ASTROFILI IN SPECOLA :ASTROFILI IN SPECOLA Introduzione all’utilizzo del software per uso astronomico Libbiano - Peccioli Giovedi 22 Novembre 2007 Relatore: Paolo Bacci


Astrofilo... :Astrofilo... Passione per l'astronomia.. !! Conoscenza, curiosità, informazione... Documentazione: Osservazione visuale Osservazione fotografica


Attività visiva.. :Attività visiva.. Osservazioni visuali: Stelle Variabili Meteore Planetarie Lunari Solari Profondo cielo Marte Osservazione Visuale


Attività fotografica :Attività fotografica Astroimager profondo cielo Riprese in alta risoluzione planetaria Astrometria Fotometria Ricerca supernove Stelle variabili e Quasar Pianeti extrasolari altro....


La rivoluzione Digitale :La rivoluzione Digitale Fotografia chimica inizio ~1890 CCD (Charge Coupled Device) ~1990 Il CCD fu ideato alla divisione componenti semiconduttori dei Bell Laboratories da Willard S. Boyle e George E. Smith nel 1969. L'anno seguente venne realizzato un prototipo funzionante. Nel 1975 fu realizzata la prima videocamera con CCD con una qualità dell'immagine sufficiente per le riprese televisive. CMOS (Complementary Metal Oxide Semicoductor) ~2000 WEBCAM


Cose mai viste prima... :Cose mai viste prima... Grazie all'utilizzo dei nuovi sensori la nostra visone del cosmo e completamente cambiata.... M1 Crab nebula (Villa Alberto) Pleadi 1985 Roberto & Paolo Bacci Paolo Piludu Webcam


...con una macchina fotografica digitale! :...con una macchina fotografica digitale! Gimmi Ratto


Il sensore :Il sensore Le caratteristiche di base di un sensore sono le dimensioni, il numero di pixel, e le dimensioni di ogni pixel (picture element) Cmos FOV sensori CCD - Sbig


Pixel... :Pixel... Il sensore è una griglia di pixel, le cui dimensioni dipendono dalla grandezza del pixel e da numero dei pixel. Il pixel è un “contenitore”...


Pixel e numeri :Pixel e numeri Una immagine digitale contiene NUMERI


Pixel valore :Pixel valore Coordinate del pixel Valore del Pixel in ADU (Analog to Digital Unit)


PSF PROFILO STELLARE :PSF PROFILO STELLARE PSF Point Spread Function FWHM Full Width at Half maximum


Software :Software Planetari Acquisizione immagini Elaborazione Immagini Analisi immagini Ricerca dati Elaborazione dati


Planetari :Planetari Visualizzazione degli oggetti celesti Effemeridi Puntamento telescopio Programmazioni serate osservative Didattica


Acquisizione Immagine :Acquisizione Immagine Collegamento del rilevatore al computer Visualizzazione immagini Procedura di messa a fuoco Acquisizione immagine raw Acquisizione Dark Frame Acquisizione Flat Field


Immagine.... :Immagine.... L'immagine astronomica è un mosaico di rumori e “artefatti”.... Per ottenere l'immagine finale si devono riprendere le seguenti immagini: Raw Bias Dark Flat (RAW-Bias-Dark)/Flat =


Il colore... :Il colore... Se si utilizza un sensore CMOS le immagini contengono le informazione del colore, se si utilizza un CCD monocromatico si devono utilizzare i filtri RGB Luminanza Rosso Verde Blu Animazione LRGB Cmos


Binning :Binning Raggruppare i pixel 2x2, 3x3 .. Permette di effettuare pose con un tempo di esposizione 2 volte inferiore. La scale dell'immagine resta la stessa ma le dimensione dei pixel raddoppiano e di conseguenza anche la risoluzione 1 Pixel = 0.98” arc 1 Pixel = 1.89” arc 1 Pixel = 3.80” arc


Seeing, FHWM, Binning :Seeing, FHWM, Binning Per definizione la scala di un Pixel deve essere tra ½ e ¼ del valore FHWM. Un valore di 2”/arc di norma è ottimale. CAMPIONAMENTO: le immagini riprese devono avere una scale tale da rientrare nei valori sopracati. Se la scala del Pixel è maggiore stiamo sovra-campionando avremo meno informazioni sull'immagine Se la scala e minore sotto-campionamento perdiamo informazioni. Il seeing condiziona fortemente la nostra scelta sulla ripresa delle immagini.


Pillola Blu o Rossa :Pillola Blu o Rossa L'immagine ottenuta seguendo le procedure descritte è pronta per Astrometria Fotometria AstroImager Utilizzo Filtri Elaborazioni Varie WCS


WCS --> Astrometria... :WCS --> Astrometria... Inserendo le coordinate del centro immagini alcuni software sono in grado di riconoscere le stelle presenti nel campo stellare, ed “allineare” l'immagine.


Cataloghi stellari :Cataloghi stellari # PGC-1996 (updated Principal Galaxy Catalog) # Hipparcos/Tycho datasets # Tycho-2 catalogue # Astrographic Catalog (AC 2000) CD-ROM # Astrographic/Tycho (ACT) CD-ROM # GSC-ACT Catalog # USNO A1.0 Catalog # USNO A2.0/SA2.0 Catalog # USNO SA1.0 Catalog # UCAC-2 (USNO CCD Astrograph Catalog) # UCAC-1 (USNO CCD Astrograph Catalog)


Allineamento :Allineamento Vedasi sul sito www.astrofilialtavaldera.com Sez. Asterodi :Determinazione del centroide stellare, prove di astrometria


Astrometria :Astrometria Misurazioni astrometriche di un oggetto celeste. Appositi software vengono utilizzati per la misurazione di oggetti astronomici, fornendo le coordinate AR e Dec, la magnitudine (indicativa) ad una determinata epoca. Di seguito un esempio di report al Minor Planet Center. COD B33 OBS P. Bacci, R. Emilio, D. Antonacci MEA P. Bacci TEL 0.5-m f/8 Ritchey-Chretien + CCD ACK MPCReport file updated 2007.10.21 05.15.25 AC2 asteroidi@backman.homelinux.org NET USNO-SA2.0            CAL0006  C2007 10 21.11432 07 43 02.35 +02 26 15.9          18.1 V      B33      CAL0006  C2007 10 21.15122 07 43 00.97 +02 26 10.6                       B33


Stack & Track :Stack & Track Tecnica utilizzata per misurazioni astrometriche Singola Immagine Somma 10 immagini Somma 10 immagini sull'asteroide ASTEROIDE


FOTOMETRIA :FOTOMETRIA CONFRONTANDO LA LUMINOSITÀ DELL'ASTEROIDE E LE STELLE DI RIFERIMENTO SI RILEVA UN CAMBIAMENTO DI MAGNITUDINE DELL'ASTEROIDE (CURVA ROSSA) Il tempo in questo caso è indicato in GIORNI GIULIANI


29 Amphitrite :29 Amphitrite Parziale Curva di Luce asteroide 29 Amphitrite 4 ore di osservazione Variazione magnitudine circa 0.3 Nel grafico le righe in grassetto sono 0,1 mag Line fini 0.01 mag


Variabili... :Variabili... Confrontando la variazione di magnitudine di una stella variabile con stelle di “confronto” si puo ricavare il periodo di variabilità e la variazione di magnitudine. Con il metodo “comparativo” si misura la differenza di magnitudine e non la magnitudine visuale dell'oggetto.


Rumore...no grazie :Rumore...no grazie SNR SNR Abs(error) 5 0.66 10 0.36 20 0.20 30 0.14 40 0.11 50 0.09 60 0.07 70 0.07 80 0.06 90 0.05 100 0.05 110 0.04 Per poter effettuare precise misurazioni fotometriche il rapporto segnale rumore deve essere il più alto possibile. Nella tabella è indicativamente riportato l'errore in decimi di magnitudine in relazione al SRN. Per ottenere misure di transiti di pianeti extrasolari è richiesta una tolleranza di 0.003, con un rapporto rumore di circa 400-500.


Un pò di silenzio :Un pò di silenzio Per aumentare il rapporto segnale/rumore: Ottimizzare la calibrazione dell'immagine (Dark Bias e Flat) Pose a lunga esposizione Somma di molte pose Ridurre il Binning


Filtri fotometrici :Filtri fotometrici Per ottenere la magnitudine strumentale Per migliorare le nostre misurazioni di magnitudine differenziale


Arte dello spippolare :Arte dello spippolare Utilizzando appositi software con determinati filtri ( algoritmi matematici) dalle immagini acquisite si riesce a “tirare fuori” dettagli e strutture inimmaginabile. L'arte di essere astrofilo. Cometa 17/P Holmes by Gimmi Ratto


I primitivi artefatti :I primitivi artefatti


Somme filtri ed altro :Somme filtri ed altro


Save As.. :Save As.. Formato del file immagine: FITS JPG RAW (formati camera digitale) AVI (video) Altri e molti ancora....


Guarda la foto :Guarda la foto I formati standar per la visualizzazione delle immagini sono JPG e GIF (per animazioni) Recentemente le immagini in formato proprietario e JPG delle digicam hanno un sistema denominato EXIF nel quale vengono salvati i dati relativi al tipo di apparecchiatura di ripresa, la data l'ora , dimensioni dell'immagine notizie tecniche. La luna Occulta regolo - Lumenera


FITS :FITS Flexible Image Transport System backman@backman:~/FotoAstro/2006/1211> imhead A1980_G1211_01e.fits SIMPLE = T / file does conform to FITS standard BITPIX = 16 / number of bits per data pixel NAXIS = 2 / number of data axes NAXIS1 = 382 / length of data axis 1 NAXIS2 = 255 / length of data axis 2 EXTEND = T / FITS dataset may contain extensions COMMENT FITS (Flexible Image Transport System) format defined in Astronomy and COMMENT Astrophysics Supplement Series v44/p363, v44/p371, v73/p359, v73/p365. COMMENT Contact the NASA Science Office of Standards and Technology for the COMMENT FITS Definition document #100 and other FITS information. BZERO = 32768 / offset data range to that of unsigned short BSCALE = 1 / default scaling factor EXPTIME = 40. / Exposure time (seconds) DATE-OBS= '2006-12-11T22:32:03' / UTC of exposure start FILTER = 'clear ' / filter TEMPERAT= -25.4 / Camera temperature (C) TEMPOUT = 9.6 / Air temperature (C) XPOS = 1 / X position of start pixel YPOS = 1 / Y position of start pixel XFACTOR = 2 / Camera x binning factor YFACTOR = 2 / Camera y binning factor SATURATE= 65535 / Saturation limit CAMTYPE = 'SBIG ST-7 Dual CCD Camera' / Camera manufacturer and model SITE = 'B09 Obs PietroDoraVivarelli, Italy' / Name of observatory ALTITUDE= 50. / Observatory altitude (meters) LONGITUD= 0. / Observatory longitude (deg) E+, W- LATITUDE= 0. / Observatory latitude (deg) TELESCOP= '' / Identifier of telescope COMMENT This file was written by the Nightview package version: COMMENT NIGHTVIEW 0.3.0, (C) 2001-3 F. Hroch, Monte Boo, Brno, CZ COMMENT Homepage: http://www.physics.muni.cz/mb/nightview/ HISTORY Dark subtracted. OBJECT = 'A1980 ' / Object name OBSERVER= 'P. Bacci' / Observer name COMMENT 13.56 CDELT1 = 0.0005264994994 / RA step right, degs/pix CDELT2 = -0.0005264994994 / Dec step down, degs/pix SETHEAD = 'SETHEAD WCSTools 3.6.4 2006-12-12T01:35 RA and DEC updated' HISTORY SETHEAD WCSTools 3.6.4 2006-12-12T01:35 CDELT1 and CDELT2 updated CROTA2 = 3.620122452 / Rotation E from N, degs HISTORY SETHEAD WCSTools 3.6.4 2006-12-12T01:35 CDELT1 and CDELT2 updated HISTORY SETHEAD WCSTools 3.6.4 2006-12-12T01:35 CROTA2 updated RA = ' 05:15:36' DEC = ' 01:46:01' HISTORY SETHEAD WCSTools 3.6.4 2006-12-12T01:35 CROTA2 updated HISTORY SETHEAD WCSTools 3.6.4 2006-12-12T01:35 RA and DEC updated EQUINOX = 2000 / Faked CRPIX1 = 172.489379 / Reference RA pixel CRPIX2 = 105.8246213 / Reference Dec pixel CRVAL1 = 78.9 / Reference RA, degs CRVAL2 = 1.766944444 / Reference Dec, degs CTYPE1 = 'RA---TAN' / RA Projection CTYPE2 = 'DEC--TAN' / Dec Projection XELOGLUT= 70 / XEphem: Pixel at low LUT end XEHIGLUT= 145 / XEphem: Pixel at hi LUT end XEGAMMA = 0.75 / XEphem: LUT gamma value END


Analisi dei FITS :Analisi dei FITS


Orbite :Orbite Inserendo le coordinate rilevate alcuni software permettono di ricavare l'orbita


... per finire :... per finire I software a disposizione dell'astrofilo sono numerosi per ogni campo di applicazione Ogni programma ha delle caratteristiche peculiari. Resta il fatto che si deve partire da un immagine buona per ottenere dei buoni risultati.


...essere astrofili.... :...essere astrofili.... FINE