Kan man slå Kepler fra jorden?

Fora ASTRO-FORUM TEKNIK – TILBEHØR Kan man slå Kepler fra jorden?

Dette emne indeholder 177 svar, har 6 stemmer og blev senest opdateret af swr 5 år, 11 måneder siden. This post has been viewed 918 times

Viser 15 indlæg - 31 til 45 (af 178 i alt)
  • Forfatter
    Indlæg
  • #103273

    Bjarne
    Moderator
    • Super Nova

    Jeg kaster en ekstra faktor 0.5 ind for atmosfæren og ændrer eksponeringen til 30s. Så får jeg 6.4×10⁶ elektroner for en V = 3 stjerne. Den halve brønd for en V=3 stjerne defokuset til 9 pixler er måske usikker med en faktor 2, sandsynligvis til den lave side. Spørgsmål: hvad er mørkestrømmen for 30s eksponering?

    #103276

    swr
    • Giant

    Jeg vil prøve at lave nogle eksponeringer på både 10s og 30s med 50mm/f1,8 i RAW format, og aflæse værdien af både stjerne og den mørke baggrund.SWR2013-05-17 23:16:12

    #103281

    Bjarne
    Moderator
    • Super Nova

    Din ide med hurtig udlæsning er måske ikke så dum. Kameraet kan vel tage nogle meget korte eksponeringer med så mange ADCer? Scintillationen skyldes at lyset samles og spredes i et lag af atmosfæren mellem områder med forskellige hastigheder. Lyset fra en stjerne danner mønstre på jorden med højere og lavere intensitet, som bevæger sig med vindens hastighed (ses også lige før en total solformørkelse). Dette betyder at en variation kommer først til stjerner i vindretningen. Det giver derfor mening at sammenligne stjernerne til forskellige tidspunkter. Du kan så finde vindretningen for laget, som laver spredningen.

    #103283

    swr
    • Giant

    Jeg kan evt. sammenligne DSLR’et med mit lille guide kamera. Ved korte eksponeringer behøver jeg måske ikke guiding, hvis jeg er heldig med min hypertune og får lavet en god PEC?

    Det er et lille QHY5L-II mono CCD kamera med en peak QE på 74%, men jeg kender desværre ikke udlæsningsstøjen. Pixels er med 3,75um en anelse mindre end DSLR’et så man behøver måske ikke at defokusere så meget. QHY_5L-II_handbill.jpg

    Der er heller ikke noget farvefilter, så selv om chippen er lille er det er måske velegnet til fotometri?

    #103287

    Bjarne
    Moderator
    • Super Nova

    Du har fat i noget af det rigtige. Man skal ikke, som med min første ide, flytte mange små teleskoper langt fra hinanden for at gøre atmosfærens effekt uafhængig mellem teleskoper. Man skal gøre lige det modsatte.
    Atmosfæren har to effekter på en plan bølge fra en stjerne: a) den modulerer fasen, så bølgefronten ikke længere er plan, b) den modulerer også amplituden, så intensiteten (lig amplitudens kvadrat) også varierer med stedet. a) medfører seeing og billedbevægelse, hvorimod b) medfører scintillation. Adaptiv optik retter bølgefronten ud, så man får diffraktionsbegrænset opløsning. Adaptiv optik fjerner ikke scintillationen.
    Det må være muligt at fjerne scintillationen, hvis den skyldes amplitudemodulation fra nogle få veldefinerede lag i atmosfæren, som bevæger sig med hver sin hastighed. Det kræver en matrix af teleskoper, som observerer den samme stjerne med høj tidsopløsning. Man burde kunne bestemme intensitetsmønstrets form og hastighed ( etv flere mønstre) ved at korrelere intensiteterne for måske 10×10 teleskoper. Når man først har intensitetens variation som funktion af tid og sted, kan man korrigere hvert teleskop for scintillation.
    Dette forekommer en oplagt ide; men jeg husker ikke at have læst noget om den. Jeg har nu heller ikke søgt efter scintillationskorrektion.
    Jeg synes at du skal starte med at finde størrelsen af scintillationsstøjen. Dit kameras fabelagtige udlæsestøj gør det velegnet til studier, som kræver korte eksponeringer.

    #103288

    Bjarne
    Moderator
    • Super Nova

    Jeg burde (igen) have gættet det. Dainis Dravins i Lund har beskæftiget sig med fænomenet:
    http://www.astro.lu.se/~dainis/HTML/SCINTILL.html

    #103289

    Bjarne
    Moderator
    • Super Nova

    BjarneT wrote: Jeg burde (igen) have gættet det. Dainis Dravins i Lund har beskæftiget sig med fænomenet:
    http://www.astro.lu.se/~dainis/HTML/SCINTILL.html

    Dravins et al. har nok skrevet 3 lange relevante artikler. Jeg vil læse artiklerne i de kommende dage; men jeg bemærkede allerede en stærk farveafhængighed, så det er ikke oplagt at man skal slå RGB pixlerne sammen. Jeg kunne sagtens forestille mig at man kunne benytte farveeffekten til at korrigere hele scintillationen, lidt på samme måde, som man kan konstruere et farveindex, som er uafhængig af af den interstellare rødfarvning. En farvedetektor har den enorme fordel at den måler intensiteten i de 3 farver på eksakt samme tid. Vi (astronomer) er ellers vant til at skifte filter mellem optagelserne.

    #103290

    swr
    • Giant

    Det lyder spændende.

    Jeg fandt desuden et site der modificerer Nikon kameraer. Ud over at skifte IR cut filteret til et der ikke dæmper Ha, har de også en termisk modifikation. Det er ikke aktiv køling, men en forbedret termisk ledeevne fra chip til hus. Jeg har selv eksperimenteret med en type “skum” der er termisk ledende men elektrisk isolerende i andre sammenhænge. Det kan man købe i tynde måtter der former sig efter omgivelserne (f.eks. elektronikkomponenter).

    Jeg vil læse artiklen i aften. Tak for linket.

    #103329

    Bjarne
    Moderator
    • Super Nova

    SWR wrote:

    Jeg fandt desuden et site der modificerer Nikon kameraer. Ud over at skifte IR cut filteret til et der ikke dæmper Ha, har de også en termisk modifikation.

    Formålet med et IR-filter er normalt at fjerne red-leak i RGB filtrene. Man vil i givet fald ødelægge filtrene, så man bliver tvunget til at omdanne kameraet til et sort/hvid kamera ved at slå RGGB sammen. Ved scintillationsundersøgelser kræves ret hurtige udlæsninger, så mørkestrøm er næppe et problem.

    Jeg har læst Dravins et al II. De relevante figurer er 3, 4 og 5. Forfatterne har gjort sig anstrengelser for at finde så store kromatiske effekter som muligt. Jeg er derimod interesseret i så små kromatiske scintillationseffekter som muligt, dvs at målinger i forskellige bånd skal variere i takt.
    Kurverne viser at man opnår dette ved a) små zenitdistancer og b) store teleskopdiametre. Det burde derfor være muligt at undertrykke scintillationen betydeligt ved at måle f.eks. forholdet G/sqrt(B*R). Det bliver interessant at se, om man kan få støjen på forholdet ned i nærheden af fotonstøjen.

    #103333

    swr
    • Giant

    Det bliver spændende at prøve, og jeg glæder mig rigtigt meget til at komme i gang.

    Der går dog en del tid før jeg er på banen med noget brugbart. De halvanden måned jeg skal vente på teleskopet er desværre nok den mindste del af problemet.

    Som nybegynder har jeg holdt lidt igen på budgettet, så jeg har valgt et 11″ teleskop, der er det mindste der kan bruges nogenlunde seriøst til denne form for fotometri. Hvis man skal op i 14″ bliver både teleskopet men i særdeleshed monteringen en hel del dyrere, hvis det skal være stabilt nok til astrofoto. Samtidig med det følger at udfordringerne med guiding, PEC etc. ikke bliver mindre med 4m brændvidde, så jeg vurderede at det både økonomisk og teknisk blev en stor mundfuld at gabe over med mit ikke eksisterende erfaringsniveau. Jeg tror jeg skal stramme mig gevaldigt an for at have 11″eren oppe at køre nogenlunde fornuftigt når de mørke nætter begynder i november.

    For at spare penge har jeg købt et billigt masseproduceret made-in-china teleskop, som er en some-assembly-required løsning. Man skal selv skille det ad, polere de indvendige dele, smøre, skifte og justere de indvendige lejer for at få PEC’en ned på et acceptabelt niveau. Man kan være heldig at få et godt eksemplar direkte fra fabrikken, men da jeg arbejder sammen med kinesere til dagligt og har en del erfaring på området, har jeg valgt at købe et hypertune kit frem for at spille i lotteriet. Under alle omstændigheder ville det have været meget dyrere at købe sig til en god PEC i stedet for selv at smøge ærmerne op.

    Når jeg i løbet af sommerferien har fået monteringen tunet skal jeg først til at lære alt om indstilling, kollimering, fokusering, flex etc. Dertil kommer hele softwaredelen som jeg først lige er begyndt at kikke på, så det skal jeg nok få adskillige måneder til at gå med. Der er meget at lære.

    Alt i alt vil jeg bare lige afstemme forventningerne til hvor hurtigt jeg kan begynde at bidrage med nogle seriøse målinger.

    #103335

    Bjarne
    Moderator
    • Super Nova

    SWR wrote: Det bliver spændende at prøve, og jeg glæder mig rigtigt meget til at komme i gang.

    Der går dog en del tid før jeg er på banen med noget brugbart. De halvanden måned jeg skal vente på teleskopet er desværre nok den mindste del af problemet.

    Alt i alt vil jeg bare lige afstemme forventningerne til hvor hurtigt jeg kan begynde at bidrage med nogle seriøse målinger.

    Man kaster sig aldrig direkte ud i seriøse målinger. Man skal først bevise at metoden nu også virker som formodet. Dravins et al. observerede Vega med en lille åbning. Du ikke alene kan, men du bør starte med en beskeden fotografisk linse for at få noget erfaring. Har du ikke købt et drev, som kan følge himlens bevægelse? Gangen behøver ikke at være afsindig nøjagtig med en 50mm linse. En klar stjerne som Vega burde give rigeligt med fotoner, så fotonstøjen kommer langt under 1 millimag. Hvis du kan bevise at scintillationsstøjen kan bringes ned under 1 millimag for et farveindex som det jeg skitserede, vil jeg undersøge, om der findes stjerner, der der er interessante at undersøge i mag(G) – 0.5*mag(B) – 0.5*mag(R), eller i en anden kombination af R, G og B.

    #103337

    jesperg
    Deltager
    • Super Nova

    Det er en interessant snak I har, den er også meget teknisk.

    Lad mig opsummere og spørge om noget helt praktisk, for at se hvad jeg har forstået korrekt.

    Det drejer sig om en metode til at lave ekstremt nøjagtige målinger/fotometri af stjerner, foretaget af amatører.

    Der kan anvendes DSLR kamera og optikken kan være foto-objektiver eller store teleskoper.

    Hvilken optik vil være optimal (stor åbning, hurtigt f-forhold, brændvidde) ?

    Data kan anvendes af professionelle.

    Er det ment som et amatør bidrag i jagten på Exo-planeter ?

    Er der andre formål med målingerne ?

    Hvem kan i givet fald bruge data, hvis de bliver gode ?

    Er det en fordel med et netværk af samtidige koordinerede observationer, eller kan de stå alene ?

    Les Cowley har i øvrigt lavet en forklaring på scintilation: OPOD


    Jesper G.

    #103338

    Bjarne
    Moderator
    • Super Nova

    BjarneT wrote:
    Kurverne viser at man opnår dette ved a) små zenitdistancer og b) store teleskopdiametre. Det burde derfor være muligt at undertrykke scintillationen betydeligt ved at måle f.eks. forholdet G/sqrt(B*R).

    Der er 2 forskellige effekter: 1) Refraktionen afbøjer en blå stråle mere end en rød stråle. En rød og en blå stråle, som rammer midt i objektivet, vil derfor fjerne sig fra hinanden, når man følger dem baglæns op i atmosfæren, indtil de eventuelt har fjernet sig mere end objektivets diameter. Scintillationen bliver i dette tilfælde forskellig i de to farver. Hvor langt sigtelinien skal ned mod horisonten, før man får et problem, afhænger af teleskopets diameter. Hvis man observerer lodret op, vil der aldrig ske en adskillelse mellem en rød og en blå stråle. Fordelene ved en stor diameter er a) man kan observere svagere stjerner og b) man kan observere dem længere ned mod horisonten. Dette betyder at man har en større sandsynlighed for at finde en astrofysisk interessant stjerne. Man kan imidlertid altid teste metoden med et lille objektiv, da man altid kan finde en klar men måske astrofysisk uinteressant stjerne, som passerer hen over hovedet på et eller andet tidspunkt (om natten).
    Den anden effekt er 2) diffraction af lyset i det forstyrrende lag i højden h meter. Størrelsen af de “flyvende” skygger afhænger af bølgelængden. Diffraction giver størrelsen sqrt(lambda*h), som er af størrelsesordenen 50 mm for visuelt lys; men den er større for rødt lys end for blåt lys. Scintillationen er større i blåt end rødt lys, hvis man anvender et objektiv med D < 50 mm. Dette er årsagen til at jeg foreslår et index af formen Index = G – a*B – b*R, a + b = 1, og G, R og B er magnituder svarende til de 3 farver. a og b interpolerer variationerne i B og R til bølgelængden for G. Nu kender jeg ikke de effektive bølgelængder for B, G og R, så jeg antager at G er midt mellem B og R, så man får a = b = 0.5.

    #103339

    swr
    • Giant

    Det lyder fint.

    Jeg har købt et CGEM DX drev som sagtens kan følge stjernerne, men den gør det bare ikke specielt nøjagtigt fra fabrikken af. For at få den periodiske fejl ned skal man selv gøre alle de ting der ikke er tid til at gøre på samlebåndet i Kina, hvor de gerne skal sprøjte ud i en lind strøm.

    Det burde kunne klares på en uges tid da der følger en detaljeret videoinstruktion og specialværktøj med i hypertune kittet. Jeg håber derfor at have det hele klar til brug engang i juli. Når det er blevet samlet kan man yderligere forbedre den periodiske fejl ved at minimere slip og backlash. Man udnytter at snekketandhjulene er lavet i forskellige materialer. Stål er meget hårdere end messing, så messing tandkransen vil langsomt forme sig efter ståltandhjulet. Man strammer tandhjulet en anelse for meget, således at det visse steder går en anelse ned i hastighed, og så kører man med det ind til det ikke længere “går på”. Herefter strammer man en anelse mere og finder det næste sted der “går på” og gentager proceduren ind til det går helt jævnt hele vejen rundt. Det vil sikkert tage en uges tid, men så skulle det også være bedre end nyt.

    Jeg regner derfor med at kunne lave de første forsøg engang sidst i juli, hvor jeg har planlagt en tur til vores sommerhus på Endelave. Her er der næsten ingen lysforurening, så der burde jeg kunne lave nogle gode optagelser (årstiden taget i betragtning).

    #103340

    Bjarne
    Moderator
    • Super Nova

    JesperG wrote:

    Det drejer sig om en metode til at lave ekstremt nøjagtige målinger/fotometri af stjerner, foretaget af amatører.

    Der kan anvendes DSLR kamera og optikken kan være foto-objektiver eller store teleskoper.

    Hvilken optik vil være optimal (stor åbning, hurtigt f-forhold, brændvidde) ?

    Les Cowley har i øvrigt lavet en forklaring på scintilation: OPOD

    Mit første motiv var at forklare scintillationen som grunden til at Kepler er så god til fotometri. Dernæst kom iden til at undersøge, om man kan opnå tilsvarende fotonbegrænsede resultatet fra jordoverfladen. Jeg blev så opmærksom på at det nye Nikon D800 har en fantastisk lav udlæsestøj samt en meget respektabel QE, selvom det ikke er helt klart, om RGB filtrene er medtaget eller ej (men det kan jo undersøges). At CMOS chippen er en farvedetektor kan vendes til en fordel, idet den tillader helt simultan fotometri med meget korte eksponeringstider. Professionelle CCD kameraer er altid uden indbygget filter, så man skifter normalt filter mellem hver optagelse, så muligheden for korrektion for scintillation forsvinder. Der findes dog nogle multikanalfotometre; men de har forskellige detektorer i de forskellige kanaler. De er normalt ikke konstrueret til korrektion for scintillation.
    Jeg har derfor fået den ide at man kan lave fotonbegrænset index fotometri af klare stjerner med denne her CMOS-detektor. Et index er magnituden for et spektralt bånd minus en vægtet middelværdi af magnituder for 2 spektrale bånd på hver side af det centrale bånd. Så er det jo bare spørgsmålet, om Sony har valgt nogle farvefiltre, som kan måle noget astrofysiskt interessant.
    Jeg har nogle ideer; men jeg vil helst først se et bevis for at ideen fungerer i praksis. Der er altid en mulighed for at lave noget nyt og interessant, når man får et apparat, som kan noget nyt.

    Billedet af de lysende områder på jordoverfladen illustrerer udmærket årsagen til scintillationen. Sagen er at disse mønstre stort set er ens i forskellige farver, hvis stjernen ikke befinder sig for langt fra zenit.

Viser 15 indlæg - 31 til 45 (af 178 i alt)

Emnet 'Kan man slå Kepler fra jorden?' er lukket for nye svar.