Fotometria ja tietotekniikka

[jmantyla]

Tähtinörtit huom! Olisiko mahdollista kehittää web-pohjaista softaa, jolla mitata tähtien kirkkauksia?

Pähkäilin taannoin Ag Pegasin kirkkautta, ja tein summittaisen arvion kirkkaudesta Uranometria-kirjan avulla. Näin arvioimalla pääsee +-0,5-1 magnitudin tarkkuuteen, eli epätarkkuus on melkoinen. Suuri osa muuttuvusta tähdistä jää haarukan ulkopuolelle, ja alle 10 mag tähtiä Uranometriassa ei ole.

Tarkoitan softaa, johon syötettäisiin kuva ja siihen merkittäisiin muutaman näkyvän tähden magnitudi. Ei kai olisi ylivoimaista matikkaa laskea muiden kuvassa olevien tähtien magnitudit?

Jos tällainen softa olisi mahdollinen, sille luulisi löytyvän rahoittajiakin? Olisihan tähtitieteen kannalta tärkeää, että fotometrisiä mittauksia pääsisivät tekemään harrastajat. Meillähän on aikaa tutkia kohteita, joihin ammattilaisten aika riitä.

Jorma M.
Kangasala

[naavis]

AAVSO tarjoaa jo vähän tämänkaltaista palvelua, mutta maksua vastaan: https://www.aavso.org/vphot

Täsmällisten tulosten saaminen ei kuitenkaan ole ihan yksioikoista. Mieluiten kuvien tulisi olla otettu fotometristen filtterien läpi, ja kuvat pitää kalibroida tarkasti. Muiden filtterien läpi tulokset ovat todennäköisesti oikeansuuntaisia, mutta vaihtelevat vähän tähden värin ja valitun filtterin mukaan. Ihan mistä tahansa tusinakuvista tähtien kirkkauksia ei voi luotettavasti arvioida.

Jos softan ei ole pakko olla web-pohjainen, kaikenlaisia vaihtoehtoja löytyy varmasti lisää.

[einari]

Naavis ehti ensin ja tuota AAVSO:n palvelua olin kanssa tarjoamassa (pitää vaan jäsen olla).
Itse aikoinaan käyttelin FotoDiffiä ja sain ihan oikean näköistä käppyrää eksoplaneetoista:
http://foorumi.avaruus.fi/index.php?topic=12771.msg120732#msg120732

[kvahlman]

Jos tällainen softa olisi mahdollinen, sille luulisi löytyvän rahoittajiakin?

Onhan se toki mahdollinen, eihän toki web ole muuta kuin yksi UI-tekniikka muiden joukossa. Hyvä esimerkki on astrometry.netin "solvauspalvelu", siihen ei lienisi aivan järjetön urakka yhdistää tähtikatalogin avulla nypättyjä referenssimagnitudeja ja apertuurilaskuja. Laskeminen ei kuitenkaan ole se ongelma.

Olisihan tähtitieteen kannalta tärkeää, että fotometrisiä mittauksia pääsisivät tekemään harrastajat. Meillähän on aikaa tutkia kohteita, joihin ammattilaisten aika riitä.

Rahoitusta sen sijaan epäilen vähän, koska aivan välttämättä havaintojen laatu heittäisi huomattavan paljon eikä jälkeenpäin olisi juurikaan mahdollisuuksia arvioida että miten paljon. Olen tässä yrittänyt testailla järkkärillä fotometrian tekemistä ja aika tosissaan saa yrittää että pääsee edes kohtuulliseen laatuun havainnoissa. Sitten jos ne tekeekin "puolihuolimattomasti" otetuista, ehkä puolivillaisesti kalibroiduista tai peräti suoraan jpeg-kuvista niin havaintojen laatu tuskin mahdollistaisi minkäänlaisten tieteellisten tutkimusten pohjaamista niihin.

Ei sillä, maailmalla tapahtuu kyllä käsittääkseni paljonkin amatöörihavainnointia jolla on tieteellistäkin arvoa ja tunnustusta tiedepiireistä päin. AAVSO ja muut ohjelmat osoituksena tästä. Tuloksiakin kerätään moneen paikkaan, esimerkkinä vaikka TRESCA johon voi lähettää eksoplaneettahavaintoja. Laadukkaan havainnon tekemiseen kuitenkin vaaditaan aikaa ja kunnon kalibroinnit, ja silloin alkaa olla jo melko sama tehdä fotometriakin samalla (esim. astroimagej:llä voi tehdä kaiken kalibroinnista mittauksiin).

Eli omana mielipiteenäni lausuisin että mahdollista, mutta ei välttämättä kannattavaa edes tieteellisestä näkökulmasta.

[VeikkoM]

Täsmällisten tulosten saaminen ei kuitenkaan ole ihan yksioikoista. Mieluiten kuvien tulisi olla otettu fotometristen filtterien läpi, ja kuvat pitää kalibroida tarkasti. Muiden filtterien läpi tulokset ovat todennäköisesti oikeansuuntaisia, mutta vaihtelevat vähän tähden värin ja valitun filtterin mukaan. Ihan mistä tahansa tusinakuvista tähtien kirkkauksia ei voi luotettavasti arvioida.
Jos softan ei ole pakko olla web-pohjainen, kaikenlaisia vaihtoehtoja löytyy varmasti lisää.

Fotometriset suotimet eivät käsittääkseni ole tarpeen. Toki monet asiat pitää on muuten kunnossa.  Kameran lineaarisuusalue pitää tuntea ja valita valotusarvot sen mukaan. Kuvia pitää ottaa sarjoina signaali-kohinasuhteen parantamiseksi. On syytä käyttää RAW-formaattia. Flatit pitää olla kunnossa. Aivan kuten CCD-kameroillakin kuvatessa. 

Eli, juuri mitä edellä sanottiin, puolivillaiset yksittäiset JPG-kuvat eivät tieteellisin havaintoihin oikein kelpaa. Omaksi ilokseen niitä varmaankin voi mittailla.

Suhteellista fotometriaa voidaan tehdä ilman filttereitä. Siinähän tavoitteena on muutoksien seuranta, ei absoluuttiset kirkkausarvot. Jotkut softat osaavat jopa laskea kameran Bayer-maskin avulla väriarvot.

Käsittääkseni esim. MaximDL-ohjelmaa voidaan käyttää digikamerafotometriassa.

[VeikkoM]

Tämä dokumentti:
https://www.aavso.org/dslr-observing-manual
voi olla tutustumisen arvoinen.

[naavis]

Jos halutaan saada fotometristen suotimien kanssa vertailukelpoista dataa, mittaukset täytyy joko tehdä fotometrisilla suotimilla tai mittaustulokset järkevästi muuntaa vertailukelpoiseen muotoon, mikä yleensä vaatii joko empiirisiä kalibrointimittauksia tai ennakkotietoa käytetyistä suotimista. Linkkaamassasi AAVSOn oppaassa kohta 6.2 käsittelee juurikin tätä aihetta.

Millä tahansa suotimilla voi toki mitata esimerkiksi tähtien kirkkausmuutosten ajoituksia, mutta muutosten mittakaava riippuu mm. mitattavien tähtien väristä ja käytetystä suotimesta.