Określanie pozycji planetoid za pomocą programu Astrometrica

Wstęp do pomiarów astronomicznych

Poczuj się jak profesjonalny astronom i zmierz się z określaniem pozycji i jasności obiektów.

Robienie pięknych zdjęć jest dla wielu astrofotografów głównym celem. Jednak miłośnicy astronomii mogą również wykorzystywać swój sprzęt do klasycznych zadań z zakresu astronomii, np. astrometrii i fotometrii, czyli określania pozycji i jasności obiektów. Program Astrometrica umożliwia przeprowadzenie odpowiedniej analizy obrazów.

Ogromny potencjał czasowy teleskopu, tak niezwykle cenny w zakresie profesjonalnym, jest atutem milośników astronomii, nawet jeśli skurczył się z uwagi na przeglądy automatyczne.

Miłośnicy astronomii mogą przyczynić się do poprawy stanu danych z zakresu obserwacji planetek, komet, a nawet gwiazd zmiennych. Określanie pozycji planetek zostało opisane poniżej jako przykład.

Wymagania techniczne na wstęp do astronomii pomiarowej nie są wysokie. Mały teleskop z prowadzeniem oraz kamera CCD to w zasadzie odpowiedni zestaw do pomiarów obiektów. Rozsądny dla astrometrii sampling 2"/piksel (lub lepszy) jest osiągalny już w przypadku małego refraktora. W przypadku poszukiwań wciąż nieznanych planetek korzystne są oczywiście możliwie najszersze pole obrazu, a tym samym duże chipy, by pokryć jak najszerszy obszar nieba. W przypadku pierwszych prób na znanych obiektach nie odgrywa to jeszcze większej roli.

Zwykle, czas naświetlania w przypadku planetek wynosi od kilkudziesięciu sekund do kilku minut. Ponadto, aby uzyskać dobre wyniki pomiarów, obiekt nie może być prześwietlony. Czas naświetlania jest kompromisem pozwalającym na uzyskanie dobrego stosunku sygnału do szumu przy wciąż punktowym obrazie. Przy dłuższych ekspozycjach ruch planetek szybko staje się zauważalny. Porównanie kilku zdjęć zdradza planetkę jako poruszający się punkt na tle gwiazd.

W celu analizy zdjęć zostanie tu przedstawiony program Astrometrica. Jego struktura jest prosta, a wszystkie ważne funkcje są dostępne jako lista z ikonkami. Nawiasem mówiąc, do pierwszych prób niekoniecznie potrzebne są własne zdjęcia. Oprogramowanie obejmuje niewielki zestaw zdjęć testowych, do których pasują domyślne parametry konfiguracyjne.

Aby analiza zdjęć przebiegła pomyślnie, Astrometrica potrzebuje pewnych informacji. Dlatego pierwszym krokiem będzie przejście do menu "Program Settings" w celu podania danych dotyczących miejsca obserwacji i zestawu fotograficznego. Należą do nich ogniskowa teleskopu, właściwości chipa i orientacja kamery. W razie potrzeby należy określić interpretację danych o czasie w nagłówku FITS. Techniczne informacje na temat sensora kamery można znaleźć w zakładce danych kamery.

Teraz Astrometrica zna już rozmiary i orientację pola obrazu. Pozostałe ustawienia programu zwykle działają i można je zostawić na razie na wartościach startowych i ewentualnie zmodyfikować je później.

Umożliwia to załadowanie plików FITS. W celu kalibracji możliwe jest również przetwarzanie klatek kalibracyjnych, tzw. darków i flatów. Podczas otwierania każdego obrazu wyświetlane są informacje o czasie z nagłówka FITS w celu potwiedzenia.

Analizę rozpoczynamy funkcją "Astrometric Data Reduction", przed którą należy wprowadzić jak najdokładniejsze współrzędne środka obrazu. W przypadku znanej planetki czy komety, można alternatywnie wczytać jej przewidywaną pozycję z katalogu. Następnie rozpoczyna się automatyczne rozpoznawanie układów gwiazd. Domyślnie zainstalowany jest katalog USNO-B1.0 (United States Naval Observatory) z około miliardem gwiazd o jasności do 21mag. W razie potrzeby można również użyć głębszych katalogów, takich jak UCAC4. Może to być konieczne w przypadku korzystania z dłuższych ogniskowych lub węższych pól widzenia.

Jeśli parametry w konfiguracji są prawidłowe, wynik dopasowania pojawi się po kilku sekundach. Gwiazdy na zdjęciu będą oznaczone okręgami. Kolor zielony oznacza rozpoznane gwiazdy referencyjne. Jeśli sygnał gwiazdy referencyjnej jest zbyt słaby, zostanie oan oznaczona na żółto.

Jeśli dopasowanie się nie powiedzie, możliwe jest dopasowanie ręczne. Układ gwiazd katalogu referencyjnego przesuwany jest za pomocą klawiszy strzałek i zmieniany wraz z kątem orientacji oraz ustawieniem ogniskowej aż do uzyskania zgodności. Częstym źródłem błędu jest ogniskowa, ponieważ może ona odbiegać od specyfikacji producenta ze względu na rozrzut serii. Zmienione wartości należy później przenieść do konfiguracji, aby zadziałało teraz dopasowanie automatyczne.

Po rozpoznaniu układu referencyjnych gwiazd, wystarczy tylko kilka kroków, aby po raz pierwszy określić pozycję. W identyfikacji ruchomego obiektu na zdjęciu pomaga funkcja migotania. Po rozpoznaniu obiektu, jego kliknięcie pozwala na określenie pozycji. Profil jasności obiektu jest dopasowywany za pomocą funkcji Gaussa. W przypadku sekwencji zdjęć można to również zrobić automatycznie dla wszystkich zdjęć za pomocą funkcji "Moving Object Detection". Rezultatem udanej astrometrii są współrzędne równikowe obiektu! Wyniki zapisywane są w pliku tekstowym MPCReport.txt.

Miłośnicy astronomii mogą również w bardzo prosty sposób wykorzystywać swój sprzęt fotograficzny w projektach pomiarowych. Podejście do monitorowania asteroid i komet z odpowiednim zaangażowaniem może przyczynić się do poprawy jakości danych orbitalnych. Innym obszarem aktywności są obserwacje gwiazd zmiennych czy nowych i supernowych. Dzięki programowi Astrometrica możliwa jest również, przeprowadzona zgodnie z opisaną procedurą, analiza fotometryczna.

Autor: Mario Weigand / Licencja: Oculum-Verlag GmbH