Skocz do zawartości
EdvinVanDerCleef

Pomiar temperatur gwiazd przy pomocy zwykłych filtrów i cyfrówki - Prawda czy Fikcja?

Promowane odpowiedzi

LibMar    3421

Myślałem o Star Analyzerze, ale nie tylko pod kątem pomiarów temperatur gwiazd. Jak widać, wiele da się zrobić tańszym zestawem :)

Świetnie opracowałeś cały temat, gratulacje!

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
Bellatrix    1858

Ciekawy artykuł i piękne analityczne podejście do tematu.

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
szuu    3607

"PRODUCENCI TERMOMETRÓW GO NIENAWIDZĄ!

Edvin ze Środy Wielkopolskiej odkrył jeden dziwny sposób mierzenia temperatury. Wystarczy tylko ..."

  • Lubię 8

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
Loxley    2415

A mnie ciekawi, jaki księżyc wpłynął na błędy pomiaru? :icon_wink:

  • Lubię 1

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
Behlur_Olderys    979

Jestem pod wrażeniem!
Ciekawe, czy użycie dodatkowo filtru R, albo w ogóle większej ilości filtrów pozwoliłoby na dokładniejsze oszacowanie widma gwiazdy?

I jeszcze pytanie:

Czy średni błąd liczyłeś jako sumę wszystkich błędów podzielić przez liczbę próbek?
Pytam, ponieważ podałeś tą wielkość jako -6%, co jest dziwne, gdyż powinna to być wartość bezwzględna większa od zera.

Bardziej miarodajną miarą średniego błędu tej metody byłby średni błąd kwadratowy, tj. sqrt ( suma( ( M2:M22 ) ^ 2))) / N

Edytowane przez Behlur_Olderys
  • Lubię 1

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

Rzeczywiście , nie jest to najlepszy sposób liczenia błędu , ale pozwala on na oszacowanie +/- czy wyniki były przeszacowane czy niedoszacowane . Policzyłem jeszcze |suma błędów|/ liczba błędów i wyszło około 16%

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
Piotrek Guzik    3667

Żeby zwiększyć dokładność, warto byłoby jeszcze:

 

- zapewnić, że gwiazdy na zdjęciach nie są "przepalone", ani nawet blisko wysycenia detektora,

- pomyśleć o względnym a nie bezwzględnym pomiarze jasności

 

Jeśli chodzi o wizualizację błędów, to lepiej byłoby, gdybyś przygotował wykresy "punktowe" (scatter plot). Na tych, które zamieściłeś nie widać, gdzie znajdują się kolejne wartości, co więcej taki interpolowany wykres sugeruje, że mamy tu do czynienia z jakąś ciągłą funkcją opisującą błąd, co raczej prawdą nie jest.

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
Loki    2458

Nie gniewajcie się, że trochę pomalkontencę, ale zastanawiam się, czy uprawniony jest wniosek "jeśli zadowala Was dokładność...." i tutaj wstawić należy obecnie wartość 16% (po korekcie średniej).

Myślę tak:

Dla sparametryzowania systemu dokonałem pomiaru 20 gwiazd. Maksymalny błąd sięgnął 60%.

Następnie wykonuję pomiar dla nieznanej gwiazdy. Co mogę powiedzieć o otrzymanym wyniku? Że prawdopodobnie błąd nie przekracza 16%, ale nie można wykluczyć, że będzie to 60% (lub więcej).

 

  • Lubię 1

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

Oczywiście że tak ale ;

- pomiary amatorskim sprzętem mają być raczej wykonywane ot tak dla przyjemności zrobienia czegoś samemu a nie dokładnego wyznaczania temperatur (do tego służy sprzęt profesjonalny) i nie można ich traktować jako pomiarów konkurujących z tymi dokonanymi przez profesjonalistów , wydaje mi się że to czysta przyjemność obcowanie z pojęciem temperatury gwiazd odległych od nas o miliony kilometrów (przynajmniej dla mnie) , a niejako dającej się zmierzyć (z większym błędem lub mniejszym) tu na ziemi za pomocą taniego sprzętu

- wszystkie wyniki oscylują wokół pewnej średniej temperatury oddalając się niewielką "odległość" , różnica pomiędzy min. a max. wynosi około 5000 stopni a przyczyn największych błędów upatrywałbym w np. poruszeniu układu przez wiatr lub podobnym losowym czynnikom , jednak wyników nie można uznać za całkowicie losowe

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
ekolog    2817

A czy możemy dowiedzić się z jakiej idei wynika wzór? Gdybym miał zgadywać, to obstawiałbym, że ma to jakiś związek z rozkładem promieniowania ciała doskonale czarnego (dla różnych temperatur) i znanego przybliżenia, że gwiazda zachowuje się jak ciało doskonale czarne? Ale mogę sie mylić.

Wzór konsumowałby tedy naraz wnioski z wielu krzywych (na rysunku jest zaledwie jedna w miarę nas interesująca) 2000 st K.

 

Jakkolwiek jest to ciekawe czy są jakieś wyjątki od tego podanego nam wzoru (gwiazdy nietypowe)?

 

Tb=(-C2*((1/500nm)-(1/435nm)))/(ln(G/B)+5*ln(5/4,35)) gdzie C2 to druga stała promieniowania

 

Pozdrawiam

cdc2.jpg

Edytowane przez ekolog

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
Hans    1740

Czesc Edvin.

 

Moze zdolam podpowiedziec jak "poprawic dokladnosc" Twojej pracy. Nim jednak to zrobie, kilka pytan.

 

- Jakie miales S/N na klatkach?

- Ile poniżej granicy zalamania liniowosci twojego sensora byłeś z pomiarem? (Znasz graniczne ADU dla swojego Nikona?)

- Jakie apertury pomiarowe dobierales na materiale?

- Jaki miales odstep czasowy pomiedzy klatkami na obu filtrach?

- Jakiej skali czas naswietlania miales i czy poszedl w ruch bias i flat?

 

Pozdrawiam.

 

  • Lubię 1

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

Co do 1 pytania to wzór pochodzi z rozkładu Wiena i jest przekształceniem rozkładów irradiancji dla 2 różnych temperatur i w istocie wynika to z traktowania gwiazd jak ciała doskonale czarne (co jest bliskie stanowi faktycznemu). Wzór po przekształceniach ze zmiennymi ma postać Tb [i1;I2;Y1;Y2]= (-C2*((1/Y1)-(1/Y2)))/(Loge(I1/I2)+Loge((Y1/Y2)^5)) , przepraszam za taką formę z zalewem nawiasów oraz Y jako lambda , jednak nie zbyt ogarniam wpisywanie wzorów w tym edytorze tekstu. Natomiast co do pytania 2 a raczej pytań to:

- jeżeli chodzi o ISO Noise Speed to niestety nie wiem jak to sprawdzić lub wyliczyć , jednak szum stanowił różnie od 20 do 50% jasności gwiazdy (oczywiście odejmowałem go potem zależnie od zdjęcia)

- nie znam również wykresu czułości matrycy , jednak większości obrazów nawet "nie groziło" prześwietlenie , ponadto u jaśniejszych gwiazd błędy wcale nie były większe

- nie jestem pewien dokładnie czy o to chodzi ale w ImageJ obraz zaznaczałem CircleTool o promieniu 100 a w SetMeasurements miałem zaznaczone Centroid , Min-Max Grey Value oraz Integrated Density

- odstęp był różny , trwało to mnie więcej tyle ile wymiana filtra tj. około 30s.

- nie używałem biasa ani flata a czas ekspozycji wynosił 1/2s.(wybrany na podstawie wcześniejszych testów)

Nie jestem pewien czy dokładnie o to chodziło , jeśli nie proszę pytać chętnie dowiem się jak zwiększyć dokładność. W sumie to mam świadomość , że stosowanie JPEG'ów zaburza pomiar , ale podobno RAW'y w D3200 też są jakoś interpolowane przed zapisem

 

 

 

 

  • Lubię 1

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
Hans    1740
No dobrze.
Aby mialo to sens musisz kilka spraw ogarnac.
Po pierwsze, zacznij korzystac z tego co daje Ci sensor. Na razie odpuscmy dyskusje jaka krzywde robi Ci fakt, ze to CMOS, a nie CCD. Skupmy sie na tym co mozna poprawic w twoim procesie. JPG to format 8io bitowy, RAW z tego nikona powinien byc 12to bitowy. Pracujac na JPGach kastrujesz swoj material do 256 poziomow z ponad 4 tysiecy jakie daje Ci sensor. Mowiac w skrocie, korzystasz z 1/16 mozliwosci swojego sensora i nawet 16to krotnie zmniejszasz dokladnosc pomiaru. Przestaw sie na RAWy (jakie by one nie byly, beda lepsze)
Po drugie, wyglada na to, ze najbardziej "naturalny" tryb pracy twojego sensora to ISO 6400 (o ile wierzyć marketingowi i specyfikacjom technicznym od Nikona). Staraj sie wiec utrzymac swoje 3200 lub operuj na 6400 ale nie wychodz raczej poza te dwie wartosci. Cholera wie co sie dzieje na gainie tego aparatu. To maszynka do ładnych fotek, moze sie dziac sporo "malowania trawy na zielono" w tych kwestiach.
Dobrze, teraz S/N. Moja wina, nie powinienem uzywac skrutow. Poprzez S/N rozumialem Signal to Noise ratio. Szum na poziomie 50% sygnalu jest niedopuszczalny jesli operujesz na niewielkich ADU (lepiej to wyglada gdy wyjdziesz poza polowe skali). Musisz tak ustawic parametry naswietlania by jak najbardziej "oddalic" wartosc pikseli obiektu od wartosci pikseli tla. To pozwoli algorytmom pomiarowym w twoim sofcie podac sensowniejszy wynik.
Teraz co do apertury pomiarowej. Gwiazda na twoim zjeciu ma ok 50 pix srednicy. Te 100 ktore uzyles prawdopodobnie bylo ok. ale raczej nie przekraczaj z apertura pomiarowa wiecej jak 3 srednic obiektu (nie liczac spikeow od newtona).
Bias i flat. Ogladales swoje zdjecie w duzym powiekszeniu? Widziales piekna "szkocka krate"? Czy niebo jest w Szkocka krate? Odejmuj biasy i flaty. Na pewno Ci to nie zaszkodzi.
Teraz liniowosc. Dlaczego CCD, nawet z bramkami ABG na pokladzie, jest sensowniejszy od jakiegokolwiek CMOSa z aparatow na rynku to temat na oddzielna dyskusje. Tu Ci tylko powiem, ze daleko od "przeswietlenia" ma znaczenie wieksze niz to sie wielu poczatkujacym wydaje. Nie wyklaruje tu teraz co i jak...
Moze po prostu zrob test gdzie (dla tej samej gwiazdy):
- gwiazda ktora mierzysz nie przekroczy najjasniejszym pixelem 3000 ADU i nie spadnie ponizej 2500 ADU (z 4096 jakie da Ci ten aparat w RAWie) a szum tla nie przekroczy 250-300 ADU (jak to nie mozliwe, tlo ma miec jak najmniej)
- naswietl 10 klatek dla kazdego filtra (oczywiscie RAW)
- po sesji 10 klatek (rob po 2-3 sek odstepu), naswietl biasa. (Moze na razie nie baw sie we flaty i darki)
- po zmianie filtra kolejne 10 klatek i kolejny bias.
- poodejmuj biasy od klatek
- W sofcie ktory stosujesz ustaw aperture pomiarowa na dwukrotnosc srednicy swojego obiektu (mniej wiecej)
- Wykonaj pomiar stosujac sie do zalecen Piotrka i Behlura dla kazdej z par klatek i usrednij wyniki calej dziesiatki.
A potem daj znac na czym stanałes.
BTW, tu troche do poczytania: https://sites.google.com/site/astroamator/home/poradniki- czesc materialu Ci sie przyda przy rozkminianiu o czym ja w ogole gadam ;)
Pozdrawiam.

 

 

 

 

 

  • Lubię 1

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
Rybi    345

Tak na gorąco moje uwagi na temat tego jak udoskonalić Twoje wyznaczenia wskaźnika barwy niebieskiej (435nm) i zielonej (500nm) w uzupełnieniu Hansa i innych forumowiczów:

 

1. Zdjęcia nie mogą być prześwietlone (pisał o tym również P.Guzik).
Podejrzewam, że sporo z Twoich zdjęć (wszystkie?) mogą być prześwietlone przy czasie 1/2 sekundy i aperturze 25cm. Kiedyś próbowałem nie prześwietlić zdjęcia Betelgeuzy lustrzanką z obiektywem 85mm i przysłoną f/2.8. Alfa Ori była już prześwietlona dla czasów > 2 sekundy. W programach fotometrycznych możesz sprawdzić, czy piksele z obrazem gwiazdy nie są przepalone lub na części nieliniowej(jeżeli są wartości > 0.75 x 4096 ADU dla 12 bitowych aparatów fotograficznych, lub > 0.75 x 16383 ADU dla 14-bitowych)

 

2. Masz systematyczny błąd w wyznaczeniu jasności w barwach niebieskiej (435nm) i zielonej (500nm) >0.2mag (>20%) wynikający z pominięcia zależności ekstynkcji atmosferycznej od długości. Na poniższym rysunku (patrz: http://www.britastro.org/vss/ccd_photometry.htm)jest pokazana taka krzywa dla bardzo dobrych warunków atmosferycznych. Dla podanych długości fal ta systematyczna różnica wychodzi przynajmniej 0.2 mag!

Image38.JPG

 

3. Przy tak krótkim czasie ekspozycji (=1/2 sekundy pomimo dużej apertury 10") zmiany jasności pomiędzy zdjęciami mogą być spowodowane drganiem atmosfery ziemskiej (tzw. scyntylacje atmosferyczne). Kiedyś to liczyłem dla różnych "teleskopów", ale takich czasów jak 1/2 sekundy nie uwzględniałem ...

Scyntylacje.JPG

 

4. Moim zdaniem jeszcze tańsze (... i dokładniejsze?) byłoby zrobienie tych pomiarów bez dodatkowych filtrów. Po prostu zwykły aparat z obiektywem o ogniskowej >=50mm, rozoogniskowując obraz gwiazd, aby nie prześwietlić. Następnie każde zdjęcie w formacie RAW przetworzyć np. Irisem/Munwinem w sposób opisany w literaturze jak poniżej (tylko wersja angielska :( ):
https://www.aavso.org/sites/default/files/publications_files/dslr_manual/AAVSO_DSLR_Photometry_software_tutorials_V1-0.pdf
Po drodze uwzględniamy na pewno flaty (darki zwykle nie są konieczne przy ekspozycjach rzędu 30 sekund nawet w temperaturze pokojowej, darki ew. mogą się przydać do wyłapania hot pikseli).
Wtedy otrzymujemy do pomiarów wyseparowane trzy zdjęcia (jak zestackujemy) lub serię zdjęć w barwach niebieska-TB, zielona-TG, czerwona-TR
I temperaturę wyznaczyć z porównania jasności w kolorach TB i TG (... i ew. TR do wykorzystania?).

  • Lubię 2

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

Rzeczywiście nie uwzględniłem ekstynkcji przy obliczeniach. Chcę tylko dodać że klatki z Wegą mają taki toporny wygląd gdyż musiałem je przerobić aby wszystko zmieściło mi się w artykule. Pierwotne zdjęcia miało wymiary 6000x4000 a ta klatka bodajże około 2500x1700. Toporna jakość wynika również z tego że kompresowałem rozmiar w Paincie , a JPEG'ów używałem tylko dlatego że NEF'y nie nadają się do obróbki w ImageJ :) Być może rzeczywiście scyntylacje mają duży wpływ na wyniki , to wyjaśniałoby duże błędy w kilku przypadkach. Jednak myślę że poza tymi kilkoma błędami względnymi gdzie |Bw|>30% wyniki są całkowicie do przyjęcia. Na pewno przedstawione przez forumowiczów rozwiązania wpłynęły by pozytywnie na dokładność pomiaru jednak brak stwierdzenia , przynajmniej jednoznacznie zależności Bw[Jasność] wskazuje na to że prześwietlenia nie były tu czynnikiem wpływającym na wartość największych błędów. Typowałbym tutaj raczej jakiś losowy czynnik taki właśnie jak np. scyntylacje gdyż w przypadkach większości gwiazd wartość zmierzona stosunku G/B była bliska stanowi faktycznemu lub chociaż skalowała się z ich rzeczywistą temperaturą.

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Tylko zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Dodaj konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj nowe konto

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się tutaj.

Zaloguj się teraz


×