Dokładność pomiarów fotometrycznych

[Grzędziel]

Każdy, kto próbował swoich sił w fotometrii ccd z pewnością zmierzył się z problemem błędów pomiaru. Oczywistym jest, że zależy nam, aby błąd pojedynczego pomiaru był możliwie jak najmniejszy. Jednocześnie chcielibyśmy tych pomiarów w określonym czasie zrobić jak najwięcej. Ma to fundamentalne znaczenie przy rejestracji tranzytów egzoplanet i obserwacjach gwiazd szybkozmiennych o periodzie rzędu kilkudziesięciu minut.

 

Chciałem przedstawić Wam wyniki moich obserwacji (krzywe zmian blasku) gwiazdy zmiennej zaćmieniowej NSVS 4531561 (Aur) wykonanych różnymi teleskopami przy zastosowaniu tej samej kamery ccd.

 

Krzywa pierwsza wykreślona na podstawie danych zebranych teleskopem Newtona 250 mm (czas naświetlania 60 sek.) Tu średni błąd pojedynczego pomiaru jest na poziomie 0.007 mag.

 

 

 

 

Krzywa druga -refraktor ED 120 mm a więc 4 krotnie mniejsza powierzchnia obiektywu. Średni błąd pojedynczego pomiaru w tym wypadku wynosi 0.019 mag. Na dodatek czas naświetlania wydłużyłem do 90 sek. co spowodowało zmniejszenie ilości pomiarów w jednostce czasu.

 

 

 

Nie ukrywam, że tak duża różnica w dokładności na korzyść większego teleskopu zaskoczyła mnie. Dodam, że warunki pogodowe były podobne, jedynie Księżyc po I kwadrze troszkę przeszkadzał (obserwacje refraktorem), choć z moich doświadczeń wynika, że nie powinno to mieć aż takiego znaczenia.

 

[ZbyT]

nie ma w tym nic dziwnego

większy teleskop zbiera około 4 razy więcej fotonów więc czas naświetlania dla mniejszego powinien być też 4 razy dłuższy aby zebrać tę samą ilość fotonów. Przy zastosowanych czasach zebrałeś około 2,7 razy mniej fotonów drugim zestawem i przez to błąd pomiarowy też jest 2,7 raza większy

 

pozdrawiam

[ekolog]

Zapewne tak ale dodam, że nawet gdyby odpowiednio wydłużył czas to w mniejszej aperturze miałby nadal większe błędy.

Pomijając Betelgezę (itp) gwiazdy mają znikome rozmiary kątowe i ich światło łatwo jest odchylane w losowy sposób.

Im mniejsza apertura (skrajnie mała to źrenica człowieka) tym bardziej mogą mrugać - tu wyjaśnienie czemu:

 

http://astropolis.pl/topic/39664-dlaczego-gwiazdy-migocza/page-2?do=findComment&comment=473700

 

To oznacza, że każdy kawałeczek apertury (np 5x5mm) niejako losuje czy dostanie kwanty z gwiazdy czy nie.

Wynik sumy losowań się uśrednia ale najlepiej się uśrednia jak jest więcej ("próbek").

 

Pozdrawiam

 

 

[Behlur_Olderys]

Grzędziel, możesz pokrótce przybliżyć jak obliczasz błąd w tych pomiarach?

[Grzędziel]

Grzędziel, możesz pokrótce przybliżyć jak obliczasz błąd w tych pomiarach?

W bardzo prosty i prymitywny sposób:

Używam zawsze dwóch gwiazd porównania. Na podstawie wielu (kilkuset) obserwacji wyznaczam różnicę jasności miedzy nimi. Jako błąd przyjmuję średnie odchylenie każdego pomiaru od tej wartości. Wprawdzie nie jest to stricte błąd pomiaru jasności gwiazdy zmiennej, ale wartość ta oddaje dobrze dokładność sesji w danych warunkach danym sprzętem.

[Behlur_Olderys]

Wydaje mi się to bardzo miarodajnym sposobem

Gdybyś miał kiedyś statystyki tych błędów, w sensie: te wartości które teraz podałeś dla dwóch różnych teleskopów, gdybyś mógł podać je dla większej ilości danych, np. przy innych gwiazdach referencyjnych, być może dałoby się znaleźć sensowną, empiryczną estymatę funkcji błędu (albo chociaż korelację) od używanego sprzętu i jasności używanych gwiazd, i kto wie, czego jeszcze?

 

 

[Grzędziel]

Mam sporo empirycznych danych tego typu, zebranych z 3 teleskopów (ED 120, N8", N10") Postaram się je zebrać do kupy -też lubię takie analizy. Nie obiecuję, że zrobię to szybko -ciągle brakuję mi na wszystko czasu. Zauważyłem, że o ile jest pogodne niebo to czas na obserwacje znajduję. Za to na analizę wyników już nie. Sporo obserwacji wciąż czeka na opracowanie.

[Behlur_Olderys]

Super! Taka estymata byłaby świetna, żeby ustalić, na jakich parametrach trzeba się skupić, żeby osiągnąć najwyższą dokładność pomiarów.

Edytowane 13 Stycznia 2017 przez Behlur_Olderys

[LibMar]

Grzędziel, jaki dałeś odrzut % pomiarów w obu wykresach?

[Grzędziel]

Grzędziel, jaki dałeś odrzut % pomiarów w obu wykresach?

0%

[LibMar]

To z czego wynikają tak duże odstępy pomiędzy sąsiednimi pomiarami?

 

[Grzędziel]

Szczerze mówiąc nie wiem, nie wpadłem, żeby tak przeanalizować. Czasami podczas sesji zmieniam ustawienia pola widzenia, poprawiam giuding, poprawiam ostrość, podgrzewam lustro jak zaczyna parować i wstrzymuje fotografowanie na minutę. Nie wszystko robię na ustawieniach automatycznych na zasadzie, że programuję kamerę i sobie idę. Dopuszczam też, że przechodził cirrus i nieudane klatki od razu kasuję. W każdym razie nie odrzucałem żadnych punktów pomiarowych na zasadzie, że spore odchylenie wiec wywalam.

[Behlur_Olderys]

Część z tego to może być po prostu artefakt zaokrąglania w Excelu...? W sensie: pozycja piksela jest liczbą całkowitą...

Edytowane 13 Stycznia 2017 przez Behlur_Olderys