Taustataivaan viivojen vähentäminen

Kuten jo aikaisemmin mainittiin, taustataivas lähettää viivasäteilyä eli säteilyä, joka on voimakasta tietyillä aallonpituuksilla. Tuloksena on vaakasuoria ``viiruja'' CCD-kuvassa (ks. kuva 1), joiden poistaminen spektristä on tämän vaiheen tavoitteena.

Ongelman luonteen ymmärtää ehkä parhaiten katsomalla kuvaa 8, jossa on zoomattu tasoitettuun kohteen spektriin. Kuva on tässä esitetty ``negatiivina'', jotta himmeät yksityiskohdat näkyisivät paremmin. Kohteen spektri kulkee ylhäältä alaspäin kuvan keskellä. Neljä taustataivaan viivaa (yksi kirkas ja kolme himmeää) kulkee vaakasuoraan. Taustataivaan viivat kulkevat myös kohteen spektrin päältä ja aiheuttavat siihen ylimääräisiä emissioviivoja, jotka eivät ole peräisin kohteesta.

**Kuva 8:** Zoomaus kohteen spektriin. Vihreät pystyviivat osoittavat alueen, josta taustataivaan määritys kannattaa tehdä.
$\begin{figure}\centering \epsfig{width=10cm,file=zoomaus.eps}\end{figure}$

Taustavähennys tehdään mittaamalla taustaviivojen kirkkaus spektrin oikealla ja vasemmalla puolella (eli spatiaalisessa suunnassa) ja vähentämällä tulos koko kuvasta. Mittaus tapahtuu sovittamalla halutunasteinen polynomi taustataivaan pikseleihin spatiaalisessa suunnassa ja vähentämällä polynomi kaikista pikseleistä spatiaalisella akselilla. IRAFissa tämä tapahtuu background-komennolla. Kirjoita

ja editoi parametrit kuvan 9 mukaisiksi. Tärkeimmät parametrit ovat axis, sample, naverage, function ja order.

Parametri axis kertoo spatiaalisen akselin suunnan (1=vaakasuoraan, 2=pystysuoraan) eli mihin suuntaan polynomisovitus tehdään.

Parametri sample kertoo alueen, josta taustataivaan määritys tehdään. Periaatteessa alueita voisi olla kuinka monta tahansa, mutta käytännössä riittää valita kaksi aluetta, yksi spektrin molemmilta puolilta. Alueet pitäisi valita mahdollisimman läheltä spektriä, mutta kuitenkin niin, että spektrin valoa ei havaittavasti osu niihin. Kuvassa 8 vihreät pystyviivat osoittavat spektrin molemmilta puolilta sopivat alueet taustataivaan määritykseen. Valitut alueet kerrotaan IRAFille muodossa x1:x2,x3:x4, missä esim. x1 on kuvan 8 vasemman alueen alaraja ja x2 sen yläraja vaakasuorassa suunnassa.

**Kuva 9:** `background`-komennon parametrit.
$\begin{figure}\small \begin{verbatim}*input = mALqk020036 Input images to be ... ...cursor = '''') Graphics cursor input (mode = ''ql'')\end{verbatim} \end{figure}$

Parametrilla naverage voidaan ohjeistaa IRAFia käyttämään useamman pikselin keskiarvoa tai mediaania yksittäisten pikseliarvojen sijasta. Mediaani on yleensä tehokas suodattamaan pois esim. kosmisia säteitä, jotka muuten tuottaisivat kohinaa tuloksiin. Asettamalla sample miinusmerkkiseksi kerrotaan IRAFille, että halutaan käyttää mediaania. Esimerkin tapauksessa siis lasketaan ensin viiden pikselin mediaani ja polynomisovitus tehdään näihin mediaaniarvoihin.

Parametri function kertoo sovitettavan funktion ja order kertoo polynomin kertaluvun jos funktioksi on asetettu legendre. Asettamalla order = 1 sovitetaan pelkkä vakioarvo, order = 2 vastaa vakioarvoa + lineaarista muutosta, order = 3 vakioarvoa + lineaarista muutosta + toisen asteen muutosta (paraabeli), jne. Mitä korkeampi order asetetaan, sitä ``taipuisampi'' polynomista tulee. Käytännössä order = 2 antaa riittävän hyvän sovituksen taustataivaan pikseleihin, joskus order = 3 voi tulla kyseeseen.

ja tuloksena on taustavähennetty kuva backmALqk020036.fits, joka on esitetty kuvassa 10. Huomaa, että kuvan reunoilla taustataivaan vähennys ei ole kovin hyvä, koska polynomisovitus tehtiin spektrin lähellä oleviin pikseleihin. Tämä ei esimerkin tapauksessa haittaa, koska olemme kiinnostuneita vain kuvan keskellä olevasta alueesta.

Taustavähennyksen onnistuminen kannattaa vielä tarkistaa tutkimalla taustataivaan pikseliarvoja taustavähennetyssä kuvassa. Pikseliarvojen tulisi vaihdella nollan molemmin puolin, sillä taustahan on nyt vähennetty, eli tausta = 0 ja jäljellä pitäisi olla vain kohinaa nollan molemmin puolin.

**Kuva 10:** Kohteen spektri taustaviivojen vähennyksen jälkeen.
$\begin{figure}\centering \epsfig{width=6cm,file=taustavah.eps}\end{figure}$