitte un profil composé de plusieurs raies non résolues (ex : Ha + doublet [NII]), doit-on garder un sigma strictement identique pour chaque gaussienne ?
Normalement il me semble qu'on devrait le faire puisque la FWHM de ces raies très proches devrait est être identique.
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Re: Spectrum of a candidate PN

Postby Lionel Mulato » Thu Nov 22, 2018 5:09 pm

Ceci étant, il y a des NP azotées ([OIII] 5007 faible, notamment chez les jeunes NP) et d'autres oxygnées.


As-tu des exemples en tête de NP qui n'ont qu'un faible signal en [OIII] ?
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Re: Spectrum of a candidate PN

Postby Pascal Le Du » Sun Nov 25, 2018 11:30 am

Belle prise Lionel et belle analyse!
Je me suis également penché sur les séries 130 de Matthias.
Kn 132, très faible mais bon, j'ai pu sortir le doublet [OIII] et un signal dans le rouge Halpah [NII].
Pour répondre à ta question, un spectre d'une NP pauvre en signal [OIII] trouvé dans la littérature :
Image

Amicalement

Pascal
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Re: Spectrum of a candidate PN

Postby Lionel Mulato » Mon Nov 26, 2018 12:32 pm

Salut Pascal,

Bien joué pour la 132 !
Ben dis donc sur cet exemple, le doublet [OIII] est carrément absent.
Ca donne de l'espoir pour les candidates NP qui présentent les mêmes signatures.
J'ai vu qu'on pouvait les distinguer des regions HII grâce au rapport d'intensité des pics [NII], Ha, [SII]

A creuser pour les candidates qui ne présentent pas d'[OIII] donc !
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Re: Spectrum of a candidate PN

Postby Benjamin Mauclaire » Sat Dec 08, 2018 6:29 pm

Re.

Je précise mon propos sur les NP "azotées" ou "oxygénées" : je voulais évoquer les NP respectivement pauvres en [OIII] ou en [NII].
Exemple d'une NP pauvre en [NII], c'est NGC 6826 pourtant très connue :

Image

Ce n'est pas un effet de la résolution comme le confirme le SECGPN p.296 : pas de [N II] et [S II].
Mon étude est dispo sur cette page :
http://wsdiscovery.free.fr/astronomie/spectro/atlas/np/ngc6826/index.html

Abell 78 en est un autre exemple : http://www.astrosurf.com/buil/nebula/PN/abell78/abell78.html
Mais cette NP est particulière :
- sa forme est plutôt étrange avec un anneau baignant dans une nébulosité plus large :
https://www.cloudynights.com/topic/526771-abell-78-wheres-the-helium/
Image

- une zone centrale riche en hélium baignant dans une zone plus large d'hydrogène et hélium plus faible

Benji
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