Modul 4 » Erstellen des FHD von M92 mit Python

Wir möchten nun mit Python zunächst das Farbenhelligkeitsdiagramm von M92 erstellen, diesmal mit Daten des Hubbleteleskops. Diese Daten werden wir aus dem Hubble Legacy Archive (HLA): http://hla.stsci.edu entnehmen.

Du kannst entweder die benötigte Datei direkt mit diesem kleinen Python Skript downloaden

import wget
url = f'https://hla.stsci.edu/cgi-bin/getdata.cgi?download=1&filename=hst_10505_49_acs_wfc_multiwave_daophot_trm.cat'
filename = wget.download(url, out='...') #Trage hier das gewünschte Verzeichnis ein

oder auf die Seite des HLA gehen. In dieser Variante navigierst Du zunächst erneut zur erweiterten Suche (Enter Site here dann advanced search).

Im Suchergebnis findest Du Spalten wie Display oder PlotCat, wir sind interessiert an den Daten der Spalte DAOCat. Dort machst Du einen Rechtsklick auf DAOphot und gehst auf Link speichern unter und speicherst diesen in dem geünschten Verzeichnis ab. Damit wird die gewünschte .cat Datei in das gewählte Verzeichnis gedownloadet.

Nun kannst du einen neuen Skript fhd_m92.py erstellen und das Farbenhelligkeitsdiagramm von M92 mit den Daten des Hubbleteleskops plotten. Dazu müssen wir einen Blick in die .cat Datei werfen. In dieser sehen wir, dass sich unsere gesuchten scheinbaren Helligkeiten in den Spalten f475w (fünfte Spalte) und f814w (sechste Spalte) befinden. Die Bezeichnungen stehen für die entsprechenden Filter des Instruments ACS mit dem das Hubbleteleskop die Beobachtung durchgeführt hat. Die Zahlen sind die Werte der Wellenlänge in nm, um die sich dieser Filter in etwa zentriert.

Nachdem wir die Datei mit der Funktion m92 = np.loadtxt(hst_10505_49_acs_wfc_multiwave_daophot_trm.cat) eingelesen haben, können wir die benötigten Spalten mit m92[:,5] und m92[:,6] aufrufen. Ziehe beim Farbindex auf der x-Achse die Spalte f814w von f475w ab und plotte auf der y-Achse die Helligkeiten aus f475w.

Wenn Du in der Datei etwas herunterscrollst, siehst Du in den beiden Spalten gelegentlich Helligkeiten von $-999.000$ . Eine solche Helligkeit ist sicherlich nicht auf einen Stern zurückzuführen und ist eine systematische Folge der Messung. Diese Werte müssen wir deshalb aus den Daten aussortieren, bevor wir das Farbenhelligkeitsdiagramm plotten.

Du kannst dich an diesem Skript orientieren, um das FHD von M92 zu plotten.

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

m92 = np.loadtxt('hst_10505_49_acs_wfc_multiwave_daophot_trm.cat')

#Hier schließen wir Helligkeiten, die definitiv nicht zu den Sternen gehören, über die Bedingung
#aus, dass eine Helligkeit einen (willkürlich) gewählten Wert von -900 nicht unterschreitet
m92 = m92[m92[:,5] > -900]
m92 = m92[m92[:,6] > -900]

plt.plot(..., # Trage hier den Farbindex ein
    ..., # und hier die scheinbare Helligkeit
    label="M92",
    marker=".", markersize=2, linestyle="None", alpha=0.3, rasterized=True
    )

plt.gca().invert_yaxis()
plt.title("FHD von M92")
plt.xlabel("f475w - f814w [mag]")
plt.ylabel("f475w [mag]")
plt.legend()

plt.tight_layout()
plt.show()

Wenn Du alles richtig eingetragen hast, sollte das resultierende FHD von M92 folgendermaßen aussehen:

Oben links im FHD ist wieder der Horizontalast von M92 zu erkennen. Ganz horizontal ist dieser allerdings nicht, wie Du sicher schon gemerkt hast. Die Helligkeiten der Sterne des Horizontalasts verteilen sich also etwas um einen mittlere Helligkeit bzw. um einen mittleren Farbindex herum. Bestimme diese mittlere Helligkeit, indem Du sie aus dem FHD bei dem mittleren Farbindex abliest (z.B. bei -0.5). Dieser Wert wird uns im Folgenden dazu dienen die Entfernung zur Andromedagalaxie zu berechnen, wenn wir die Helligkeit dessen Horizontalasts bei demselben Farbindex ablesen.

Jetzt können wir noch einmal dasselbe mit M31 durchführen.

Weiter mit dem FHD von M31.

Letzte Aktualisierung: 2022-11-23 11:57