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Ngc3603 的 MSX 数据分析

Ngc3603 的 MSX 数据分析. 红外数据处理和分析. THANK YOU ALL!. New year 曙光. 拟和成功 收到 helpdesk 初步回应 ,the first valuable response in 2 years!. 主要内容. 数据处理 : 一波三折 拟和结果和新尝试 尘埃粒子数密度计算 ( 进行中 ). 第一次修正. 借鉴 X 射线处理方法 (BingJiang), 把四个波段叠加后取背景 根据背景的含义 , 使用区域内而不是区域外的 .(discuss with BingJiang) 挖点源后再取背景

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Ngc3603 的 MSX 数据分析

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Presentation Transcript

  1. Ngc3603的MSX数据分析 红外数据处理和分析

  2. THANK YOU ALL!

  3. New year 曙光 • 拟和成功 • 收到helpdesk初步回应,the first valuable response in 2 years!

  4. 主要内容 • 数据处理: 一波三折 • 拟和结果和新尝试 • 尘埃粒子数密度计算(进行中)

  5. 第一次修正 • 借鉴X射线处理方法(BingJiang),把四个波段叠加后取背景 • 根据背景的含义,使用区域内而不是区域外的.(discuss with BingJiang) • 挖点源后再取背景 单温度灰体拟和结果温度约30K.x^2 在(4-3)=1附近.非常好的结果.

  6. 致命错误! • Thanks to BingJiang! • 拟和代码中指数部分的单位同源自数据的scale的单位混淆,导致e指数上偏差10倍! exp(50u/t) -> exp(500u/t) u: 1e13HZ,t: K 拟和结果: T>500K!

  7. 双温灰体谱拟和 • 确定大致温度先(YangChen). • Super Shell(YangSu):Jon M.Saken, J.Michael Shull,Catharine D. Garmany,APJ,397:537-541,1992 • IRAS: Jon M.Saken, Robert A.Fesen, AND J.Michael Shull,APJ Supplement Series,81:715-745,1992 ->双温灰体

  8. mathematica拟和 • 公式:F(u)=V1*u*B(u,T1)+V2*u*B(u,T2) • 问题:1.怪异的0自由度拟和.2.什么是多维X^2方法?3.理论推导:双温模型的数学猜测(略)? • 拟和结果: (FindMinimum)高温t2高达356K! \!\({0.6644092449814092`, {v1 -> 6.391802841729306`*^9, v2 -> 2.8711509228537344`, t1 -> 30.125079121945603`, t2 -> 356.11816589614733`}}\)

  9. 第二次修正 • 系数修正:Pixels->立体角 • 立体角计算错误: fits头中的CDELTA使用的是度而不是弧度. (/180*PI)^2 • 背景计算: 不计入辐射强度为0区的背景.(对结果只有千分之一量级的影响)

  10. 发现经典文章 • S.K.Ghosh and D.K.Ojha,A&A 388,326-334(2002) -- method • Kathleen E. Kraemer, Russell F. Shipman, Stephan D. Price,1 Donald R. Mizuno,Thomas Kuchar,3 and Sean J. Carey,AJ,126:1423-1450,2003 - summary • Stephan D.Price,Michael P.Egan,Sean J.Carey,Donald R.Mizuno,and Thomas A.Kuchar, AJ,121:2819-2842,2001 - msx

  11. Kathleen E.Kraemer et al • Several sources of emission can be expected to contribute • to the MSX bands from the star-forming regions observed • with SPIRIT III. Ghosh & Ojha (2002) have been able to • model the band A (6.8–10.8 lm) and band C (11.1–13.2 lm) • emission from five compact H ii regions as a combination of • thermal (graybody) dust emission and emission from the • unidentified infrared bands at 7.7–8.6 and 11.2 lm typically • identified with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). • Bands D (13.5–15.9 lm) and E (18.2–25.1 lm) are dominated • by the rising continua of cool dusty objects. All four • bands contain forbidden lines from Ar and Ne, among • others, although analyses by Ghosh & Ojha (2002) and • Verstraete et al. (2001) suggest that their contribution to the • in-band radiance will be negligible compared with the PAHs • and the continuum emission.

  12. 新拟和的系数 • 频率相关的系数(灰体谱的系数)选取 根据Z.-R.Wang,R.McCray,Y.Chen,and Q.-Y.Qu Astron.Astrophys.240,98-104(1990) 取频率的1次方,不考虑消光. Ghosh考虑消光. 有人取1.5次方(Jon M.Saken et al).

  13. 拟和公式(参考S.K.Ghosh et al.)

  14. 选定区域(西北起逆时针adbc)

  15. 选定区域(西北起逆时针adbc).上:AC,下:DE

  16. Mathematica拟和(环形)(BingJiang,XinLianLuo,YingHeZhao)

  17. 拟和结果:环形(129.55K)

  18. A(119.384K)

  19. B(129.837K)

  20. C(134.742K,X^2~2)

  21. D(124.031K)

  22. 流程图

  23. 数据处理中的遗留问题 • 误差计算: 1.helpdesk.->从相对误差计算是对的.waiting expert… 2.平均误差含义猜测.(BingJiang). Sqrt(Sum((I*e)^2))/N.Then N=what? 3.样本?个体? • 点源挖取的控制.helpdesk||wavelet||形态学

  24. 尝试:除法(温度的空间分布) • 理论基础猜测: d,e波段是连续谱,因为温度约100k,频率1-3(10^13Hz),所以exp(500u/T)>>1,流量近似表示为: f=Vu^4exp(-500u/T).取定空间坐标后作除法: f(d)/f(e) = (ud/ue)^4exp(-500(ud-ue)/T).只有T是局域变量. 可见对每个pixel做除法后，可以得到温度的空间分布 • 问题: 1.误差棒?2.除法的真正理论依据?

  25. 除法的数据处理 • CDELTA->6角秒/pixel,但空间分辨率18.3角秒(Price et al. 2001), -> 做3x3的bin得到有效数据. dmcopy(BingJiang) • 限制条件. 1.根据exp(500u/t)>>1的条件,限制-0<f(d)/f(e) < 1(T<200k). 其他点都是无效点置0. 2.根据d,e单温度拟和的结果(138K),过滤温度在120-150k之间的尘埃.

  26. 除法的结果(ds9平滑,未去背景)左:120-150k,右:<200k?除法的结果(ds9平滑,未去背景)左:120-150k,右:<200k?

  27. 除法使用的D.E.数据

  28. D.E.原始数据图.

  29. 新尝试:非温度属性的空间分布 F(u)=Vu^4*exp(-500u/T) -> logF =-500u/T+logV+4logu 消去温度: log(F(ud))ue-log(F(ue))ud 其中重要的项是logV(ud-ue),可以得到logV的空间分布信息. Errorbar: dlogF=1/FdF.要求F取得大一些errorbar才有意义. Bin?

  30. Ngc3603的尺度 NGC3603 is located in the Carina spiral arm at a distance about 7kpc (D.E.A.Nurnberger A&A 404,255-265,2003) 取直径1度,可估算尺度>100pc,符合supershells定义(Jon M.Saken et al)

  31. 颗粒计算(Z.R.Wang et al) • 记f(nu,T)=nu*B(nu,T) • F(nu) = V/(d^2)*J(nu) • J(nu) = n*a*nu*B(nu,T) = n*a* f(nu,T) 故F(nu) = V/(d^2)*n*a*f(nu,T) 不考虑单位,V/(d^2)*n*对应拟和结果中的系数”V”.a的值可以确定(Z.R.Wang et al),d取7kpc,只要求出尘埃区域体积V就可以得到尘埃颗粒的数密度n.

  32. 体积的计算 • 环形区域体积 因为对称,可以简化为简单几何体的组合. • 矩形区域体积 非对称.但是总可以简化为对称矩形区域的线性组合.

  33. 环形区域

  34. 环形区域的计算 • Cylinder(r1h1)-Cylinder(r2,h1) + 球冠r1 – 球冠r2 – 圆柱(r2h2) • 公式: (r1>r2)

  35. 矩形区域

  36. 非对称矩形区域的对称表示

  37. 对称矩形区域

  38. 对称矩形区域的计算 • 棱在球面触点在一个平面内且是矩形 • 总体积的一半=长方体+三棱柱+球冠内接矩形体(类球冠1维积分) • 公式(简写版):

  39. 谢谢！

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