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Sirio e Aldebaran

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

Messaggioda tonyven » 30 gen 2019, 18:40

Come suggeritomi dal mitico Paolo eccomi qui a intraprendere un nuovo argomento.Ho acquisito lo spettro di Sirio e Aldebaran nella stessa serata.Vorrei usare Sirio come riferimento e Aldebaran come target. Però già dall'acquisizione degli spettri mi sembra di notare che c'è qualcosa che non va.Ho dovuto diaframmare il tele per non saturare i frame, però mi sà che ho sbagliato i tempi di acquisizione.Vi posto tutte e due i spettri e Sirio calibrata in formato spc per chi vuole elaborarli
Sirio
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Aldebaran
aldebaran-010.zip
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Sirio calibrata
sirio-018cal.zip
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rispostasirio
rispostasirio.zip
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Non so se lo spettro di Sirio è proprio così oppure dipende dall'acquisizione.Che ne pensate?
Il profilo di Sirio mi sta dando del filo da torcere! Questo è l'8 frame che provo a elaborare
tonyven
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Messaggioda Paolo » 31 gen 2019, 14:07

Ciao Tonino, il problema principale e' che lo spettro di Sirio risulta deformato in un singolo frame. E' una stella troppo luminosa e costringe ad impiegare tempi di posa brevissimi che "congelano" i filtraggi casuali dovuti alle masse d'aria turbolente.

La scintillazione atmosferica, che puoi apprezzare anche ad occhio nudo osservando le stelle, e' un fenomeno che ha impatti negativi sia in ambito fotometrico che spettroscopico e i suoi effetti vanno opportunamente minimizzati. In caso contrario introduci grandi errori nelle misure.

La turbolenza atmosferica che miscela masse d'aria a diversa temperatura (e diverso indice di rifrazione) in pratica fa variare continuamente e rapidamente (per fortuna!) la quantita' del flusso luminoso che entra nel telescopio. Non solo, anche il colore, ovvero il contenuto spettrale, varia rapidamente nel tempo.

In questi casi, come si dice, un'immagine vale piu' di mille parole. Grazie ad una osservazione del nostro Max che ha condiviso tempo fa, posso mostrarti l'effetto della scintillazione sugli spettri di Sirio. Max ha prodotto un video in formato AVI da cui ho estratto una serie di frame. L'ultimo in basso e' la media di un centinaio di essi. Con Astroart ho estratto alcuni profili di intensita' (non sono spettri calibrati in lunghezza d'onda e le intensita' sono ridotte nella gamma 0-255 essendo immagini a 8 bit).

Sirio_SA100_test.jpg

Cosa si evince da questo lavoro, osservando gli spettri oppure i relativi profili di intensita'? Salta subito all'occhio che il continuo e' andato a farsi friggere! E' infatti instabile nel tempo, variando sia di intensita' generale (poco male) che di colore (un bel guaio!). Presi singolarmente, ognuno di questi spettri produrrebbe una curva di risposta completamente diversa. In queste condizioni Sirio e' proprio una cattiva "stella di riferimento"!

Le variazioni nella controparte ottica non si apprezzano osservando l'ordine zero perche' l'immagine e' saturata e riprodotta in bianco e nero. Gli effetti della turbolenza atmosferica sono pero' ben visibili in questa immagine presa con una reflex digitale tenuta a mano. Ho volutamente mosso l'inquadratura intorno a Sirio che ha lasciato una traccia variegata sia nell'intensita' che nel colore. Puoi immaginare che gli spettri sopra sono stati presi nei vari momenti in cui Sirio cambiava il colore e l'intensita'.

Sirio_EOS.jpg

Per nostra fortuna abbiamo una soluzione al problema: fare la media di un numero molto grande di immagini. E' una questione di statistica, la media porta ad uno spettro corretto. Come puoi vedere nella prima immagine, in basso c'e' lo spettro risultante con il relativo profilo. Chi ha un po' di esperienza nota subito che ha un "look" molto migliore!

Il singolo frame di Sirio che hai postato quindi non va bene. Il continuo e' sicuramente alterato, di conseguenza non riusciresti a calibrare correttamente gli altri spettri che hai preso nella stessa sessione osservativa. Fare la somma/media degli spettri di Sirio e' il minimo indispensabile. Dico minimo perche' Sirio in se' e' inadatto a svolgere il compito di stella di riferimento. Troppo luminoso, troppo basso sull'orizzonte (la sua luce attraversa una zona piu' spessa di atmosfera)... il mix peggiore! Per stare veramente al sicuro dovresti mediare non meno di 50 frame.

Quando ti ricapita, osserva stelle meno luminose e, se comunque brillanti, prendi tanti frame. Una stella debole invece, che ad esempio richiede 60 sec di posa per ottenere uno spettro max 40000 ADU, non crea alcun problema perche' gli effetti della turbolenza atmosferica saranno automaticamente mediati (cioe' corretti) durante l'integrazione. In casi del genere potrebbe bastare anche un solo frame.

Ora l'obiettivo e' quello di imparare a combinare vari frame dello stesso soggetto (allineamento e media/somma). E' fondamentale per soggetti luminosi ma risultera' sempre utile, anche per quelli molto deboli. Vedrai infati che e' sempre conveniente suddividere una lunga esposizione in un certo numero di pose di durata minore.

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Messaggioda tonyven » 31 gen 2019, 19:33

Benissimo Paolo grazie. Quindi da quello che ho capito non conviene prendere stelle troppo basse e tantomeno troppo luminose.La prossima volta che acquisisco vedrò di cercare tra le stelle proposte nel manuale dello SA100. Per quanto riguarda la somma/media delle singole pose vedrò di imparare Registax o anche Maxim che mi pare abbia questa possibilità. Per caso Astroart fà anche la somma media delle singole pose ? Ne stavo valutando l'acquisto
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Messaggioda umberto » 1 feb 2019, 0:53

Grazie Paolo per questa tua esplicita dimostrazione sugli effetti negativi della scintillazione. Nella dimostrazione si nota la modifica del continuo dello spettro e nello stesso tempo la difficoltà nell'identificare le misure d'intensità e di lunghezza d'onda.
L'inconveniente rende quindi il profilo spettrale della stella non adatto per l'estrazione di una curva di risposta che sia idonea al processo per l'identificazione del profilo finale del target d'interesse.
Noto che questo inconveniente viene raramente o quasi mai preso in considerazione nei trattati di spettroscopia e di fotometria.
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Messaggioda Max » 1 feb 2019, 8:27

Un lavoro eccezionale Paolo, questo ultimo post poi è stato di fondamentale importanza da tenere sempre presente durante le acquisizioni e la scelta della stella di riferimento. Grazie.
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Messaggioda Paolo » 1 feb 2019, 12:32

Hai ragione Umberto. Il fatto e' che, giustamente, si comincia sempre con soggetti molto luminosi, quindi l'inconveniente e' sempre in agguato. Naturalmente dai primi spettri non si richiede una elevata precisione, ci mancherebbe, servono per fare esperienza. Pero', quando gli effetti sullo spettro sono "devastanti" come il caso di Sirio, il neofita rischia seriamente di confondersi.

Max, grazie a te per aver condiviso l'utilissimo video dello spettro di Sirio!

Per caso Astroart fà anche la somma media delle singole pose ? Ne stavo valutando l'acquisto

Certamente Tonino, ma anche tantissime altre cose. Tra queste ci sono diverse funzionalita' specifiche per la spettroscopia.

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Messaggioda tonyven » 1 feb 2019, 18:07

Nel frattempo che mi decido a prendere Astroart ho provato ugualmente a elaborare Sirio. Vi posto i file così potete vedere.Non posto i zip perchè già fatto

Sirio calibrata
siriocal.jpg


Risposta
rispostasirio.jpg


Sirio calibrata e corretta
siriocalcor.jpg
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Messaggioda umberto » 1 feb 2019, 22:18

Complimenti Tonino, considerando di aver processato un solo frame, il profilo ottenuto è soddisfacente.Umberto
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Messaggioda tonyven » 2 feb 2019, 13:24

Ciao Umberto.Ho acquistato Astroart.Sto aspettando il link per installarlo.Meno male che c'è la guida in italiano così non vi disturberò molto.Vorrei imparare bene ad allineare e combinare bene le immagini per avere uno spettro decente.
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Messaggioda tonyven » 5 feb 2019, 23:07

Finalmente è arrivato Astroart, con guida in italiano. Non è stato per niente difficile iniziare le operazioni di allineamento dello spettro di Sirio e Aldebaran acquisiti nella stessa serata.Ho estratto i profili delle due stelle usando Sirio come stella di riferimento e Aldebaran come stella target attenendomi al tutorial gentilmente trascritto da Paolo.Vi posto i profili estratti.Ogni commento e critica è sempre ben accetta.
Saluti Tonino

Profilo Sirio
siriocal.jpg

Spettro 2D
spettro2DSirio.jpg
spettro2DSirio.jpg (3.47 KiB) Osservato 121 volte


Profilo Aldebaran
aldebarancalcor.jpg

Spettro 2D
spettroAldebaran2D.jpg
spettroAldebaran2D.jpg (3.48 KiB) Osservato 121 volte
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Messaggioda Paolo » 5 feb 2019, 23:44

Bravissimo Tonino!

Un piccolo consiglio per allineare in Astroart i due spettri (stella di riferimento e target) con la massima precisione.

Mi aiuto come al solito con un esempio. Abbiamo due spettri, stella di riferimento e target, che sono ognuno la media (o somma) di un certo numero di frame. Significa quindi che hai gia' allineato e combinato i singoli frame per ogni soggetto.

Li apri entrambi in Astroart. Con il mouse passi sull'ordine zero della stella di riferimento fino a che il cursore diventa un box quadrato all'interno di una croce. Click con il tasto sx del mouse. L'ordine zero viene marcato con una X arancione. Con i comandi di menu Visualizza -> Stelle si apre una piccola finestra con una tabella in cui trovi nelle prime colonne le coordinate precise dell'immagine stellare: Xc e Yc. Annota il valore che leggi in Xc (Yc non ci interessa). Nel nostro esempio Xc della stella di riferimento vale 114.29.

Ripeti la stessa cosa per lo spettro del target (qui una supernova). Annota Xc che qui vale 231.79.

misura_x.jpg

Per "rifasare" i due spettri, applica una traslazione a quello della stella di riferimento, pari alla differenza tra i due valori: 231.79 - 114.29 = 117.5. Il comando per traslare si richiama dal menu Immagine -> Trasla.

shift_x.jpg

Salva lo spettro della stella di riferimento. Adesso puoi calibrare in lunghezza d'onda lo spettro del target usando le righe di Balmer della stella di riferimento (abbiamo visto in precedenza come si fa in VSpec).

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Messaggioda tonyven » 6 feb 2019, 20:06

Ciao Paolo.Mi succede una cosa strana.Con Sirio una volta centrato l'ordine 0 viene fuori il cursore quadrato e cliccando viene la croce arancione. Quando provo invece con Aldebaran non fà nulla.
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Messaggioda umberto » 6 feb 2019, 20:20

Tonino, prova ad attenuare la luminosità di Aldebaran forse il crocicchio rosso apparirà.Umberto
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Messaggioda Paolo » 6 feb 2019, 21:32

Per non complicare troppo volevo fare un passetto alla volta. Sei incappato forse nel problema descritto sotto nel punto 1. Credo per la bassa dinamica della tua QHY, con la 314L+ dovrebbe accadere molto di rado (e mai con stelle meno luminose).

Di seguito descrivo due limiti all'efficiacia della procedura di allineamento che ho suggerito nel topic precedente:

1 - saturazione dell'immagine di ordine zero. Capita di frequente che l'ordine zero raggiunga la saturazione per l'eccessiva luce accumulata. Puo' saturare solo il centro oppure una zona piu' ampia, specie con camere che hanno poca dinamica. Nei casi peggiori (una "macchia" di luce completamente saturata), il software potrebbe non essere in grado di calcolare il baricentro. In questi casi, passando con il mouse sulla stella, il cursore non cambia forma. Qui non c'e' nulla da fare se non posizionare ad occhio il cursore nel centro della macchia e leggere nella barra di stato in basso il valore (intero) della coordinata X. La precisione ovviamente e' ridotta.

2 - eccessiva distanza fra le immagini di ordine zero. Vuol dire in pratica che gli spettri non occupano nel frame la stessa posizione. Stiamo supponendo che lo spettro occupi una porzione ridotta del frame (non e' il tuo caso con la QHY ma potrebbe diventarlo con la nuova camera). Qui entrano in gioco le distorsioni ottiche. Lo spettro dello stesso soggetto, posizionato verso il bordo sinistro del frame oppure verso il destro, non sarebbe identico. Ad esempio la distanza in pixel tra le righe h-alfa e h-beta nei due casi potrebbe cambiare. Puoi anche "rifasare" i due spettri mediante una traslazione di uno rispetto all'altro fino a far coincidere l'ordine zero, tuttavia il problema resta e si traduce in una non perfetta calibrazione in lunghezza d'onda dello spettro del target.

In fase di ripresa quindi bisogna cercare di piazzare gli spettri dei soggetti che osserviamo (es. l'ordine zero) sempre nello stesso punto del frame. Non dico nello stesso pixel (sarebbe veramente difficile) ma e' bene non allontanarsi oltre i 30-40 pixel. Qui un esempio pratico:

download/file.php?id=11281&mode=view

Usando un ottica di guida in parallelo, e' semplicissimo con Astroart piazzare correttamente nel frame tutti gli spettri. Nella finestra di guida infatti puoi impostare le coordinate del sensore (di guida) in cui collocare le varie stelle che intendi osservare. Usando le stesse per ogni soggetto, ritrovi tutti gli spettri (ordine zero) nello stesso punto del frame con una precisione di solo qualche pixel.

download/file.php?id=11312&mode=view

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