venerdì 30 novembre 2012

M67 prove fotometriche

Mi sono divertito a fare alcune prove per automatizzare (o quasi) la ricerca dell'indice di colore in campi stellari acquisiti con filtri fotometrici RBVIU.

M67 VBR pseudo color
Premetto che non ho ancora calcolato il coefficiente di risposta dei filtri, per cui i dati qui presentati sono provvisori.

Mi sono collegato in remoto con ITELESCOPE utilizzando il telescopio T5 0.25-m, acquisendo immagini dell' ammasso aperto M67, utilizzando il filtri V R e B.

alcune stelle individuate con sextractor
Per individuare le stelle all'interno delle immagini utilizzo sextractor il quale mi crea un file per contenete la magnitudine strumentale, le coordinate AR e Dec (le immagini sono state precedentemente astrometrizzate)

 Nell'immagine a fianco un esempio delle stelle trovate da sextractor, filtrate con mag  17.

Una volta estrapolato dalla immagini i dati, ho tre file  contenenti la magnitudine strumentale per ogni filtro.




#   1 MAG_ISO         Isophotal magnitude                             [mag]
#   2 MAG_AUTO        Kron-like elliptical aperture magnitude         [mag]
#   3 MAG_BEST        Best of MAG_AUTO and MAG_ISOCOR                 [mag]
#   4 X_IMAGE         Object position along x                         [pixel]
#   5 Y_IMAGE         Object position along y                         [pixel]
#   6 ALPHA_J2000     Right ascension of barycenter (J2000)           [deg]
#   7 DELTA_J2000     Declination of barycenter (J2000)               [deg]
#   8 FWHM_IMAGE      FWHM assuming a gaussian core                   [pixel]
#   9 FLUX_MAX        Peak flux above background                      [count]
#  10 FLUX_BEST       Best of FLUX_AUTO and FLUX_ISOCOR               [count]
 10.9872  11.0272  10.9809    712.247     92.118 132.8639646 +12.1275237    27.32     65442.18      2556548
 11.7438  11.7824  11.7824   1095.791     74.601 132.6827019 +12.1279113     4.85     65451.47      1221912
 18.7755  17.9220  18.2863   1543.149     28.789 132.4707467 +12.1399173    12.84     78.95376     3058.259
 14.8945  14.9164  14.9164   2101.892     24.988 132.2071484 +12.1300568     4.95     6021.165      68144.2
 16.5219  16.5359  16.5359   2089.122     14.418 132.2129437 +12.1351981     4.21     1606.215     15334.09

 Vi è una correlazione tra il c.d. indice di colore  e la luminosità delle stelle che permette di individuare, la classe spettrale delle stelle come dal diagramma Hertzsprung–Russel (HR).

B-V e V-R temperatura
Dall'indice di colore è possibile indicativamente risalire alla classe spettrale, in rete si trovano moltissime informazione, io utilizzo questi dati per correlare i dati.
Nel grafico seguente sono plottare i valore dell'indice colore B-V e V-R, e la relativa temperatura superficiale delle stelle e quindi alla Classe Stellare.





 In pratica, se dalla nostra analisi troviamo un indice di colore B-V = 0.30 o V-R=-0.13, la stella ha una temperatura di 26500 corrispondente alla classe spettrale tipo B0V.

Utilizzando le immagini di M67 ( ammasso standard per la configurazione fotometrica) effettuate con i filtri B e V , e riportando per ogni stella la differenza tra la magnitudine strumentale del filtro B e quella del filtro V ( B-V), ottengo il seguente grafico, dove il colore del punto stellare corrisponde all'indice colore trovato e di conseguenza alla temperatura.


M67 Virtuale clicca per ingrandire

I dati plottati con indice di colore e magnitudine strumentale si ottiene un grafico che assomiglia al diagramma HR.

M67 HR clicca per ingrandire
Costruiamo adesso il grafico delle frequenze 
M67 Frequenza
Cosi possiamo notare che utilizzando i filtri B-V abbiamo la maggior parte di stelle hanno un indice colore tra 0.88 - 0.94 ( G8IV  5100 T - G8III   4870 T).

Con lo stesso procedimento mettiamo in grafico i dati relativi alla differenza tra il filtri V e R.


M67 V-R
 Il risultato ottenuto è in linea con quando in precedenza fatto da altri.
segnalo un interessante articolo sulla rivista online AstronomyOnline.net, che tratta in modo molto piu approfondito l'argomento. 

Concludendo, con il metodo semi-automatico di estrapolazione e analisi delle immagini astronomiche, nel video meglio descritto, sono riuscito ad ottenere un discreto risultato, nonostante non sia stata fatta alcuna calibrazione, che sicuramente avrebbe permesso di ottenere un risultato migliore.


Il Video mostra le procedure che ho utilizzato per ottenere i dati esposti.


 UPDATE

 Ho calcolato i coefficienti di correzione per il telescopio T5 NM (USA) Itelescope

Utilizzando le stelle standard dell'ammasso M67, (64 stelle), ho calcolato per ogni filtro il valore di slope utilizzando in ascisse i valori della mag strumentale ed in ordinate la magnitudine standar delle stelle in M67, come nel grafico a fianco.

Per i filtri ho trovato i seguenti valori :
 
  • Filtro V = 0.996(v)-2.813
  • Filtro B = 0.894(b)-2.940
  • Filtro R = 0.999(r)-2.675 
Dove v,b,r è la magnitudine strumentale estrapolata dalle imaggini con sextractor.


Dalla magnitudine strumentale, ho ricavato la magnitudine ridotta.
Confrontando l' Indice di colore delle 64 stelle standar in M67, e l'indice di colore ricavato utilizzando la magnitudine ridotta  delle stesse stelle individuate da sextractor ricavo il seguente grafico, che mostra la differenza dell'indice di colore dei filtri rispetto al sistema standard.

B-b, V-v R-r


Nel grafico sotto, la differenza tra l'indice di colore calcolato con la magnitudine strumentale e la magnitudine corretta.

Differenza tra mag strumentale e corretta B-V


Ed infine ecco il grafico HR dell'ammasso M67 nei filtri B-V

M67  B-V


 ed in ultimo il grafico V-R corretto




Adesso applichiamo la stessa procedura sull' ammasso NGC 1245.
In questo caso utilizzo solo le immagini ottenute con i filtri B e V, in quanto l'immagine in filtro R risulta mossa.

L'ammasso NGC 1245 è molto compatto pertanto ho deciso di estrapolare soltanto le stelle nelle vicinanze dell'ammasso, selezionandole con il software DS9 come nell'immagine.
Selezione delle stelle da esaminare in NCG 1245
Una volta selezionate le stelle da analizzare, in tutto 150, ho provveduto a calibrarle ed ecco il risultato.

NGC 1245 HR filter B-V
Adesso vediamo come le stelle dell'ammasso sono distribuite nello spazio secondo l'indice di colore B-V.
NGC 1245 B-V
Ed infine analizziamo la frequenza dei dati

Frequenza filtro B-V
NGC 1245 B-V > 1.9
Per finire un animazione filtrata per codice colore B-V con steep di 0.5

Animazione
Per maggiori informazioni sull'ammasso NGC 1245 consultare l'articolo NGC 1245 - an intermediate age open cluster.

Adesso vediamo l'ammasso M3
M3 BRV color
Anche in questo caso il diagramma è molto simile ad altri lavori svolti su questo ammasso globulare, come nell'artico di Sahana Kumar, ovviamente considerando la strumentazione utilizzata per effettuare questo lavoro.

M3 B.V


Stelle esaminate in M3 con indice colore B-V

Confronto tra l'ammasso M3 e NGC 1245, si nota che hanno una distribuzione similare, NGC 1245 risulta avere un indice colore più "freddo" rispetto a M3.


Sotto particolare del precedente diagramma, la riga di colore BLU rappresenta il diagramma HR. Si noto sia in M3 che in NGC 1245 la linea del turn-off.

M3 e NGC 1245 B-V.




Confrontiamo graficamente l'indice delle frequenze dei due ammassi globulari
M3 NGC 1245 frequneze

 
backman


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