Poređenje sjaja zvezda u NGC1502

[Yagodinac]

U drugoj temi smo pokrenuli naširoko teoretisanje oko merenja magnitude zvezda i sličnih stvari. Pošto sam nailazio na velika odstupanja u izmerenim magnitudama i onim koje su deklarisane, rešio sam da to malo proverim. Znači, ovo nije neka kalibrisana fotometrija već merenje sjaja zvezda na snimku koje sam se potrudio da bude što je moguće preciznije.

Moj utisak posle svega je da su planetarium softveri nepouzdani po pitanju položaja i magnituda zvezda, dok je najbolje koristiti ozbiljne alatke tipa Simbad i Aladin. U pitanju su snimci sa velikih teleskopa i veoma validni katalozi pa nema nagađanja da li je to ova ili ona zvezda.
Takođe ako nekog mrzi da čita svu masu podataka neka preskoči sve ovo i ode direktno na zadnji pasus odnosno zaključke radih hipoteza.

Radne hipoteze:

1) Zvezde iste V-magnitude i iste spektralne klase se na istom snimku ne razlikuju,
2) eventualne razlike se mogu pripisati promenljivim,
3) zvezde iste V-magnitude različitih spektralnih klasa se obavezno razlikuju.

Za metu sam odabrao NGC1502, simpatično otvoreno jato (Camelopardalis) snimljeno krajem decembra 2013g. Merene su zvezde koje su članice jata, na snimku postoje i razne zvezde iz pozadine i one koje nisu članice ali njih nisam uzeo u obzir. Tako mi je bilo lakše. Lično mislim da sam loše odabrao metu - ali to mi  je postalo jasno tek na kraju. Zvezde u NGC1502 su sve skoro ista spektralna klasa tako da nemam neke velike varijacije u B i V-bendu pa da onda izvlačim zaključke.
Sve je analizirano sa stack-a od 55 snimaka po pola minuta, ESO20D, ISO1600, reflektor 150mm f5.



Ovo je isečak potpuno obrađene fotke. Problem sa analiziranjem zvezda na obrađenim snimcima je pre svega to što se nakon primene curves u obradi linearnost potpuno izgubi. Drugim rečima neka magnituda (recimo 16) dobije neproporcionalno veći sjaj nego neka nrp deseta magnituda, i to je normalno. U astrofotografiji se bavimo izvlačenjem najtamnijih detalja na potpuno nelinearan način.

Umesto toga odabrao sam stack koji ze izašao iz Irisa, prebačen u grayscale i invertovan.



Druga stvar koju ovde vidite je da obradom zvezde malo porastu. Više puta sam pokušavao da koristim maske i sačuvam prečnik zvezda ali je to uvek ispadalo nezadovoljavajuće. Još jedan razlog da se koristi nemodifikovani stack.

Za podatke sam prvo hteo da koristim Stellarium, ali se on pokazao više puta kao potpuno nepouzdan i po pitanju položaja zvezda i po pitanju magnitude. Umesto toga su podaci skinuti sa Simbada i Aladin sky atlasa, evo linka za dotični objekt:

http://aladin.u-strasbg.fr/java/nph-aladin.pl?script=get+Aladin+NGC++1502%3Bget+simbad+NGC++1502+11arcmin&from=Simbad4&submit=Aladin+applet

Teleskop nema koma-korektor, NGC 1502 malo na periferiji pa je koma neminovna. Ne znam da li bi to uticalo eventualno na rezultat. Fletovi su bili sintetički iz Irisa, a nikakvo vinjetiranje nije bilo vidljivo. Za slučaj da je vinjetiranje bilo prisutno to bi dramatično moglo da utiče na tačnost rezultata.

Svaka zvezda je u 100% režimu selektovana sa 10x10 piksela a zatim uvećana 10 puta na 100x100. Primer:



Poenta je da zvezde sortiram po sjaju od najslabije do najsvetlije - a zatim analiziram da li se magnitude slažu. Evo rezultata:



U levoj koloni se nalazi ime zvezde, zatim ide njena slika a desno u magnitude u B i V-bendu. Prva je snimljena filterom na 435nm, to je plavi filter i služi mi da (vrlo okvirno) procenim boju zvezde (odnosno u kom pravcu bi išla spektralna klasa). To se zatim poredi sa V-magnitudom (505nm) koja bi se najpribližnije opisala kao vizuelna magnituda, obzirom da ta frekvencija najbliže korelira sa ljudskim okom.

Rezultati ukazuju da postoji jasna korelacija između V-magnitude i procenjenog sjaja sa fotke. Neke razlike se mogu pripisati mojoj pogrešnoj proceni sjaja koji je veoma sličan, npr zvezda br2 i zvezda b4 su vizuelno pogrešno postavljene obzirom da je br2 sjajnija - ali dobro, ređanje je bilo veoma subjektivno (i u suštini nebitno, gledaju se brojke).
Ima razlika između V-magnitude i onoga što sam izmerio kao sjaj ali u većini slučajeva V-magnituda je indikator sjaja. O izuzecima kasnije.
Takođe se vidi da su sve zvezde uglavnom iste spektralne klase odnosno istog porekla i starosti. Sve imaju otprilike oko jedne magnitude manje u B nego u V opsegu. Tačnije, prosečno 1.008125mag manje. To onda znači da je zvezda "manje plava", odnosno više žućkasta ili crvena. Uklapa se u činjenicu da su sve zvezde otvorenih jata nastale u isto vreme od jednog gigantskog molekularnog oblaka.

Slede izuzeci. Prva zvezda (UCAC3 305-6372) je deklarisana kao promenljiva ali je na ovom snimku nema, odnosno moguće da se nalazi u senci spajka veće zvezde iznad nje. Uvrstio sam je u spisak iz dva razloga, prvo zato što se na finalnoj obrađenoj slici itekako ima, i drugo zato što je 15.86 V magnituda itekako u dometu mog teleskopa. Objašnjenje je da je, kao i sve promenljive, verovatno tad oscilovala i bila u minimumu. Takođe ovde je interesantno da je ona u suštini bela zvezda (ili blago beloplava) što znači da je verovatno A ili eventualno F klasa. Naravno, ako je pulsirajuća ovo znači da u tom momentu menja i klasu. Boja ove zvezde se razlikuje od svih ostalih članica jata koje su žute.

Drugi izuzetak je zvezda br 7: NGC_1502_13. Ona ima upadljivo manju magnitudu u odnosu na susedne zvezde u nizu. Takođe B magnituda ne daje neke značajne informacije osim da se uklapa u prosek članica jata, odnosno malo je bliža žutom delu spektra. Moguće je da se radi o promenljivoj. Eto to su dva jedina odstupanja koja sam pronašao.

Pojašnjenje oko metodologije: uzorke zvezda sam poređao isprva na osnovu subjektivnog osećaja a kasnije i na bazi color sample tool iz Photoshopa. Sample size je odabrano 31x31, namerno malo veće da bi se eliminisala eventualna nepreciznost ako ne pogodim sam centar.
Odstupanja koja sam našao su sledeća: 9 i 10 treba da zamene mesta (vrednost 126 prema 129); odnosno 10 je svetlija od 9; i 12 i 13 (104 prema 107). U suštini razlike su male a greške nebitne jer postoji korelacija sa magnitudom koja se potpuno uklapa u redosled od tamnijih ka sjajnijim zvezdama.
Takođe kad uporedim zvezde br.8 i 10, koje imaju istu vizuelnu magnitudu (13.4) a različitu B-magnitudu, razlikuju se za 0.2mag; daju očekivan rezultat merenjem sa color sample tool - 128 za br8 prema 129 za br10.

To je ovde ključna činjenica: zvezda br10 je malo više žućkasta i malo sjajnija - a obe imaju istu V-magnitudu. Izmerena razlika je veoma mala tako da nije sasvim jasno da li to odstupanje potiče od teleskopa, DSLR-a koji neravnomerno hvata različite nivoe spektra ili je to neki treći razlog.

Još jedno poređenje: zvezde br 3 i 4 se u B i V opsegu razlikuju za tačno po jednu odnosno dve magnitude. Čista slučajnost. Izmeren sample je 186 prema 183, što znači da je 4 nešto svetlija od 3. Razlike u B opsegu kažu da je 3 više crvenkasta i to joj je oborilo izmereni sjaj (186) bez obzira što ima nešto višu V magnitudu.

Zaključci u vezi sa radnim hipotezama:

1) Nisam mogao da pronađem primer dve zvezde iste spektralne klase i iste V-magnitude. Međutim, za različite spektralne klase i iste V-magnitude mogu da zaključim da su detektovane razlike - br3 i 4; br8 i 10. Žute zvezde iste V-magnitude su izmerene da su nešto svetlije nego bele a crvene su tamnije od obe navedene klase.

2) Jedinu promenljivu koju sam našao nisam mogao da uporedim ni sa jednom drugom zvezdom ni po spektralnom tipu, ni po V ni po B-magnitudi. Za ostale nemam podatke da li su promenljive i kog eventualno tipa; uz sumnju da je br7 verovatno promenljiva.

3) Na primeru 8 i 10 dokazano je da se zvezde iste V-magnitude i različite B-magnitude obavezno razlikuju u izmerenom sjaju.

[vlaiv]

Vrlo informativan rad.

Probacu ja kad dozvoli vreme da uradim par snimaka zvezda (pri tom cu probati sto bolju kalibraciju) kao i spektre tih zvezda (mozda i utvrdimo spektralne klase) pa da produbimo tematiku.

U medjuvremenu nasao sam neke diagrame koji mogu pomoci u razumevanju razlika u magnitudama i "sjaju" zvezda.

Prvo UBV fotometrijki sistem:


Inace, koliko vidim po internetu ima vise razlicitih krivih koje se vode kao UBV(RI) sistem, nisam siguran koja je "standardna" varijanta

I EOS 20D spektralni odziv:



Ovo je uzeto iz nekog rada koji opisuje aproksimaciju spektralnog odziva na osnovu nekih parametara tako da ne znam koja je zapravo kriva prava (navode vise u svom poredjenju), al nije ni bitno, ovo je cisto da se otprilike vidi kakav je odziv senzora po frekvencijama.

Iz prilozenog se vidi da ni jedna pojedinacna boja na ovom senzoru ne odgovara V bandu, kao ni kombinacija boja. Zelena na senzoru ide suvise ispod 500nm a premalo preko 600nm. Jasno se vidi i preklapanje opsega u odzivu senzora.