PROCEDURE ED ALGORITMI DI ASTRONOMIA - FOTOMETRIA AUTOMATICA DI ASTEROIDI CON IRIS ver. 5.41- © R. Calanca, 2007

 

Rodolfo Calanca

 

PROCEDURA PER LA FOTOMETRIA AUTOMATICA DI ASTEROIDI CON IRIS 5.41 – CON ESEMPIO

 

Per illustrare questa procedura, utilizzo, come esempio, 60 immagini di 39 LAETITIA realizzate da Valentino Luppi e Gilberto Forni all’Osservatorio di S. Giovanni Persiceto il 14 dicembre 2006.  Le immagini dell’asteroide saranno già state pretrattate, e quindi i file che useremo saranno dei FITS calibrati (tramite l’applicazione del bias, dark e flat field).

 

Il campo dell’asteroide 39 Laetitia la notte del 14 dicembre ripreso da Valentino Luppi e Gilberto Forni all’Osservatorio di S. Giovanni Persiceto (BO).

Le stelle di confronto per laFotometria d’apertura sono indicate con i numeri 1 e 2. Le immagini sono state leggermente sfocate, offrono perciò un’area maggiore di

misura che migliora la qualità fotometrica necessaria per un'accurata curva di luce.

 

 

        Operazione di messa a registro delle immagini. Caricare la prima immagine (39-laetitia1.fit) e delimitare un’area quadrata intorno ad una stella (non sull’asteroide!). Quindi entrare in: >PROCESSING > STELLAR REGISTRATION ed inserire le informazioni richieste. IRIS genera una sequenza di immagini lae1; …; lae90, allineate.

 

Con il tasto sinistro del mouse si delimita una zona quadrata o rettangolare Intorno ad una stella

(non intorno all’asteroide!). La zona delimitata deve essere ampia (anche 300x300 pixel) per compensare

l’eventuale shiftaggio delle immagini.

 

In STELLAR REGISTRATION si compila l’intero

modulo, iniziando con il nome generico,

l’output ed il numero dei file.

 

 

        E’ opportuno controllare che l’allineamento delle 60 immagini dell’esempio sia realmente avvenuto, con la procedura: >VIEW >ANIMATE; se tutto è OK, si vedrà molto bene il moto dell’asteroide. IMPORTANTE: Mentre preparavo queste note, al punto n. 1 della procedura ho delimitato un’area troppo piccola (50x50) intorno alla stella e l’allineamento non è riuscito. Ho quindi allargato il quadrato fino a 300x300 pixel e, con quest’area, finalmente tutte le immagini si sono allineate.

 

Si controlli, con i comandi di animazione, se la

messa a registro di tutte le 60 immagini è realmente

 avvenuta.

 

  

 

        Calcolare lo spostamento in pixel dell’asteroide tra la prima e l’ultima immagine. Si rilevi il Giorno Giuliano corrispondente alla prima e dell’ultima immagine. Supponiamo di operare sui 60 file di immagini di 39 LAETITIA, prenderemo la prima e l’ultima immagine originale:

 

                                          > Load 39-laetitia60

                                          > Info                      à Giorno giuliano = 2454084.3948

                                         > load 39-laetitia1

                                         > info                      à Giorno giuliano = 2454084.3127

                                                                                                                       ___________

                                                                                          Differenza                       0.0821 giorni 

 

 

La somma della prima e dell’ultima immagine della serie mostra bene lo spostamento di 39 Laetitia. In COMMAND sono mostrati,

in successione, i comandi per la somma. Nel riquadro superiore di OUTPUT evidenzio in rosso lo spostamento sui due assi Dell’asteroide.

 

Per trovare lo spostamento dell’asteroide tra la prima e l’ultima immagine della sequenza:

 

> load lae1

> add lae60

> dist

 

Con il comando dist  si attiva l’invito a cliccare sulla prima e sulla seconda posizione di 39 LAETITA.

Nel riquadro appare:

                                       DX = 96.234

                                       DY = 5.575

 

Si calcola ora lo spostamento giornaliero di 39 LAETITIA:

 

VX = DX/DIFFERENZA = 96,234/0.0821 = 1172,156 pixel/giorno

VY = DY/DIFFERENZA = 5,575/0.0821 = 67,905 pixel/giorno

 

 

4.       ATTIVAZIONE DELLA PROCEDURA DI FOTOMETRIA AUTOMATICA.  Caricare la prima immagine allineata (lae1.fit), quindi entrare nel menù ANALYSIS, attivare il comando SELECT OBJECTS; apparirà il simbolo a “fiocco di neve”; selezionare, per primo, l’asteroide e, in successione, le stelle di confronto (in questo esempio ne ho scelte due). Ancora nel menù ANALYSIS, attivare il comando AUTOMATIC PHOTOMETRY, apparirà il seguente riquadro:

 

E’ fondamentale compilare tutta la maschera, come qui sopra indicato. Nel nostro caso, Input generic name è il file generico laeNumber è il numero delle immagini (60), il file di uscita (output data file) è fotom.dat. Attiviamo anche l’uscita in magnitudini relative (magnitude output, con la quale, nel file fotom.dat le magnitudine relative sono calcolate con la formula:

m = -2.5 log (I)).

Con #1, abbiamo le coordinate di LAETITIA; #2 e #3, quelle delle stelle di confronto. Si noti che è indispensabile inserire i valori VX e VY, calcolati al punto 3.

Si dovrà anche selezionare la voce: Aperture photometry e si dovrà anche compilare ogni campo indicato con Radius. I valori dei campi (20; 25; 32), non sono stati scelti a caso. Il più importante è il radius 1, che circoscrive l’immagine dell’oggetto da misurare, esso non deve essere troppo piccolo, altrimenti si rischia di perdere una parte della luce dell’oggetto (si vedano anche le importantissime considerazioni al punto 6).

 

 

L’output fornisce la media (mean) = 0.7796; e lo scarto (deviation) = 0.0993.

Il file fondamentale è FOTOM.dat, nel quale abbiamo: 1° colonna = Giorno Giuliano; 2° colonna = magnitudine strumentale di LAETITIA, le altre due colonne contengono le magnitudini strumentali delle stelle di confronto.

 

5.       La curva fotometrica di LAETITIA si può costruire con l’ausilio di due file: DELTA.dat, il quale dà, però, in ascissa, un semplice numero crescente; il secondo file è DELTA2.dat, nel quale invece è riportato il giorno giuliano e la differenza di magnitudine tra l’asteroide e le stelle di confronto. Personalmente preferisco usare quest’ultimo file. Si utilizzi EXCEL per tracciare il grafico della curva di luce.

 

Grafico della parte di curva di luce ottenuta con le 60 riprese eseguite da Luppi e Forni. Ho utilizzato il file DELTA2.dat, ma ho

soppresso, per ragioni di visualizzazione, la parte intera del Giorno Giuliano. La curva mostra che 39 LAETITIA, in due ore, aumenta di

luminosità di circa 0,25 magnitudini.

 

        MOLTO IMPORTANTE: E’ necessario verificare la qualità delle stime di magnitudine attraverso le variazioni dello scarto tipico (deviation), ripetendo il passo 4: si dovrà variare il raggio del cerchio interno di misura (radius 1). Ripetendo ogni volta la procedura 4, si può costruire la seguente tabella:

 

 

Raggio interno

(radius 1)

Scarto tipico

(deviation)

14 pixel

0.0986

15 pixel

0.0994

17 pixel

0.1000

19 pixel

0.1013

20 pixel

0.0993

23 pixel

0.1043

 

 Appurato che lo scarto tipico minore corrisponde ad un raggio di 14 pixel, sarà questo il valore del radius 1 che utilizzeremo per raffinare la costruzione della curva di luce. RICORDARE CHE LA SCELTA DI UNA CORRETTA DIMENSIONE DEL CERCHIO DI MISURA INTERNO MIGLIORA LA PRECISIONE DELLA CURVA FOTOMETRICA.

 

 

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