[发明专利]测量FGK型恒星金属丰度的方法及滤光片V

权利要求书

1.一种测量FGK型恒星金属丰度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、对待测FGK型恒星进行观测和数据处理；对待测FGK型恒星进行观测时，采用对FGK型恒星金属丰度进行有效测量的滤光片v_SAGE，该滤光片v_SAGE中心波长位于395nm，滤光片带宽29nm；

步骤二、对流量标准星进行观测和处理；

步骤三、拟合大气消光曲线，并对待测恒星进行流量定标；

步骤四、对“(v_SAGE-g)-(g-i)颜色～金属丰度关系[Fe/H]”进行拟合；

步骤五、通过测光方法求出待测恒星的金属丰度；

其中：

步骤一具体包括：

步骤1.1)获取望远镜的本底图像、多波段的平场图像、暗场图像；所述多波段为v_SAGE/g/i波段；

步骤1.2)利用望远镜对待测FGK型恒星进行观测，观测时使用v_SAGE波段滤光片以及g/i波段滤光片分别进行观测；控制曝光时间，实时检查星像的点扩散函数PSF轮廓，保障其不拉长、不出现虚焦；

步骤1.3)合并本底图像，对所有待测FGK型恒星的观测图像进行本底改正，消除探测器及光电观测设备的偏置电压及不均匀性影响；对于观测的待测恒星图像，要减去合并好的当晚的本底图像；

步骤1.4)进行暗场改正，消除探测器上暗电流的影响；

步骤1.5)进行平场改正，消除光学系统照明和CCD探测器像素响应差异的影响；

步骤1.6)对待测恒星进行v_SAGE波段和g/i波段观测图像测光；

步骤二具体包括：

步骤2.1)对流量标准星进行v_SAGE波段和g/i波段观测，观测中要选择测光夜，大气整晚稳定、无云的夜晚；控制曝光时间，实时检查星像的点扩散函数PSF轮廓，保障其不拉长、不出现虚焦；

步骤2.2)对流量标准星v_SAGE波段和g/i波段的观测图像进行本底、暗场和平场的改正；

步骤2.3)对流量标准星进行v_SAGE波段和g/i波段的图像进行测光，获得其仪器星等；

步骤三具体包括：

步骤3.1)计算流量标准星的大气质量，并拟合大气消光曲线；

大气质量的计算公式：

v_cali-v_inst＝k_0,v+k_1,vχ+k_2,v(v_cali-g_cali) (4)

g_cali-g_inst＝k_0,g+k_1,gχ+k_2,g(g_cali-i_cali) (5)

i_cali-i_inst＝k_0,i+k_1,iχ+k_2,i(g_cali-i_cali) (6)

在上面的公式中，k_0,v,k_0,g和k_0,i是仪器零点，k_1,v,k_1,g和k_1,i是主消光系数，k_2,v,k_2,g和k_2,i是二级消光系数和颜色相关，χ是大气质量，可用如下方法进行计算：

χ＝sec z (7)

其中z是天顶角，该公式适用于天顶角z<60°-75°的范围；

通过测光夜多波段观测标准星和拟合该消光曲线对当晚的恒星观测数据进行流量定标；

步骤3.2)利用大气消光曲线对待测恒星进行流量定标：

将待测量的FGK型星的v_SAGE/g/i波段的仪器星等带入步骤3.1)中拟合得到的大气消光曲线，得到大气外的定标星等；对于每个波段的仪器星等要带入对应波段的大气消光曲线；

步骤四具体包括：

步骤4.1)从Kurucz恒星大气模型选出FGK型恒星光谱样本卷积得到的v_SAGE/g/i波段星等；

步骤4.2)拟合Kurucz恒星大气模型(v_SAGE-g)-(g-i)颜色～金属丰度[Fe/H]的关系；

步骤五具体包括：

步骤5.1)将观测定标后的v_SAGE/g/i波段FGK型星的星等带入拟合得到的(v_SAGE-g)-(g-i)颜色～金属丰度[Fe/H]关系，从而得到其金属丰度；

步骤5.2)对得到待测FGK型星的金属丰度结果进行整理，按照需求生成固定格式的表格。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4.1)中，通过如下公式卷积Kurucz恒星大气模型得到恒星的v_SAGE/g/i波段星等：

对于Vega系统卷积公式如下：

MAG_Vega(Obj)＝-2.5log(∫{F_l(Obj)S_λdλ}/∫{F_l(Vega)S_λdλ}) (8)

MAG_Vega(Obj)＝-2.5log(∫{F_ν(Obj)S_νdν}/∫{F_ν(Vega)S_νdν}) (9)

对于AB系统卷积公式如下：

MAG_AB(Obj)＝-2.5log(∫{F_ν(Obj)S_νdν}/∫{S_νdν})-48.6 (10)

其中λ是波长，ν是频率，F_ν(Obj)是所述恒星的流量，单位是ergs s^-1cm^-2Hz^-1，S_ν是仪器的相应曲线，F_ν(Vega)是织女星的流量，单位是ergs s^-1cm^-2Hz^-1。