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Spettroscopia: la risposta strumentale

Le nuove tecniche per studiare e comprendere la natura di tanti fenomeni celesti.

Messaggioda Paolo » 28 ago 2016, 12:31

Non so quante volte ho pensato di mettere insieme i "pezzi" delle nostre chiacchierate sull'argomento "risposta strumentale". L'idea di scrivere un articolo per Quasar e' nata tanto tempo fa e, per pigrizia e per carenza di tempo libero, e' rimasta sempre nel limbo...

Inizialmente ho vissuto le difficolta' di questa delicata calibrazione in prima persona, in seguito mi sono trovato a leggere con una certa frequenza di appassionati alle prime armi che chiedono assistenza per superare la particolare fase elaborativa.

Il link all'articolo e' in bella mostra sulla home page. Lo riporto comunque qui:
http://quasar.teoth.it/index.php?option ... tmosferica

Sinceramente non ho curato molto la forma (il tempo e' sempre tiranno), quindi chiedo scusa se il testo non e' a volte cosi' scorrevole. Spero invece che i contenuti (almeno nella prima parte) siano utili soprattutto ai neofiti e gli approfondimenti possano dare spunti per migliorare la qualita' degli spettri.

Se notate errori, per cortesia segnalatemeli.

Come ho scritto nell'articolo, il forum e' a nostra disposizione per discutere ed approfondire con casi pratici.

Paolo
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Messaggioda Alessandro » 28 ago 2016, 13:41

Grazie Paolo,
anche se non faccio spettroscopia, ho letto con piacere l'articolo. Pratico e chiaro nell'esposizione.
Cari saluti,
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Messaggioda Fab » 28 ago 2016, 20:36

Eccellente direi. Già salvato e da rileggere con calma. :ymhug:
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Messaggioda Paolo » 28 ago 2016, 20:38

Vi ringrazio per i vostri incoraggianti commenti!
Alessandro, sei "assetato" di tutti i temi che riguardano l'astronomia. Eccellente!

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Messaggioda umberto » 29 ago 2016, 0:48

Grazie Paolo, non poteva mancare un papier chiarificatore sulla risposta strumentale. Molto utile ai neofiti, ancor più a coloro che hanno immesso sul Web profili spettrali non comparabili con quelli degli altri osservatori.Infatti, nel processo di riduzione dati, non hanno inserito la risposta strumentale, quindi inutili ad ogni interpretazione scientifica.
Umberto
Ultima modifica di umberto il 29 ago 2016, 15:37, modificato 1 volta in totale.
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Messaggioda Pering » 29 ago 2016, 7:56

Una bellissima idea, cercherò di riprendere l'argomento al più presto.
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Messaggioda LFranco » 29 ago 2016, 17:02

Ciao Paolo,

l'argomento casca proprio bene, pensa che stavo ragionando proprio su questo tema.
Avevo ripreso una sequenza di stelle di Miles a diverse altezze (masse d'aria). Lo scopo era quello di riuscire a determinare la trasmissione atmosferica, seguendo le indicazioni di Buil e dei suoi articoli/tutorial.

Ricordo, a beneficio di tutti, che la correzione del profilo strumentale è composta da due componenti. La curva di risposta della nostra strumentazione e quella della trasmissione atmosferica. Entrambi questi termini ci sono ignoti ed "affogati" all'interno del profilo di correzione della stella di riferimento (acquisita alla stessa massa d'aria del nostro target).

Il mio proposito principale era quello di ricavare la curva di risposta strumentale (sensore CCD + tele + spettroscopio).

In linea di principio la curva di risposta strumentale non cambia ma cambia invece di volta in volta la curva di risposta atmosferica. Il grafico allegato è stato ottenuto con ISIS e con il suo modello di trasmissione atmosferica. Man mano che aumenta la massa d'aria (bassa altezza dell'oggetto osservato) aumenta anche l'assorbimento nel blu dello spettro.

Devo dire che non sono ancora riuscito nel mio intento. La curva di risposta strumentale che ho ottenuto non mi convince pienamente. Funziona abbastanza bene per la sessione osservativa nella quale l'ho ottenuta ma non riesco ad utilizzarla bene per altre sessioni osservative.

Comunque questo è un argomento sul quale occorre lavorarci molto ed è pertanto estremamente utile e gradito il tuo articolo.

Saluti
Lorenzo Franco
Allegati
TrasmissioneAtmosferica.png
Modello trasmissione atmosferica ottenuta con ISIS
Ultima modifica di LFranco il 30 ago 2016, 16:47, modificato 1 volta in totale.
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Messaggioda Paolo » 30 ago 2016, 16:39

Grazie Umberto, Edo e Lorenzo!

In effetti Lorenzo le procedure di cui parli sono molto utili. Volevo illustrarle anche io nell'articolo ma ho pensato che l'argomento e' un po' troppo complesso. Non escludo comunque che possa diventare oggetto di un altro approfondimento.

Lo scopo principale e' quello di poter calibrare con grande precisione anche se la stella di riferimento non e' esattamente alla stessa altezza del target. Riuscendo a calcolare la trasmissione atmosferica effettiva allo zenit (quindi a qualunque altezza data la massa d'aria), si ovvia al problema di sparare numeri a caso per quel maledetto parametro AOD (che varia moltissimo e puo' introdurre errori molto grandi se non si azzecca). Questo ha naturalmente un costo perche' si devono osservare due o piu' stelle di riferimento oppure, ancora piu' oneroso, la stessa stella di riferimento quando si trova sia alta che bassa sull'orizzonte.

Ho un po' di dubbi sull'uso del flat per questa operazione. Immagino che la luce della lampada sia costante ma, se dovesse esserci qualche variazione, salta tutto. Anche la scelta delle stelle osservate (se piu' di una) e' delicata, se hanno uno spettro dal continuo differente (in libreria o realmente a causa di variazioni temporali) ci sono sicuramente problemi.

Se riesci a risolvere facci sapere (ma e' molto grande l'errore che ottieni sul continuo?). Appena possibile provero' anche io, compatibilmente con il range spettrale un po' limitato del Lhires III con reticolo da 150 l/mm.

Paolo
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Messaggioda LFranco » 30 ago 2016, 20:08

Ciao Paolo,

intanto ti faccio vedere la risposta strumentale che ho ottenuto, rappresenta la media di quattro profili strumentali calcolati a diverse masse d'aria (1.82, 1.41, 1.15, 1.02).
Per chiarezza di chi ci legge, aggiungo che vale questa semplice relazione:

[Profilo stellare osservato] = [Profilo stellare vero] x [Trasmissione atmosferica] x [Risposta strumentale]

Il profilo che ho ottenuto somiglia a quello del sensore Sony della mia camera CCD ma i livelli di attenuazione nel blu e nel rosso non sono proprio quelli.
Ci devo lavorare ancora sul tema con un'altra sessione osservativa per capire quali sono i fattori comuni e quali le differenze in relazione al parametro AOD (Aerosol Optical Depth) che dipende dalla serata osservativa.

Ciao
Lorenzo Franco
Allegati
Risposta_strumentale.png
Risposta strumentale del mio setup
CameraCCD_sony.png
Curva di risposta del sensore Sony
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Messaggioda Paolo » 31 ago 2016, 0:29

Ciao Lorenzo, interessante il risultato. La risposta strumentale diversa dal sensore Sony in effetti ci può stare visto l'impatto che può avere un reticolo diffrattivo. La parte uv/blu e rossa si attenua maggiormente per il prodotto delle due curve di efficienza.

Qui sono riportate delle curve di reticoli a trasmissione Optometric (ovviamente il grism da 600 l/mm usato nell'Alpy potrebbe essere diverso):
http://www.optometrics.com//App_Themes/ ... graph1.gif

Un analogo Thorlabs:
https://www.thorlabs.com/images/TabImag ... on_780.gif

Il resto della parte strumentale (ottiche varie) non dovrebbe alterare molto la sensibilità ai colori, ad eccezione forse dell'uv vicino (ulteriore attenuazione compatibile con la curva che hai trovato).

Tienici informati se fai altre prove...

Paolo
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