宇宙回收中心和Cas-A（第二部分：给X射线上色）

首先要做的是生成整个遗迹的能谱（我们以前见过这个）。打开 DS9，进入【Analysis】-【Virtual Observatory】，连接到【Primary Mook】记录，选择【ACIS OBSERVATION OF CAS-A】(ObsID:114)。图像出现了。为了明显起见，看得更清楚一些，将比例改为对数。

然后单击中心对象。点击中心对象时，我们创建了一个区域，再次单击以选择该区域，现在拖拽区域，使其大致包含整个遗迹。现在可以转到【分析】了，点击虚线分割分析菜单，然后点击虚线分割【Chandra-ed分析工具】，查看【快速能谱】。

CAS-A

现在绘制了Cas A的能量输出图。其中每个峰都代表了一种不同的化学元素。现在，如果你仔细观察，仔细分析，我们可以观察下图的特殊结果。

它与刚才看到的能谱代表的意义相同，只是以一种有趣的方式对所有光子进行颜色编码。请注意，这里的红色高达大约1.5keV。这里的绿色区域（颜色编码为绿色），最高到2keV，且包含在这里看到的硅线。然后是一个能量更高的蓝色区域，包括硫、氩、钙和铁。我们现在可以做一些非常令人兴奋的事情：根据这里看到的能量创建三色图像。我们将用红色研究小于1.5keV的光子，用绿色研究1.5-2.2keV的光子，用蓝色观察2.2-10keV 的光子，分离来自氖、镁、硅、硫、钙等元素的不同发射。返回DS9并执行以下操作：首先，你是否有一台Windows电脑（我是在Windows上演示如下方法的），我要求你对首选项做一个小的调整（如果改了就不用担心了）。转到【编辑】-【首选项】，看到【常规】时，只需在右下方对话框中确保勾选windows单选按钮，以便用适当方式保存文件。

现在我们要做的第一件事是转到【Chandra-ed分析工具】，创建能量过滤器，点击【能量过滤器】，在弹窗中可以输入想查看光子的上下限能量值，这里下限写为0.1keV，上限写为1.5keV，点击确定。现在，你在原始图像框旁边看到已经选择的0.1-1.5keV的光子（虽然真的看不出来，虽然它们确实是）。稍后我将用一种有趣的方式展示，事实上这就是这里的全部内容。我们要做的第一件事是，注意这个图像框是被选中的，周围有一条蓝色的小线。我们要保存这个文件，并且将把它保存为一个fix文件到桌面上。我们将其命名为red.fix，因为这将是红色区域，点击保存。做好后，我们点击回到原图，点击原始图像框，现在蓝线围绕着原始图像框，再做另一个能量过滤器。此时下限改成1.5KEV，上限改成2.2keV，点击确定，好，现在绿色过滤器的能量是1.5-2.2。我们要保存文件，这次命名为“绿色”，而不是“红色”，即green.fix，把它放在桌面上，点击保存，确认保存。
现在我要问你一个有趣的问题：如果不点击返回原始图像框会发生什么？好的，你又做了一次能量过滤。为什么会这样？你为什么不试试呢？换句话说，这是0.1-1.5keV的图像框，如果在这个图像框上做一个1.5-2.2keV的能量过滤器，会得到什么？你会得到一个有趣的结果。在这种特殊情况下，你会学到很多关于我们正在做的事情。
无论如何，现在要点击回到原图，做最后一个能量过滤器，能量在2.2-10keV，点击确认然后保存，猜这个文件命名为什么？blue.fix，点击保存。现在注意，我们将把它们全部结合起来。我想让你现在做的，或者我们将要做的，只是为了清楚起见，你可以看到，随着显示的图像框数增加，看起来有点难看，所以来删除所有这些图像框，从头开始。转到【Frame】，点击delete，delete，delete，delete，删完了。
现在要做一些非常酷的事情。转入【frame】，单击【new RGB】（指红色，绿色，蓝色），然后弹出一个小选项框。当【current】下单选【red】时说明目前正在处理图像框的红色部分。转到【文件】-【打开】，猜猜要打开什么文件？打开red.fix。出现了红色图像。 再找到小选项框， 现在点击绿色，再转到【文件】-【打开】，猜打开什么？green.fix，图像叠加了绿色。 这些实际不是绿色光子，而是1.5-2.2keV的X射线，能量很高。再重复一次，小选项框点击蓝色，转到【文件】-【打开】，选择blue.fix，图像叠加了蓝色，看这个图，这真的很酷。
现在我们可以做更多事，可以选择每种颜色并调整颜色映射参数。这真的非常棒。转到【颜色】-【颜色映射参数】，提取颜色映射参数。将选项框放在这里， 现在可以调整每个通道中的对比度和偏差，直到得到喜欢的状态。

在本例中我要做的是首先选择红色通道，转到【scale】，这是对数算术形式，我不太确定勾选min-max是做什么的，总之选择【对数】和【min-max】。让我们稍微调整下颜色映射参数（只需拖拽鼠标，这看起来很酷），让我们把菜单拖到一边，这样你就可以看到颜色映射参数会发生什么。记住可以使用鼠标，单击右键，左右移动调整偏差，上下移动调整对比度。所以我们可以得到一个这样的东西（试试调到某个位置，我不确定最喜欢哪个，这还不错）。然后在选项框单选【绿色】，可以对绿色通道做同样的事情。这很有趣。现在选择蓝色通道，稍微上下调整一下。现在你生成了一个能量图。

我们现在研究的是与这颗超新星相关的特定能量，而不仅仅是强度的函数，低能量对应红色区域，中间能量对应绿色，较高能量对应蓝色。你可以通过这些东西获得很多乐趣，只需生成这些类型的图像，看看你能想出什么。我想到一个好主意，我在这里（颜色映射参数框）输入参数，来看这是什么样子的。在小选项框单选红色，把对比度改成3.6，这很接近3.6了；把偏差改成约0.715，不错。然后单选绿色，我想把对比度改成0.987，这非常接近，偏差改成0.51的偏差，很好。单选蓝色，我想把对比度改成4.95或4.9，很接近了，偏差改为0.6，再看图像。不确定我是否喜欢这样的绿色，但如果我想稍微调整一下也可以稍微调整一下，有点像弱化绿色，看起来很棒。
我差点忘了最重要的事情：当你满意创建的图像时，可以转到【文件】，单击【导出】并选择一种摄影媒体格式（我通常喜欢PNG，因为图像损失得少），点击【PNG】，然后保存为想命名的名字，这个命名为Cas-A_5，点击【保存】，然后就保存到了桌面上，或者选择保存到其它文件夹中。这是显示该图像（以及你创建的其他内容）的便捷方式。

让我们回到黑板，看看可以从中学到什么，进一步探索我们刚刚生成的结果。

以下是刚刚做的三种表示形式（选择了不同比例和颜色映射参数）。

立即可见，所有这些表示都是不对称的。无论这里发生什么，它都不会同时以同样的方式在每个地方发生。你将在本周的作业中进一步探索这一点。
事实上，这一领域也是天文学界深入研究的主题。我们不完全了解超新星爆炸的基本性质。它们是如何触发的？它们如何在星际介质内进化的？我们在回答这些问题方面当然取得了进展，但令人兴奋的工作仍有待完成。引起CAS-A进化的前身是所谓的第二型爆炸(即二型超新星爆炸)的一个例子：超新星核心坍缩。一颗质量超过8个太阳质量的大质量恒星会发生壮观的内爆，因为在其生命的尽头，它无法再产生足够的能量来支撑自己对抗引力。当中子简并开始时，坍缩突然停止，然后物质经历了令人难以置信的反弹，就像撞到砖墙一样，从恒星向外发送冲击波，开始了形成遗迹的过程（今天仍在发展）。下周，我们将认识另一种形式的超新星，即所谓的1As型超新星，它发生在双星系统中，涉及白矮星。大约15年前，对这些物体的观察导致了一项非凡的发现，即尽管宇宙组成之间存在引力，但由于某种神秘的暗能量形式，宇宙仍在加速。宇宙确实充满了惊喜。
就这样我们绕了一圈，亿万年前曾经闪耀在夜空中的那颗古老恒星爆炸了，将未来恒星诞生的物质送入了太空，有朝一日（可能是数十亿年后），我们在光谱中看到的钙最终可能会形成骨头，而氧气可能会形成行星大气的一部分，在那里生命可能会蓬勃发展。所以故事没有那么惨淡，即使太阳可能会死去，但它体内包含着重生的种子，可以通过浩瀚的时空无限循环。