Fotometria: cosa e come?

Emmanuele Sordini

Ciao a tutti,
mi piacerebbe muovere qualche passo nel mondo della fotometria, soprattutto per quanto riguarda le stelle: all'inizio, semplici variabili, dato che per oggetti tipo pianeti extrasolari servono precisioni di misura che richiedono una notevole abilita'. Dal punto di vista dell'attrezzatura, sono messo piuttosto bene in quanto a telescopi e sensori (CCD), mentre non altrettanto si puo' dire del reparto "filtri".

So ad esempio che per la fotometria di stelle e' (in alcuni casi) necessario comprarsi un set di filtri UBVRI. Ora, siccome la mia conoscenza in questo settore e' assai modesta, vi chiedo:

1) Quali tipi di fotometria si possono fare con e senza filtri?

2) Esistono dei set di filtri UBVRI relativamente a buon mercato? Tutti quelli che ho visto costano delle fucilate...

Grazie,

vaelgran

Ciao Emmanuele, ti segnalo questo link che ti potrebbe essere utile:

http://www.grav.it/

anch'io mi sono sempre ripromesso di eseguire qualche misura su stelle variabili ma non l'ho mai fatto; se ci sentiamo magari possiamo con i ns/ strumenti "fare" qualcosa e poi confrontarla (tanto per scambiare qualche opinione).

Tienimi informato sui tuoi sviluppi.

Ciao

vaelgran

Scusate se sono andato fuori OT

D. Gasparri

Ciao Emmanuele,
ti rispondo brevemente.
Sostanzialmente la scelta (eventuale) dei filtri dipende da che tipo di fotometria vuoi fare.
Se ti vuoi dedicare alla stima delle luminosità stellari, allora ti serve un set di filtri fotometrici.
Se vuoi, come mi sembra di capire, studiare le variabili, allora non è necessario un filtro fotometrico, almeno per le prime osservazioni, in quanto si preferisce fare fotometria differenziale, ovvero si confronta la variazione della luminosità della stella rispetto ad altre, non variabili, nello stesso campo.
L'uso di filtri serve ad aumentare la precisione e/o la validità dei dati. Io mi sono trovato molto bene con un passa infrarosso da 700 nm e non ho mai sentito la necessità di acquistare un filtro fotometrico, ma mi dedico alla ricerca di pianeti extrasolari, per i quali non sono necessarie stime della magnitudine.
Se intendi darti alla ricerca di variabili o comunque devi acquistare un filtro, allora ti consiglio un fotometrico R, ottimo per migliorare la precisione dei dati e fare stime di magnitudine conoscendo le stelle del campo di cui fai fotometria differenziale. La stima della magnitudine ti serve per acquisire credibilità qualora dovessi scoprirne una nuova, tutto qui.
Non ti serve altro, se non un po' di pazienza, ma non credere che sia difficile. Io la prima volta che ho provato a fare fotometria l'ho fatto su un transito planetario da 1,5 centesimi di magnitudine di profondità e ci sono riuscito. Se hai la giusta strumentazione e segui una giusta tecnica (più semplice che riprendere una buona immagine deep), allora avrai ottimi risultati sin da subito.

EDIT: qui trovi una mia vecchia relazione sul transito di un pianeta extrasolare. Magari puoi trovare spunti sulla tecnica da seguire e sulla strumentazione:
http://www.lezionidiastronomia.it/ricer ... sparri.pdf

DarkStar

D. Gasparri ha scritto:

Ciao Emmanuele,
ti rispondo brevemente.
Sostanzialmente la scelta (eventuale) dei filtri dipende da che tipo di fotometria vuoi fare.
Se ti vuoi dedicare alla stima delle luminosità stellari, allora ti serve un set di filtri fotometrici.
Se vuoi, come mi sembra di capire, studiare le variabili, allora non è necessario un filtro fotometrico, almeno per le prime osservazioni, in quanto si preferisce fare fotometria differenziale, ovvero si confronta la variazione della luminosità della stella rispetto ad altre, non variabili, nello stesso campo.
L'uso di filtri serve ad aumentare la precisione e/o la validità dei dati. Io mi sono trovato molto bene con un passa infrarosso da 700 nm e non ho mai sentito la necessità di acquistare un filtro fotometrico, ma mi dedico alla ricerca di pianeti extrasolari, per i quali non sono necessarie stime della magnitudine.
Se intendi darti alla ricerca di variabili o comunque devi acquistare un filtro, allora ti consiglio un fotometrico R, ottimo per migliorare la precisione dei dati e fare stime di magnitudine conoscendo le stelle del campo di cui fai fotometria differenziale. La stima della magnitudine ti serve per acquisire credibilità qualora dovessi scoprirne una nuova, tutto qui.
Non ti serve altro, se non un po' di pazienza, ma non credere che sia difficile. Io la prima volta che ho provato a fare fotometria l'ho fatto su un transito planetario da 1,5 centesimi di magnitudine di profondità e ci sono riuscito. Se hai la giusta strumentazione e segui una giusta tecnica (più semplice che riprendere una buona immagine deep), allora avrai ottimi risultati sin da subito.

EDIT: qui trovi una mia vecchia relazione sul transito di un pianeta extrasolare. Magari puoi trovare spunti sulla tecnica da seguire e sulla strumentazione:
http://www.lezionidiastronomia.it/ricer ... sparri.pdf

La cosa interessa molto anche me.

Che strumento è preferibile usare per questo tipo di ricerca? Io ho un C9 e un C6, per questioni di focale, peso, ecc.. preferirei iniziare con il secondo, o è meglio un Newton o un fifrattore?

D. Gasparri

Il tipo di strumento da usare dipende dalla precisione della montatura, dalla precisione che si vuole raggiungere, dalla camera CCD e da cosa si vuole studiare.
Per la fotometria differenziale, maggiore è il diametro maggiore è la precisione, a parità di altre condizioni, ovvero a parità di tempo d esposizione e di guida.
Le differenze tra un C9 e un C6 comunque non sono enormi, quindi se per questioni di peso e guida preferisci usare il secondo, usalo tranquillamente, magari accoppiato ad un riduttore di focale, per aumentare il campo e la precisione della guida, che dovrebbe essere perfetta per l'intera sessione fotometrica.
Per quanto riguarda gli strumenti adatti, non vi sono indicazioni particolari; diciamo solo che per lavori di precisione il diametro minimo dovrebbe essere di 10-12 centimetri, ma nulla vieta di usare strumenti anche di diametro inferiore.
L'unico accorgimento da prendere riguarda i Newton molto aperti, quando usati con sensori di generose dimensioni, nei quali la coma potrebbe dare qualche problema ai bordi del campo.
In generale, comunque, la qualità ottica dello strumento conta relativamente, anzi, una tecnica molto usata è il defocusing, ovvero l'acquisizione di immagini fotometriche fuori fuoco per aumentarne la precisione.

DarkStar

D. Gasparri ha scritto:

Il tipo di strumento da usare dipende dalla precisione della montatura, dalla precisione che si vuole raggiungere, dalla camera CCD e da cosa si vuole studiare.
Per la fotometria differenziale, maggiore è il diametro maggiore è la precisione, a parità di altre condizioni, ovvero a parità di tempo d esposizione e di guida.
Le differenze tra un C9 e un C6 comunque non sono enormi, quindi se per questioni di peso e guida preferisci usare il secondo, usalo tranquillamente, magari accoppiato ad un riduttore di focale, per aumentare il campo e la precisione della guida, che dovrebbe essere perfetta per l'intera sessione fotometrica.
Per quanto riguarda gli strumenti adatti, non vi sono indicazioni particolari; diciamo solo che per lavori di precisione il diametro minimo dovrebbe essere di 10-12 centimetri, ma nulla vieta di usare strumenti anche di diametro inferiore.
L'unico accorgimento da prendere riguarda i Newton molto aperti, quando usati con sensori di generose dimensioni, nei quali la coma potrebbe dare qualche problema ai bordi del campo.
In generale, comunque, la qualità ottica dello strumento conta relativamente, anzi, una tecnica molto usata è il defocusing, ovvero l'acquisizione di immagini fotometriche fuori fuoco per aumentarne la precisione.

Grazie mille!
Ho una Vixen SXD che regge molto bene il C9.25 solo che 2350 mm di focale anche ridotti non sono pochi da gestire, invece un C6 ridotto a F6.3 ha 900mm che sono abbastanza gestibili per un neofita come me in questo campo, almeno spero.

D. Gasparri

Allora vai con il C6 ridotto, è la scelta migliore e ti darà ottime soddisfazioni!

Emmanuele Sordini

Riesumo questo thread di qualche settimana dato che nel frattempo ho avuto qualche casino, e ringrazio Daniele per la risposta.

D. Gasparri ha scritto:

Se ti vuoi dedicare alla stima delle luminosità stellari, allora ti serve un set di filtri fotometrici.
Se vuoi, come mi sembra di capire, studiare le variabili, allora non è necessario un filtro fotometrico, almeno per le prime osservazioni, in quanto si preferisce fare fotometria differenziale, ovvero si confronta la variazione della luminosità della stella rispetto ad altre, non variabili, nello stesso campo.

Innanzitutto non so nemmeno esattamente io a che cosa dedicarmi :mrgreen:

e infatti l'apertura di questo thread aveva apposta un carattere "esplorativo". Comunque sì, forse qualche tentativo con stelle variabili tutto sommato potrebbe essere un buon punto di partenza.

D. Gasparri ha scritto:

L'uso di filtri serve ad aumentare la precisione e/o la validità dei dati. Io mi sono trovato molto bene con un passa infrarosso da 700 nm e non ho mai sentito la necessità di acquistare un filtro fotometrico, ma mi dedico alla ricerca di pianeti extrasolari, per i quali non sono necessarie stime della magnitudine.
Se intendi darti alla ricerca di variabili o comunque devi acquistare un filtro, allora ti consiglio un fotometrico R, ottimo per migliorare la precisione dei dati e fare stime di magnitudine conoscendo le stelle del campo di cui fai fotometria differenziale. La stima della magnitudine ti serve per acquisire credibilità qualora dovessi scoprirne una nuova, tutto qui.

Io possiedo già un RG695 per riprese planetarie, che forse potrei riciclare per fotometria; certo, immagino che un buon filtro R calibrato apposta per quelle applicazioni sia insostituibile. Questi filtri sono costosissimi e io non ho mai capito il perché (ma probabilmente un vero e plausibile perché non c'è nemmeno...).

D. Gasparri ha scritto:

Non ti serve altro, se non un po' di pazienza, ma non credere che sia difficile. Io la prima volta che ho provato a fare fotometria l'ho fatto su un transito planetario da 1,5 centesimi di magnitudine di profondità e ci sono riuscito. Se hai la giusta strumentazione e segui una giusta tecnica (più semplice che riprendere una buona immagine deep), allora avrai ottimi risultati sin da subito.

Boh su questo ho qualche dubbio: l'ottenimento di buone stime di magnitudine richiede il rispetto di un protocollo preciso richiede molta applicazione, pazienza e il rischio di sbagliare è abbastanza facile. Magari potrebbe essere d'aiuto quello di costruirsi una libreria di dark frame, dato che possiedo un CCD termostatato. La cosa potrebbe venirmi bene pure per applicazioni deep-sky, salvo il fatto che immagino che le pose medie in fotometria siano ben più brevi dato che le stelle saturano molto velocemente e che il CCD in mio possesso non ha l'antiblooming.

A proposito: secondo te con che lunghezza focali/strumenti è meglio operare, soprattutto all'inizio? Io posso raggiungere quasi tutti i valori tra 600 e 7500 mm, tra f/7 e f/25 :mrgreen:

, e il mio CCD ha un'area di 10 x 15 mm...

ras-algehu

Emmanuele Sordini ha scritto:

Ciao a tutti,
mi piacerebbe muovere qualche passo nel mondo della fotometria, soprattutto per quanto riguarda le stelle: all'inizio, semplici variabili, dato che per oggetti tipo pianeti extrasolari servono precisioni di misura che richiedono una notevole abilita'. Dal punto di vista dell'attrezzatura, sono messo piuttosto bene in quanto a telescopi e sensori (CCD), mentre non altrettanto si puo' dire del reparto "filtri".

So ad esempio che per la fotometria di stelle e' (in alcuni casi) necessario comprarsi un set di filtri UBVRI. Ora, siccome la mia conoscenza in questo settore e' assai modesta, vi chiedo:

1) Quali tipi di fotometria si possono fare con e senza filtri?

2) Esistono dei set di filtri UBVRI relativamente a buon mercato? Tutti quelli che ho visto costano delle fucilate...

Grazie,

I filtri UBVRI sono indispensabili per fare fotometria, almeno, per molti campi anche, se non soprattutto, le variabili. Però batsrebbe iniziare con 2 filtri fotometrici il V e R che osno più che sufficienti e per mettere anche di fare l'indice di colore dell'oggetto (questo indispensabile per sapere molte cose fisiche delle stelle o asteroidi da studiare). L'U lo lascerei perdere a prescindere perchè le CCD commeracili hanno pochissima sensibilità in quella lunghezza d'onda e i nostri cieli sono pessimi sempre in quella lunghezza d'onda.
Nel sito del GAD (gruppo astronomia digitale)
http://www.astronomiadigitale.org/
vedrai poco più in basso a sinistra un manuale in italiano in formato pdf (devi piggiare su "FOTOMETRIA CCD - manuale fotometria Romanishin" ) ed è il massimo per sapere tutto sulla fotometria (dalla pulizia delle immagine, che deve essere fatta alla perfezione e con programmi di un certo tipo che fanno le cose bene e facendoti vedere tutto il percorso che hai fatto o devi fare, al tipo di analisi che si deve effettuare per raggiungere un certo risultato).
Comuqnue filtri standard di fotometria non sono proprio a buon mercato perchè devono avere caratteristiche ben precise (tra l'altro anche lo spessore dei vetri e standardizzato!!).
In osservatorio abbiamo filtri fotometrici (B,V,R) ma da 2 pollici e quadrati e costano tantino (circa 300/400 euro a filtro se non sbaglio) ma da 1.25 pollici e tondi penso costino abbastanza di meno (sempre ammesso che vadano bene per il tuo sensore).

Comunque senza filtri puoi fare curve di luce di asteroidi ma limiti molto le possibilità di studio. Forse anche alcune variabili ne puoi fare a meno ma a comunque sempre poco senso.

mago_mauro

Ben detto ras-algehu!

Se si vuole fare fotometria con qualche speranza di serietà è INDISPENSABILE l'utilizzo di filtri fotometrici. Anche se come hai detto tu non è necessario possedere tutta la serie UBVRI almeno due filtri (ad esempio il B e V oppure V ed R) ci vogliono. Un ottimo set di partenza potrebbe essere costituito dai tre filtri BVR.
Eviterei in prima battuta l'acquisto un filtro U perchè lavorare in questa banda è difficile e necessita di ottiche trasparenti nell'ultravioletto e CCD sufficientemente sensibili in questa zona spettrale.

Il filtro I normalmente non ha di questi problemi, tuttavia i vecchi filtri in vetro Schott hanno una banda passante un po troppo ampia rispetto allo standard di Cousin. Ciononostante fino ad oggi esso è stato usato e continua ad essere usato da molti astrofili.

Sul mercato amatoriale si trovano due tipi di filtro fotometrico.

Filtri in vetro colorato (formati da sandwich di vetri Schott)
Filtri interferenziali (detti anche dicroici)

I primi sono stati fino a non molto tempo fa gli unici disponibili. Avevano prezzi mediamente bassi 50-60 $ ma non erano facilmente reperibili in Italia (normalmente andavano ordinati negli USA). Oggi è più difficile reperirli perchè il mercato si sta orientando verso i filtri fotometrici interferenziali.

I filtri fotometrici interferenziali sono sicuramente molto più costosi rispetto ai filtri in vetro colorato (circa 150 $ mentre in Italia si trovano a 150 €) ma sono molto più trasmissivi e quindi a parità di tempo posa raccolgono più luce. Inoltre il loro filtro I è finalmente aderente allo standard di Cousin.

Fotometria senza filtri può avere un senso nel caso si faccia ricerca su istanti di minimo/massimo dove ciò che interessa non è tanto il dato fotometrico quanto l'istante in qui si manifesta il minimo o il massimo di luminosità, oppure al limite nella ricerca di pianeti extrasolari, dove comunque sarebbe consigliato utilizzare un filtro R. In tutti gli altri casi fare fotometria senza filtri o con filtri che si spera approssimino la banda fotometrica che ci interessa significa sostanzialmente perdere tempo.

E' vero, i filtri sono cari, ma in fondo il loro prezzo è suppergiù quello di un oculare e permettono di produrre dati scientificamente validi.

In definitiva chi si vuole avvicinare seriamente alla fotometria deve:

* Innanzitutto stabilire i propri obiettivi, ovvero cosa vuole studiare e sotto quale aspetto.
* Documentarsi sulle tecniche di ripresa e di riduzione dati: Ottimo il libro di Romanishin che citava ras-algehu e che si scarica gratis online, il manuale CCD dell'AAVSO liberamente scaricabile al sito http://www.aavso.org. Un altro ottimo testo in italiano è il manuale del GRAV rintracciabile all'indirizzo http://www.grav.it
* Verificare di avere la strumentazione giusta: CCD senza antiblooming e preferibilmente termostatato (no webcam, no reflex digitali, no digicam). Il telescopio paradossalmente è meno importante, anche come diametro ovviamente più grande è più fotoni raccoglie, ma si può fare ottima fotometria anche con strumenti della classe dei 10 cm.
* Per finire, pazienza costanza e metodicità.

Scusate la lunghezza di questo messaggio, non sono riuscito ad essere più conciso. Spero almeno di esser stato sufficientemente chiaro.

Mauro

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