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V1831 Aql, prima prova di fotometria

Il messaggio delle stelle nel flusso luminoso.

Messaggioda Paolo » 21 ott 2015, 22:56

Riporto questa esperienza fotometrica solo a scopo didattico. La luminosita' del soggetto in banda V infatti e' ben oltre il livello medio previsto dei normali target spettroscopici a causa del fortissimo arrossamento per le polveri interstellari. La ripresa di alcune caratteristiche spettrali e' possibile solo perche' il flusso luminoso cresce rapidamente andando verso l'infrarosso ma nel verde/blu il segnale e' davvero basso. Sarebbe stato molto piu' indicato il C9 per questa osservazione ma nella configurazione attuale posso solo riprendere con il Mak 90.

Il campo di ripresa (somma di 13 frame da 120s:

V1831_Aql.jpg

Partiamo dall'inizio. Ho letto che, come per tutti i nuovi soggetti (novae, SN, CV, ecc.) alla portata dell'amatore, era stata creata una sequenza fotometrica AAVSO. Cioe' si sono identificate una serie di stelle nei pressi del target il cui valore di magnitudine e' noto e stabile (correggetemi se ci sono inesattezze). Dal sito web di AAVSO, ho quindi prelevato la cartina ed il relativo elenco di stelle compreso in un campo compatibile con quello abbracciato dal mio strumento:

X15437ANL.jpg


X15480VQ.jpg

Ho inserito tutti i dati della tabella in un foglio Excel, completandola con le intensita' trovate (per tutte le stelle) con la fotometria di apertura espresse in ADU. Per ognuna ho trovato magnitudine strumentale e Zp (punto zero) di cui ho fatto la media (dovevo forse usare solo le stelle di magnitudine simile alla nova?).

Ho poi misurato la nova e, tramite lo Zp medio, ho ricavato la magnitudine V di 15.79.

Per quanto riguarda la stima dell'errore associato a questa misura ho impostato Astroart con i parametri della CCD: Gain = 0.45, Readout noise = 8, total dark current = 0. Oltre a non sapere con esattezza a quanto ammonta con il sensore alla temperatura di lavoro, ho avuto modo di fare numerose prove in passato verificando che il livello medio del background di un dark della H9 non cresce con il tempo di esposizione, almeno finche' rimane contenuto in pochi minuti. In questo caso le pose erano di 120 sec per cui ho trascurato questo parametro (non so quanto sia realistico).

Lo SNR della nova, calcolato con Astroart, e' di 17.76. Considerando solo questo ed applicando la formula 1/SNR (Paolo MR), ottengo un precisione di 0.056 mag. Il contributo degli errori sulle magnitudini delle stelle di confronto considerando i singoli ErrCn/(n-1) e poi sommandoli in quadratura (Lorenzo) e' molto piccolo: 0.0073 mag. Sommato a sua volta in quadratura con il valore restituito da AA non cambia di molto il dato.

La misura fotometrica sarebbe quindi di mag V 15.79 (0.06). Se fosse realistico, sarebbe gia' per me un incredibile risultato considerando il debole soggetto.

Vi prego di segnalarmi eventuali errori in questo processo di riduzione dati.

Ripetero' comunque l'esperienza con target di luminosita' piu' consona alla piccola apertura dell'ottica.

Paolo
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Messaggioda Paolo Maria Ruscitti » 22 ott 2015, 22:37

Bella esperienza Paolo! Allora sei entrato alla grande nel mondo della fotometria, benissimo. Hai praticamente seguito quanto richiesto dall'AAVSO sulle osservazioni fotometriche, con molta attenzione.

Per quanto riguarda l'errore abbiamo:
- l'errore statistico sulla misura della stella target;
- l'errore statistico sulle misura delle stelle campione;
- l'errore statistico sulla magnitudine delle stelle campione da Tabella;
- l'errore sistematico sulla magnitudine delle stelle campione da Tabella.

L'errore riportato nelle Tabelle (sulle stelle campione) non viene separato tra errore statistico e sistematico. In genere, quindi, l'errore sulle Tabelle AAVSO viene preso interamente come errore sistematico.
Allora nelle misurazioni AAVSO richieste dai professionisti, forniamo la misura con associato solamente l'errore statistico che si ottiene sommando in quadratura le incertezze della stella target e delle stelle campioni, incertezze sempre misurate sul frame con 1/SNR. I professionisti, poi, prendono gli errori riportati in Tabella e li processano secondo loro criteri.
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Messaggioda LFranco » 22 ott 2015, 23:25

Ciao Paolo,
non ho capito bene la data nella quale hai fatto la tua osservazione.
Ad ogni modo si nota una certa discrepanza con i valori riportati di recente da altri osservatori sul sito AAVSO. verifica anche tu ... forse mi sbaglio. (vedi qui: https://www.aavso.org/apps/webobs/resul ... AQL&page=1).

Ciao
Lorenzo Franco
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Messaggioda Paolo » 23 ott 2015, 10:48

Intanto grazie per i vostri commenti. Paolo, se ho capito bene, nel conto mancherebbero gli errori sulla misura delle stelle di confronto (hanno un maggiore impatto). Quindi la mia misura dovrebbe avere un errore associato piu' grande di quello che ho stimato.

Lorenzo, ho lasciato il dato nell'altro topic, sorry...

viewtopic.php?f=22&t=3777#p33962

11.86111/10/2015 (20:40 TU del 11 ottobre, istante centrale).

Nel file che hai linkato la misura in banda V piu' vicina alla mia e' del 11.83676 con V mag 15.84 (0.03). La successiva, del giorno 11.89755, porta V = 16.516 (0.073). Vedo nell'elenco molti "salti" repentini in banda V. Il fatto che siano spesso legati all'osservatore mi fa pensare che sia dovuto ad altrettanti salti temporali contestualmente alla rapida variabilita' intrinseca della nova. Cioe' non credo siano degli errori sistematici degli osservatori visto che le misure sono validate da AAVSO. Cosa ne pensate?

Ho un'altra domanda "esistenziale" (scusate se vi tartasso)... Per l'esperienza fatta in passato con l'imaging, sommare o mediare un certo numero di frame mi restituiva ad occhio lo stesso identico rapporto segnale/rumore (uso Astroart). Dalle pochissime prove che ho fatto recentemente, mi sembra che il valore dello SNR stellare calcolato dal software sia invece diverso nei due casi. Nel pretrattamento uso light, dark, flat e darkflat. Potrei senz'altro aver sbagliato qualcosa... a voi e' mai successo di rilevare una discrepanza del genere?

Paolo
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Messaggioda Paolo Maria Ruscitti » 23 ott 2015, 13:07

Paolo ha scritto:...Paolo, se ho capito bene, nel conto mancherebbero gli errori sulla misura delle stelle di confronto...
Esattamente. Questo, tra le altre cose, è il motivo per cui vanno scelte stelle di confronto di magnitudine simile a quella da misurare. Se infatti, la stella di confronto è più debole della stella sulla quale stiamo facendo le misurazioni, per evitare di saturare quest'ultima, la stella di confronto presenterà necessariamente un rapporto segnale rumore inferiore (perché "meno esposta" :) ) e quindi introdurrà un'incertezza maggiore nella misura.
Per quanto riguarda mediare o sommare, c'è differenza. Ne sto discutendo in questo giorno co un fotometrista del NOAO che chiede aiuto spesso all'AAVSO. Mediare più immagini mantiene praticamente inalterato il rapporto segnale rumore della stella poiché il risultato finale è appunto la media del valore del segnale. La somma, al contrario, aumenta il rapporto segnale rumore poiché effettua un'integrazione tra le varie immagini, come aver "esposto" per un tempo superiore, a meno del rumore di lettura che si aggiunge ad ogni immagine ed andrebbe valutato per capire se è conveniente aumentar i tempi d'integrazione delle singole immagini. La somma, però, porta ad un problema che va considerato attentamente software per software:

cosa succede quando la somma del segnale sul singolo pixel va in overflow, cioè supera 65.536?

Qui c'è un grosso problema, poiché se il software taglia tutto ciò che supera tale valore, allora stiamo lavorando come se avessimo saturato l'immagine.
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Paolo Maria Ruscitti
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Messaggioda Paolo » 24 ott 2015, 1:32

Perfetto Paolo, grazie per le preziose informazioni. Come dicevo all'inizio, questa e' solo una prova. La nova e' troppo debole in banda V. La prossima volta esamino un soggetto piu' luminoso con stelle di confronto sopra e sotto la sua magnitudine cosi' posso provare a mettere in pratica i tuoi consigli.

La somma, però, porta ad un problema che va considerato attentamente software per software:
cosa succede quando la somma del segnale sul singolo pixel va in overflow, cioè supera 65.536?


Astroart mi sembra che passa da 16 a 32 bit per poter contenere numeri cosi' grandi. Intendi dire che sommando pixel saturati non riesci poi a distinguerli da quelli "buoni"?

Aiuto... qui non si finisce mai di imparare! :-s

Paolo
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Messaggioda Paolo Maria Ruscitti » 24 ott 2015, 17:17

Paolo ha scritto:Intendi dire che sommando pixel saturati non riesci poi a distinguerli da quelli "buoni"?
No, intendo dire che, per esempio con IRIS che limita la precisione a 16 bit con segno (ma questo è un dettaglio, ciò che importa è chi limiti la capacità di memorizzazione dei dati a 16 bit), se sommo due frame con una stella, per esempio, che ha alcuni valori dei pixel intorno a 25.000 (per esempio), nel frame somma questi pixel avranno tutti valore 32.768, quindi perderò automaticamente dei conteggi.
Con Astroart dovremmo stare al sicuro visto che memorizza anche fits a 32 bit, quindi il problema potrebbe nascere andando a sommare oltre 65.536 frame quasi saturi.... difficile direi!
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Paolo Maria Ruscitti
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Messaggioda Paolo » 24 ott 2015, 19:54

Ho capito Paolo. Forse anche per questo il pacchetto ISIS (per gli spettri) lavora e crea immagini intermedie a 32 bit. Infatti, per poter leggere su IRIS un FIT di ISIS, devo prima convertirlo da 32 a 16 bit. C'e' anche una apposita opzione che fa il "rescale", cioe' una compressione basata sul valore massimo (per rientrare nel range dei 16 bit "signed").

A quante cose bisogna stare attenti! Meno male che ho il vostro supporto...

Paolo
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