Fotometria CCD conceptos basicos

[cometas]

En un principio las camaras CCD fueron mas apreciadas por su buen comportamiento fotometrico que raya lo increible , que como instrumentos para capturar imagenes.

Hoy han mejorado sustancialmente en lo que se refiere a lograr imagenes de alta calidad , y todo ello sin perder un apice de su capacidad fotometrica .


Un chip CCD tiene la virtud de que tiene una respuesta lineal a la luz que le incide .
Vamos a simplificar , imaginemos que solo tenemos la camara ccd sin optica ninguna ,tan solo con un difusor de luz encima y colocada en una habitacion donde tenemos una fuente de luz de la cual podemos conocer su potencia de emision .

Pongamos que encedemos nuestra bombilla a una potencia 10

hacemos una exposicion de 1 segundo en nuestra CCD y obtenemos una imagen gris y uniforme con un numero de cuentas o adus en cada uno de los pixel de por ejemplo 1000 .
lo primero que nos llamara la antencion es que todos los pixel (excaptuando unos pocos defectuosos ) se comportaron de la misma forma y proporcionaron un valor de 1000 con una exactitud realmente asombrosa.
Incluso estas pequeñas diferencias entre la respuesta de cada pixel se puede compensar con la utilizacion de un Flat

Tanto si exponemos el doble de tiempo con la potencia luminica aneterior como si subimos la potencia de la fuente luminosa al doble usando el tiempo anterior , el resultado sera el mismo y tambien obtendremos un valor de cuentas o ADUS del doble es decir 2000

Dicho de otro modo el numero de cuentas o ADUS es proporcional a la cantidad de luz que incide sobre nuestra camara CCD , Es proporcional al tiempo que estemos expuestos a esa luz , y es proprcional a la potencia de la misma .


Continuara.......

[cromn]

Muchas gracias Cometas.

[cometas]

De nada

Sigo

Llegara un momento que al exponer mas tiempo la respuesta dejara de ser lineal , y ese es el punto que no deberemos rebasar a la hora de hacer nuestras medidas fotometricas.

Ese punto pueden ser 25.000 , 30.000 o 65.000 cuentas u otro valor intermedio ,Pero es importante conocerlo.

Ahora que hemos visto como se comporta una CCD en casa , vamos con un ejemplo mas real

Tenemos una estrella no variable por ejemplo vega

Exponemos 1 segundo y obtenemos una mancha redonda fruto de la luz que se ha acumulado de vega

ahora medimos el valor de cuentas de topos los pixels que creemos que han recibido la luz de vega y obtenemos un valor determinado .Por desgracia este valor , aunque usemos siempre el mismo tiempo de exposicion , ira variando con el tiempo , devido a variaciones de nuestro cielo turbulencia , transparencia , altura de la estrella sobre el horizonte etc .

Esto ya nos presupone un problema pues no podemos convertir directamente un numero de cuentas o adus en un valor de magnitug por mucho que usemos siempre el mismo tiempo de exposicion , pues nuestra atmosfera cambia de condiciones de forma muy rapida.

Un programa fotometrico hace algo un poco mas complicado

Primero extrae las cuentas que corresponden a cada estrela de la imagen , y segundo gracias a un catalogo estelar con las magnitudes conocidas se les asigna una magnitud .

Tambien mide que valor de cuentas proporciona el fondo de cielo

El programa se las apaña para encontrar un algortitmo que sea capaz de correlacionar el numero de cuentas recibido de cada estrella con su magnitud de catalogo asignada , debe ser el mismo calculo para todas las estrellas de las cuales se conoce la magnitud de catalogo. Frecuentemente el programa debe descartar alguna estrela catalogaga pues su magnitud con este calculo no se corresponde con lo esperado.

Una vez el programa consigue encontrar una realcion entre las cuentas y las magnitudes , ya es capaz de poder calcular la magnitud de cualquier objeto presente en esa imagen del cual no conocemos su magnitud por ningun catalogo . Demonos cuenta , que el programa fotometrico realizara un nueva correspondecia para cada nueva imagen efectuada aunque esta tenga el mismo tiempo de exposicion. Simplemente las condicones de cielo pueden haber cambiado.

[cometas]

Fotometria diferencial

Este tipo de fotometria difiere de la anterior en que no se pretende conocer la magnitud real de ninguno de los cuerpos implicados , sino tan solo saber que diferencias de magnitud hay entre ellos .
Al no requerir un catalogo con magnitudes conocidas este sistema elimina de entrada los errores que pueda contener este catalogo . Es el sistema con el que mayor precision obtendremos. Llegando incluso a conseguir una precision de unas pocas milesimas de magnitud.

Este metodo se utiliza para medir los cambios de brillo que se producen en un asteroide segun sea la cara que nos muestra y permite asi calcular el periodo de rotacion del mismo, tambien se usa para transitos de exoplanetas.

Es este tipo de fotometria se mira como varian las cuentas de una estrella no variable a lo largo de la noche y se comparan con las variaciones que se producen en el objeto que realmente queremos estudiar como varia , de esta forma podemos saber cuando las variaciones son reales y cuando son solo fruto de la atmosfera.

[juanjgon]

Muchas gracias por las explicaciones ... me ha fascinado sobre todo lo que cuentas sobre la medicion de la rotacion de asteroides y mas aun las variaciones de luminosidad de los exoplanetas

¿Es posible hacer mediciones tan precisas con instrumentos de aficionado?, vamos, con un equipo asi como el tuyo ...

Un saludo,
Juanjo

[cometas]

Si es posible en mi web hay algun ejemplo,de algunos transitos de exoplanetas que he podido observar
ademas para exoplanetas normalmente sobra telescopio .

Solo es necesario un telescopio que puede ser incluso un refractor de 70mm y una CCD para cielo profundo,e ilusion por intentarlo.


http://astrosurf.com/cometas/extrasolares/tres-1b.htm
http://astrosurf.com/cometas/extrasolar ... olares.htm

[mack]

Creo que esto abrirá el interés a muchos foreros...

Solo es necesario un telescopio que puede ser incluso un refractor de 70mm y una CCD para cielo profundo,e ilusion por intentarlo.

[jahensan]

Espero que este hilo ayude a aclarar muchas dudas a mucha gente...

Matemáticamente es un problema de regresión...

La única cuestíon que puede complicar el problema es la fiabilidad del catálogo, o la construcción de la ecuación que permita estimar la magnitud en función de las cuentas, se puede ver muy comprometida.

Edito: Elimino la referencia al LAIA

Saludos