Radial velocity of liner galaxy M66 (Alpy, T60 Pic du Midi)

Ask your questions, show your results
Post Reply
JP Nougayrede
Posts: 154
Joined: Tue Oct 20, 2015 8:33 pm

Radial velocity of liner galaxy M66 (Alpy, T60 Pic du Midi)

Post by JP Nougayrede »

Hello !

Had the chance to play with the T60 telescope on top of the Pic du Midi, and an Alpy 600 at the focus :

Image

The reference star :

Image

The RMS of the spectral calibration was 0.33762 which I guess is ok. Isis also said R=537 (not sure how it is calculated).

The "science" target was the liner galaxy M66.

It is interesting to have a look at a raw spectrum image. Here a screen capture with the region used for binning and sky removal :

Image

Not much light pollution up here... but the green air glow line (558 nm) is readily visible :geek:
At the first look, there are emission lines in the galaxy spirals not found in the bulge, maybe active HII regions. There is also an emission line in the bulge :

Image

With the aim of determining the galaxy radial velocity, we choose to look at the bulge with its late G-K stars with plenty of lines to analyze :

Image

Next as a reference K-type star at rest, I looked in the Pickles library for the most similar profile. M66 spectrum is in blue, the K2iii Pickles star in red :

Image

Before CCF analysis, as advised in Christian Buil pages, divided both spectra by the respective continuum :

Image

It is quite clear that M66 is redshifted relative to the reference star at rest. The heliocentric velocity of the target was -3 km/s, close to negligible. The CCF function :

Image

There is a small bug in Isis resulting in aberrant results unless reverting target with reference (resulting in a sign error). So the result here is a radial velocity of +695 km/s (M66 receding from us). This is close to the published figure 8-)

Image

Realigning with Vr correction, we obtain reasonably superposed spectra :

Image


Now we can analyze the galaxy for atoms. But before I would like to estimate the error on the Vr measurement. I am not sure how. I guess I can convert the calibration error (RMS=0.33762) and/or the given R to velocities ? Any advice ?

Thanks for reading, clear skies,
Jean-Philippe
JP Nougayrede
Posts: 154
Joined: Tue Oct 20, 2015 8:33 pm

Re: Radial velocity of liner galaxy M66 (Alpy, T60 Pic du Mi

Post by JP Nougayrede »

De façon un peu empirique... L’erreur de calibration donné par Isis était RMS = 0.33762. Le domaine spectral analysé en CCF était 3900-6800A. Ce qui correspond à une vitesse = c x 0,33762 / 3900 = 28,9 km/s dans le bleu (3900A) et 16,6 km/s dans le rouge (6800A). On retient l’erreur la plus élevée, Vr = 695 ± 29 km/s. Ca vous parait ok ?

On peut maintenant corriger le spectre pour la Vr et obtenir un spectre au repos pour faciliter l’identification des raies. Dans VSpec, la raie en émission dans le noyau colle bien avec [NII]λ6583. On retrouve aussi en émission le doublet [SII]λλ6716-31. En revanche Hαλ6563 est en absorption dans le noyau. C'est bien cohérent avec une galaxie LINER (low ionisation nuclear emission region, voir A&A 558, A43 (2013) DOI: 10.1051/0004-6361/201322062).

Par contre on a une raie intense Hαλ6563 en émission dans le bras (et Hb..), ce qui signe une région HII (voir l’image LRGB alignée sur le spectre ci dessus) ie des étoiles chaudes qui excitent le gaz environnant. Donc on ne voit pas ici seulement un seul phénomène alimenté par un moteur central (noyaux actif type trou noir, ici faiblement lumineux) mais aussi une zone de type région HII excitée par des étoiles chaudes.

Bon ciel !
Jean-Philippe
Stephane Neveu
Posts: 25
Joined: Sun Mar 20, 2016 8:34 pm

Re: Radial velocity of liner galaxy M66 (Alpy, T60 Pic du Mi

Post by Stephane Neveu »

Excellent travail JP. Je suis admiratif !
Benjamin Mauclaire
Posts: 258
Joined: Thu Sep 29, 2011 10:14 am

Re: Radial velocity of liner galaxy M66 (Alpy, T60 Pic du Mi

Post by Benjamin Mauclaire »

Salut JP,

Une mesure interessante serait celle de la vitesse de rotation de la galaxie.
En effet, sur ton spectre 2D les raies en emission dues a une region Hii d'un des bras sont decalees vers le bleu par rapport aux raies du noyau.
Tu obtiens alors une mesure de la vitesse de roation V a une distance R du noyau.
Ainsi, tu peux en deduire la vitesse de rotation angulaire w de la galaxie avec : w=V/R [/s=rad/s]

Benji
Spcaudace spectroscopy software: saving you hundred hours of frustration.
JP Nougayrede
Posts: 154
Joined: Tue Oct 20, 2015 8:33 pm

Re: Radial velocity of liner galaxy M66 (Alpy, T60 Pic du Mi

Post by JP Nougayrede »

Bonjour Stéphane et Benji, merci.

Hmmm Benji, effectivement, on dirait qu'il y a un décalage de environ 1 - 2 pixels entre ce qui pourrait être les raies d'émission H-alpha des bras nord et sud de la galaxie... Les raies de part et d'autre ( [NII] ? ) idem. En revanche la raie de l'airglow reste bien verticale, donc ce n'est pas la correction du smile qui est en cause.

Image

Si c'est vrai, on verrait bien ici la rotation de la galaxie :shock:
Je pensais que c'était au delà des possibilité de la basse résolution...
Je vais essayer de creuser ça.
etienne bertrand
Posts: 1041
Joined: Mon Aug 31, 2015 11:26 am

Re: Radial velocity of liner galaxy M66 (Alpy, T60 Pic du Mi

Post by etienne bertrand »

Bonjour JP,

Très bon travail. Faire un spectre de galaxie + une region Hii bravo !
Ca fait plaisir aussi de voir un spectre sans sodium !

Pourrais tu m'expliquer dans le menu "vitesse radiale" ce que veux dire les cases : "1/2 intervalle CCF" , et juste à coté la case "pas" ? Comment as tu trouvé qu'il fallait mettre 3000 km/s et 5km/s ?

Pourquoi ISIS trouve une vitesse radiale de -695km/s c'est plutôt un décalage positif vue ta courbe qui est décalée vers le rouge ?
JP Nougayrede
Posts: 154
Joined: Tue Oct 20, 2015 8:33 pm

Re: Radial velocity of liner galaxy M66 (Alpy, T60 Pic du Mi

Post by JP Nougayrede »

Merci Étienne,
Je n'ai pas trouvé d'infos précises et donc procédé par essai-erreur pour les paramètres de CCF dans Isis.
Apparemment l' "intervalle CCF" correspond à la largeur de la fenêtre de calcul (qui est affichée). Le calcul semble meilleur quand la base de la courbe est juste inséré dans la fenêtre.
Le "pas" = n fait bouger le pic avec un cran de n km/s, donc un pas de 5 ou 10 est ok avec l'Alpy (inutile de chercher une précision au km/s avec une erreur de 25 km/s ;-) )
Olivier GARDE
Posts: 1267
Joined: Thu Sep 29, 2011 6:35 am
Location: Rhône Alpes FRANCE
Contact:

Re: Radial velocity of liner galaxy M66 (Alpy, T60 Pic du Mi

Post by Olivier GARDE »

Christian Buil a fait un tuto sur la mesure de vitesse de galaxie utilisant la fonction CCF :
http://www.astrosurf.com/buil/redshift/demo.htm
LHIRES III #5, LISA, e-Shel, C14, RC400 Astrosib, AP1600
http://o.garde.free.fr/astro/Spectro1/Bienvenue.html
Robin Leadbeater
Posts: 1952
Joined: Mon Sep 26, 2011 4:41 pm
Contact:

Re: Radial velocity of liner galaxy M66 (Alpy, T60 Pic du Mi

Post by Robin Leadbeater »

Hi Jean-Philippe,

It is very interesting to see how the ALPY 600 performs on a large telescope. The SNR in the galaxy core spectrum looks very good.
JP Nougayrede wrote: (inutile de chercher une précision au km/s avec une erreur de 25 km/s ;-) )
Note that this is just the estimated error in the wavelength calibration. To get the error in the radial velocity measurement you would need to include the error in the measurement of the shift in the galaxy spectrum. (The error in the cross correlation fit) Unfortunately ISIS does not give this. (This is a weakness in ISIS which does not give any error calculations) SpcAudace is generally better at giving error estimates. Perhaps Benji has some information on this ?

Cheers
Robin
LHIRES III #29 ATIK314 ALPY 600/200 ATIK428 Star Analyser 100/200 C11 EQ6
http://www.threehillsobservatory.co.uk
Post Reply