Технические аспекты фотометрии переменных звезд

[Kostyan]

  Данная сводка полезных материалов является суммированием разговора по фотометрии переменных звезд, которое позволит, как предполагается, скорее разобраться новичкам, а также продолжающим в этом нелегком деле фотометрии переменных.
Благодарности

(кликните для показа/скрытия)

Сперва-наперво хотел поблагодарить Максима (а-как KMM), Ивана (а-ка SERIV) и Виталия (а-ка Астровитянин) за помощь в создании данной сводки. Без этой помощи я бы не смог просуммировать сказанное.

Литература

(кликните для показа/скрытия)

• AAVSO Руководство визуальных наблюдений переменных звезд. Переводчик на русский язык проф. Николай Самусь. Содержит базовые понятия наблюдения переменных.
• Переменные звёзды и их наблюдение. В. П. Цесевич. 1980 г.. Книга хоть слега и устарела по астрофическим принципам пояснения того или иного типа переменных, но дает наиболее полный список всех типов переменных, а также их исчерпывающее описание.
• The Handbook of Astronomical Image Processing / bу Richard Berry and James ВurпеН. Содержит базовые понятия и формулы для астрофотографии.
• Любительская астрофотография. Л.Л.Сикорук М.Р.Шпольский. 1986. Глава 5.16 дает вычисления предельной звездной величины, которая получается фотографически, а также определяет максимальную выдержку.
• AAVSO_DSLR_Photometry_software_tutorials. Фотометрия в программе IRIS.
• The AAVSO DSLR Observing Manual. Руководство по наблюдениям переменных с помощью цифровых фотоаппаратов. Здесь также описаны методы переводы фотометрических данных с различных систем.

Типы переменных

(кликните для показа/скрытия)

VSX
wikipedia

Каталоги переменных звезд

(кликните для показа/скрытия)

• General Catalogue of Variable Stars(GCVS). Официальный основной каталог переменных звёзд.
• The International Variable Star Index (VSX). Наиболее полный каталог на сегодня.
• VarAstro. Каталог чешского астрономического общества.

Программы для переменных звезд

(кликните для показа/скрытия)

Фотометрия

• ASTAP. Бесплатная.
• AstroImageJ. Бесплатная.
• Maxim DL. Платная.
• IRIS. Бесплатная.

Поиск новых

• VAST. Бесплатная.

Фотографические системы

(кликните для показа/скрытия)

• Johnson system UBV. Самая первая система. Содержит три фильтра со следующей центральной волной пропускания: U(364нм),   B(442нм),   V(540нм).
• The Johnson-Kron-Cousins UBVRI. Содержит пять фильтров со следующей центральной волной пропускания: U(343нм), B(425нм), V(547нм), R(590нм), I(860-950нм).
• Sloan, SDSS. Фактически является адаптацией адаптацией UBVRI под современные матрицы. Содержит пять фильтров со следующей центральной волной пропускания: u'(354нм), g'(475нм), r'(622нм), i'(763нм), z'(905нм).

Более подробно про разные системы можно почитать в оригинальной статье Бесселя.
Кривые пропускания для разных фильтров разных систем можно увидеть по следующей ссылке.
Примеры промышленно выпускаемых фильтров
- Баайдер (Sloan система)
- Антлия (Sloan система)
Руководство как использовать произвольную камеру и набор фильтров (глава 6.4-6.6).

Полезные формулы

(кликните для показа/скрытия)

• Предельная звездная величина
  \( m_{max} = a + 5·lg(D) + 2.15lg(T) \)
  где
  D - диаметр апертуры телескопа в мм,
  T – время накопления в минутах,
  a - константа, зависящая от вашего оборудования, подбирается индивидуально.
  
• Отношения размера пикселя к функции рассеяния точки (англ. point spread function, PSF)
  \( 2*d_{px} <= d_{psf} \)
  где
  \( d_{px} \) - линейный размер пикселя для ч/б камеры,
  \( d_{psf} \) – диаметр первого максимума дифракционного кольца.
  
  Иными словами, в первый максимум дифракционного кольца должно попасть два пикселя камеры.
  
  \( F_{min} = \frac{D*d_{px}}{1.22*\lambda} \)
  где
  D - диаметр апертуры телескопа в мм,
  \( d_{px} \) - линейный размер пикселя камеры в мкм,
  \( \lambda \) - длина волны в нм,
  \( F_{min} \) - минимально необходимое фокусное расстояние телескопа по Найквисту/Котельникову в метрах.
  
  Пример расчета для апертуры в 100мм, размере пикселя 3.76мкм(матрица IMX533) и длине волны 550нм :
  \( F_{min} = \frac{D*d_{px}}{1.22*\lambda}=\frac{100*3.76}{1.22*550}=0.56 м \)
  

Полезные онлайн калькуляторы

(кликните для показа/скрытия)

• Sharpcap. Позволяет рассчитывать количество электронов в секунду от засветки.
• astronomy.tools. Позволяет рассчитывать поле зрения для фотографии.

Прочие полезные материалы

(кликните для показа/скрытия)

Поглощение в атмосфере

* h, g, F, e, C and r spectral lines correspond to 406, 436, 486, 546, 656 and 707nm wavelength, respectively.
Пример расчета SNR
Ссылка на CN.

[KMM]

Линк на звезду в VSX: https://vsx.aavso.org/index.php?view=detail.top&oid=44137 Пределы изменения яркости указаны 3,30-3,31 V. Необходима ревизия этой звезды.   Прилагаю график по этой звезде от AAVSO. Крестиками показаны наблюдения Андрея.  Как альтернативу визуалу, могу порекомендовать фотонаблюдения. Дешевая цифрозеркалка и простенький штатив,  софт ASTAP позволят автоматически фотометрировать сотни объектов легко и просто. Тем более софт бесплатный.

Для фотонаблюдений ярких звёзд нужно большое поле зрения. А у широкоугольных объективов, даже если прикрыть диафрагму, всё равно сильное виньетирование остаётся. Чтобы реально повысить точность фотометрии, нужно снимать флеты. А это тот ещё квест с широкоугольными объективами, ведь уже плоская панель не годится - слишком большая разница в расстоянии между объективом и центром и краем плоской панели, т.е. уже чисто из-за геометрии даже идеально равномерно яркая, но плоская панель, создаст потемнение к краю на идеальном фотообъективе (без виньетирования). Ну и из-за разной высоты над горизонтом звёзд сравнения и переменной уже сказывается экстинкция. Короче, фотонаблюдения хороши в таком случае только своей документальностью, но без всех этих поправок реальная точность (с учётом всей этой систематики) будет не лучше визуальных оценок опытного наблюдателя.
Ну, или брать камеру подороже, у которой большой динамический диапазон с небольшими шумами, чтоб брать звёзды сравнения тусклее, чем переменная, на несколько звёздных величин. Но тогда это будет экстраполяция по сути, раз все звёзды сравнения намного тусклее. Но тогда не надо учитывать экстинкцию.
Кстати, Иван, любопытно, а сколько ASTAP показывает по твоим снимкам динамический диапазон по звёздам? Ну, он пишет, когда обсчитывает снимки, что-то типа звёзды такого блеска засвечены, самые слабые звёзды с SNR=7 такого-то блеска - вот если посчитать разницу по этим оценкам, то при среднем качестве неба какой диапазон зв.вел. у тебя выходит с разными камерами?

[SERIV]

А ещё я заметил, что ASTAP пишет разную точность измерений блеска в зависимости от того, сколько и каких снимков загружено для фотометрии за раз

Привет Максим! Под "какими" снимками имеется ввиду снимки с разной прозрачностью атмосферы? Если так, то все верно.  Чем больше предельная зв.величина на снимке, тем выше уровень SNR, соответственно выше точность фотометрии. Но вот от  численности загруженных снимков точность фотометрии зависеть никак не должна. Это может быть баг в софте ли нечто в этом роде.

[SERIV]

Чтобы реально повысить точность фотометрии, нужно снимать флеты. А это тот ещё квест с широкоугольными объективами, ведь уже плоская панель не годится - слишком большая разница в расстоянии между объективом и центром и краем плоской панели, т.е. уже чисто из-за геометрии даже идеально равномерно яркая, но плоская панель, создаст потемнение к краю на идеальном фотообъективе (без виньетирования). Ну и из-за разной высоты над горизонтом звёзд сравнения и переменной уже сказывается экстинкция. Короче, фотонаблюдения хороши в таком случае только своей документальностью, но без всех этих поправок реальная точность (с учётом всей этой систематики) будет не лучше визуальных оценок опытного наблюдателя.

Есть такая проблема. Поэтому хочу определить наиболее подходящее поле зрения чтобы использовать наилучшим образом флеты для улучшения точности фотометрии. Насколько я понял в ASTAP происходит автоматическая фотометрическая калибровка снимка по нескольким десяткам звезд сравнения из каталога GAIA, когда зв.величины пересчитываются в V. Потом я извлекаю зеленый канал и наблюдения идут в полосе "TG". Кстати, можно извлекать и в синем канале "TB" и в красном "TR". Возможно, придется отказаться от идеи снимать на широких полях. Я глянул как ложатся мои наблюдения в фотометрические кривые AAVSO. В большинстве случаев имеется более-менее хорошее соответствие. Пусть даже точность фотометрии по ярким объектам на широких полях будем сравнима с точностью фотометрии опытного визуальщика. Все дело в выходном КПД труда фотометриста. Я помню в 90-х годах изучал RZ Cas у Брюханова И.С. на РЦТТУ почти неделю смотря в микроскоп на негативы его фототеки. А сейчас "снять" фотометрию сотен объектов со своих снимков не представляет никакого труда. Например, я сейчас зимой перегоняю в AAVSO с помощью ASTAP некоторые свои результаты по таймингу затменных переменных звезд, полученные в прошлые годы. А именно - фотометрирую все объекты кроме самих "тайминговых" звезд, ведь данные по ним я отправил в AAVSO в прошлые годы.

[SERIV]

Кстати, Иван, любопытно, а сколько ASTAP показывает по твоим снимкам динамический диапазон по звёздам? Ну, он пишет, когда обсчитывает снимки, что-то типа звёзды такого блеска засвечены, самые слабые звёзды с SNR=7 такого-то блеска - вот если посчитать разницу по этим оценкам, то при среднем качестве неба какой диапазон зв.вел. у тебя выходит с разными камерами?

Камер у меня две. Одна canon 400d, вторая canon 450d. Все зависит от текущего  фокусного расстояния обьектива. Для f=55 мм напротив звезд 1-й величины ASTAP пишет "Bad".  Т.е.  хорошая фотометрия начинается где-то со 2 величины и  до 6-6.5 зв.величины при предельной зв.величине около 8 со штатным EF-S 18-55. Это при ISO 400 и экспозиции одиночного снимка 10 сек. Но вот при фокусном расстоянии 18 мм фотометрируемый диапазон смещается в сторону ярких звезд и до примерно 4-5. Например, Rho Cas 4.6 вел.  ASTAP уже почему-то "не видит". такой же примерно фотометричский диапазон для звезд если снимать с Gelios 2/58,  при эксп. 8 сек. от 2 до 6.5 , но предельная зв.величина уже под 9 на сложенных по 4 шт снимках скриптом для Maxim  DL.

[SERIV]

Кстати, на небе могут быть еще никем не открытые яркие Алголи с большими и очень большими периодами, да и к тому же близкими к целым числам. Даже может быть орбитальный телескоп TESS не сможет "попасть" на затмение, поскольку не будет же он работать на орбите десятилетия! В этом плане ASTAP позволяет создавать на ПК локальную DB со всеми отфотометрированными звездами и потом обращаться к этой БД , например, искать ослабления звезд, вспышки, всевозможные фотометрические аномалии. Нечто схожее имеется, это японский проект по мониторингу ярких переменных KWS. К их БД имеется доступ через веб-сервис.

[KMM]

А ещё я заметил, что ASTAP пишет разную точность измерений блеска в зависимости от того, сколько и каких снимков загружено для фотометрии за раз

Привет Максим! Под "какими" снимками имеется ввиду снимки с разной прозрачностью атмосферы? Если так, то все верно.  Чем больше предельная зв.величина на снимке, тем выше уровень SNR, соответственно выше точность фотометрии. Но вот от  численности загруженных снимков точность фотометрии зависеть никак не должна. Это может быть баг в софте ли нечто в этом роде.

Привет! Давненько сюда не заходил...
Вот как раз нет, к сожалению, там не так, как ты предположил, там всё "хитрее". Вот отснял я серию AE UMA, загрузил все снимки - получил в колонке MERR одни значения. Потом я экспериментировал только с одним снимком и с точно такими же настройками смотрю, а эта прога пишет у того же снимка уже другое значение MERR! Добавлял-убавлял в обработке снимки, и выходило, что у одних и тех же снимков с тем же настройками почему-то выдавало MERR разное в зависимости, сколько было снимков загружено! Т.е., похоже, там что-то считается по всем загруженным снимкам (например, среднюю инструментальную звёздную величину звёзд сравнения). Я из их документации так и не понял, что именно происходит (правда, я не сильно вчитывался). Но, в общем, заметил, если серия длинная (час-два) и за это время состояние неба хоть и визуально не было заметно, но что-то поменялось, например, из-за изменения влажности прозрачность воздуха, то ASTAP уже для всей серии изменит MERR.
В MaxImDL, кстати, с версии 6.21 поменяли логику расчёта MERR. Вот из их Release Notes:
"Photometry:  The calculations used to calculate the magnitude and error measurements from the raw collected data have been reviewed and revised.  The math used is now clearly documented in this manual. Added aperture, gap, and annulus widths to the CSV export options."
Никаких деталей, но, в общем, если раньше они указывать MERR в зависимости от SNR переменной звезды, то с 6.21 они усложнили логику. Подробнее можно почитать тут в их справке https://cdn.diffractionlimited.com/help/maximdl/Photometry_Calculations.htm Если кратко, то если используется 3 и более звёзд сравнения, то MERR они считают с учётом разброса инструментального блеска звёзд сравнения от их каталожных величин, которые ты вносишь.
В ASTAP https://www.hnsky.org/astap.htm#photometry что-то в этом же духе. Вот только они нигде не пишут, инструментальные величины и отклонения они считают по одному снимку или по всем обрабатываемым за раз!..

Кстати, Иван, любопытно, а сколько ASTAP показывает по твоим снимкам динамический диапазон по звёздам? Ну, он пишет, когда обсчитывает снимки, что-то типа звёзды такого блеска засвечены, самые слабые звёзды с SNR=7 такого-то блеска - вот если посчитать разницу по этим оценкам, то при среднем качестве неба какой диапазон зв.вел. у тебя выходит с разными камерами?

Камер у меня две. Одна canon 400d, вторая canon 450d. Все зависит от текущего  фокусного расстояния обьектива. Для f=55 мм напротив звезд 1-й величины ASTAP пишет "Bad".  Т.е.  хорошая фотометрия начинается где-то со 2 величины и  до 6-6.5 зв.величины при предельной зв.величине около 8 со штатным EF-S 18-55. Это при ISO 400 и экспозиции одиночного снимка 10 сек. Но вот при фокусном расстоянии 18 мм фотометрируемый диапазон смещается в сторону ярких звезд и до примерно 4-5. Например, Rho Cas 4.6 вел.  ASTAP уже почему-то "не видит". такой же примерно фотометричский диапазон для звезд если снимать с Gelios 2/58,  при эксп. 8 сек. от 2 до 6.5 , но предельная зв.величина уже под 9 на сложенных по 4 шт снимках скриптом для Maxim  DL.

Я имел ввиду, когда нажимаешь на кнопку "Play button", и ASTAP начинает обрабатывать снимки (резолвить координаты и т.д.), то внизу в логе среди прочего для каждого снимка проскакивает что-то типа такого:
"Limiting magnitude is 13.65 ( σ=0.0074, SNR=7, aperture ⌀1.4) Saturation at ≈ 6.7"
Т.е. тут динамический диапазон, выходит, 13.65m-6.7m=6.95m - почти 7зв.вел. Ну, реально меньше, потому что тут до SNR=7, а уже ниже SNR=30 желательно не опускаться, потому что уже шумы сказываются на точности.
Вот про это я спрашивал.
Ещё из особенностей ASTAP, которую я заметил, на снимке показывать может много переменных звёзд с подписями, но в окне фотометрии многих может не быть. Похоже, там просто есть лимит на количество звёзд, которые берутся в работу. Потому для больших полей вместо "Measure all stars" лучше выбирать в настройках "Measure all annotated". Тогда измеряются только те звёзды, которые есть в аасошной базе. Это мне помогло, когда я попробовал с новой своей камерой с чипом Sony IMX533M поснимать через Rokinon 85mm, а то никак не появлялись в списке переменные звёзды, хорошо видимые на снимке и отмеченные ASTAP'ом.
Там потом можно ещё снять галочку с "Ensible local database", чтоб отметить как звёзды сравнения только те звёзды, которые рядом с переменкой - поможет лучше оценить блеск, если не было калибровки флетами, а на снимке есть звёзды сравнения, которые далеко от переменки, и на них уже другая величина виньетирования сказывается.
Кстати, я закрываю диафрагму до F4-F5, чтоб как раз уменьшить виньетирование фотообъективов (ну и чтоб качество изображений звёзд по полю не так радикально отличалось бы, особенно ближе к краям). Ну и выбираю изначально объективы под full frame для небольших матриц - тогда около центра ещё меньше виньетирование, и тогда можно обойтись без флетов, если не нужна супер точность (точнее +/-0,05m).

Кстати, если кому интересно моё впечатление о Rokinon 85mm. Мне нужен был мануальный фотообъектив средних фокусных расстояний с кеноновским байонетом. На али есть любопытные переходники: с одной стороны кеноновский байонет, с другой стороны - Т2 резьба (M42x0.75), а посередине лоток для фильтров, плюс есть вариант прям с креплением к штативу. Сзади рабочий отрезок остаётся 17.5мм - стандартный как для многих любительских дипскай камер, так и для "охранок" с C-mount. Вот такой я и взял под компактный сетап на более-менее большие поля (если сравнивать с полем зрения через телескоп, конечно). А так как автоматические объективы закрывают диафрагму только, когда есть питание от камеры, искал вот мануальный недорогой объектив. Начитавшись отзывов, мол, очень хороший объектив для астрофото звёздных полей, я его заказал, получил. Ну... Во-первых, он "птичет" на краях даже на относительно небольшом 533 сенсоре даже на F5! Хотя по земным объектам этого особо и не видно, он даёт чёткую картинку в центре, да и по краям хорошо выглядит даже с F1.4 - никаким гелиосам такое и не снилось.
Плюс если на открытой диафрагме и несколько стопов ниже у него "классическое" виньетирование (т.е. когда самая яркая часть - это центр, к краям темнее), то на F4-F5.6 у него виньетирование... бубликом! Я впервые такое увидел. Т.е. там центр лишь слегка ярче углов, но зато есть яркий широкий "бублик" вокруг центра! Но, благо, он хорошо калибруется флетами с флет панели/бокса.
Но всё же, я не ожидал, что в городе с засветкой и смогом, на снимках через стеклянный (в смысле, который из цветных стандартных стёкол сделан, а не интерференционный, а это значит, у него в максимуме поглощение больше, чем у интерференционных) фотометрический светофильтр V на стеке из 20 снимков по 15с выйдет аж вот так, как выше я привёл сообщение из ASTAP, что он дострелит аж до 13.65m! И это при том, что я диафрагму прикрыл до F5 (промежуточный стоп между F4 и F5.6), т.е. там апертура примерно всего лишь 17мм! В другую ночь на светлеющем небе вот так посчитало: "Limiting magnitude is 12.84 ( σ=0.0077, SNR=7, aperture ⌀1.4) Saturation at ≈ 6.5" - проницание меньше, но всё равно говорит о том, что, по крайней мере, до 12m можно с этим сетапом наблюдать, что не может не радовать.
В принципе, можно уменьшить выдержку и гейн (с меньшим гейном шире динамический диапазон, но и шумы считывания тоже выше), тогда можно фотометрировать и поярче звёзды. Но меня они мало интересуют, я ведь этот сетап собирал больше под то, чтоб иногда посматривать звёзды, которые я когда-то визуально с подзорной трубой наблюдал в былые времена. Так сказать, вернулся к истокам на новом уровне. ))) Но, может, кому-то пригодятся эти сведения при выборе оборудования для себя для ярких переменок.

[SERIV]

А у широкоугольных объективов, даже если прикрыть диафрагму, всё равно сильное виньетирование остаётся.

Это все так. Я вот думаю суммарный световой поток от звезды это постоянная величина в данный момент времени, иными словами, сумма ADU всех пикселей фотометрического изображения звезды равняется константе.
А раз так, то, по сути не имеет принципиального значения форма изображения звезды - черточка, треугольник или даже размытый дефокус - если сложить все ADU всех пикселей получим постоянную величину. Другой вопрос каким образом происходит процесс пересчета этого суммарного ADU в шкалу звездных величин. У каждого софта свой математический алгоритм такого преобразования, свой метод фотометрии. Могу , конечно, ошибаться. Как по мне, бояться сильного виньетирования не следует. Опять таки все зависит от задач. Если тайминг затменных переменных звезд, то там важно поточнее получить момент минимума - зачастую достаточно учесть только дарки. Если наблюдается звезда с целью получить кривую транзита экзопланеты EP, то точность фотометрии играет первостепенную роль и с "плохими" объективами лучше не наблюдать.

[SERIV]

Но всё же, я не ожидал, что в городе с засветкой и смогом, на снимках через стеклянный (в смысле, который из цветных стандартных стёкол сделан, а не интерференционный, а это значит, у него в максимуме поглощение больше, чем у интерференционных) фотометрический светофильтр V на стеке из 20 снимков по 15с выйдет аж вот так, как выше я привёл сообщение из ASTAP, что он дострелит аж до 13.65m! И это при том, что я диафрагму прикрыл до F5 (промежуточный стоп между F4 и F5.6), т.е. там апертура примерно всего лишь 17мм!

На 17 мм апертуре и Lim 13,65 да еще с диафрагмированным объективом ! И это в условиях городской засветки - как-то слабо верится. Хотя современная оптика сложная сейчас и чипы продвинутые. Это с чипом   Sony IMX533M ?

[SERIV]

Ещё из особенностей ASTAP, которую я заметил, на снимке показывать может много переменных звёзд с подписями, но в окне фотометрии многих может не быть. Похоже, там просто есть лимит на количество звёзд, которые берутся в работу. Потому для больших полей вместо "Measure all stars" лучше выбирать в настройках "Measure all annotated". Тогда измеряются только те звёзды, которые есть в аасошной базе. Это мне помогло, когда я попробовал с новой своей камерой с чипом Sony IMX533M поснимать через Rokinon 85mm, а то никак не появлялись в списке переменные звёзды, хорошо видимые на снимке и отмеченные ASTAP'ом.

Cкорее всего там нет никакого лимита на количество звезд, которые берутся в работу. Все дело в аберрациях объектива - дисторсии, астигматизме в первую очередь. Если не исправить дисторсию и иные аберрации, то переменные звезды будут отмечены на снимке, но эти отметки не будут совпадать с реальными местоположениями звезд. А раз так, то и провести фотометрию по  таким объектам, невозможно. Перво-наперво следует устранить дисторсию, а возможно и астигматизм. Как я это узнал? Смотрю на снимке подписана AR Cet, а в списке объектов для фотометрии ее нет. Но чудес не бывает - при хорошем зуме рассмотрел что там такое. Оказывается переменная находилась в нескольких минутах левее, чем обозначение звезды квадратиком. И это съемка EF-S 18-55 на f=55 мм. Можно и не исправлять дисторсию, тогда просто курсор подвести к изображению звезды и в самом низу программы в информационной строке прочитать значение яркости и "вбить" его в файл отчета для AAVSO.

[KMM]

Я вот думаю суммарный световой поток от звезды это постоянная величина в данный момент времени, иными словами, сумма ADU всех пикселей фотометрического изображения звезды равняется константе.

Ну, не совсем. Даже без атмосферы с идеальным сенсором всё равно это не постоянная величина. Дело всё в том, что свет - это не непрерывная волна, а это кванты. Когда квантов мало, это значит, что между моментами, когда соседние по времени кванты достигнут сенсора, может проходить заметное количество времени. И это при том, что это вообще ещё и случайное событие. А потому, в разные хоть и одинаковые по продолжительности интервалы времени до сенсора долетает разное количество квантов. Это так называемый фотонный шум. Кроме этого, у реального сенсора есть тепловые шумы и шумы считывания - тоже случайные события. Причём если все кванты света от звезды попадут в один пиксель, то количество электронов, накопленные в этом пикселе от фотонов, сложатся с электронами от шумов самого сенсора только в этом одном пикселе, а вот если, скажем, фотоны расползутся на 10 пикселей, то уже будет шум не от одного пикселя, а от 10. Так что там далеко не одинаковый будет сигнал за одинаковые промежутки времени.
Но, кстати, когда пиксель настолько крупный, что свет от звезды проваливается только в один пиксель - тоже не очень хорошо (негативно сказывается на точности). Дело всё в том, что сенсор - не сплошная светочувствительная пластина, а есть промежутки между светочувствительными пикселями. Потому когда размер пикселя соразмерен изображению звезды, просто из-за неточности ведения или вообще без такого будет разный процент изображения звезды каждый раз попадать на "слепые" участки сенсора.
Потому нужен баланс. И желательно, чтоб по всему снимку было примерно одно и то же, чтоб у каждого изображения звезды было одинаковое влияние этих всех внешних факторов, иначе будет разброс между звёздами сравнения ещё и из-за этого. Ну, не то, чтоб вообще нельзя, но просто надо понимать, что это всё снижает точность наблюдений, внося систематические ошибки.

Но всё же, я не ожидал, что в городе с засветкой и смогом, на снимках через стеклянный (в смысле, который из цветных стандартных стёкол сделан, а не интерференционный, а это значит, у него в максимуме поглощение больше, чем у интерференционных) фотометрический светофильтр V на стеке из 20 снимков по 15с выйдет аж вот так, как выше я привёл сообщение из ASTAP, что он дострелит аж до 13.65m! И это при том, что я диафрагму прикрыл до F5 (промежуточный стоп между F4 и F5.6), т.е. там апертура примерно всего лишь 17мм!

На 17 мм апертуре и Lim 13,65 да еще с диафрагмированным объективом ! И это в условиях городской засветки - как-то слабо верится. Хотя современная оптика сложная сейчас и чипы продвинутые. Это с чипом   Sony IMX533M ?

Да, с Sony IMX533M. 17мм апертуры - это уже с диафрагмированием. Так-то Rokinon 85мм/1.4 имеет почти 61мм апертуру, если снимать на открытой диафрагме. Но там даже на таком небольшом сенсоре на краях снимка слишком растягивает звёзды.
Но ты ж понимаешь, что это значит, когда SNR=7? По приблизительной формуле из аавсошного мануала жир 1/7=0,14m. Т.е. MERR будет +/-0,14m. А с такой точностью можно лишь, например, зафиксировать факт, что вот такая-то катаклизмическая переменная в минимуме, а не во вспышке. "Потыкав" другие свои снимки, я заметил, что от этого предела, который "нарисовал" ASTAP, надо отнять где-то 2-2,5m, чтоб примерно понимать, звёздам какого блеска эта программа измерит блеск с MERR на уровне 0,05-0,06m, при этом разница между минимальным и максимальным значением может быть больше 0.1m-0,15m. Т.е. если эта прога написала предел 13,6m, то по факту можно фотометрировать до примерно 11m, ну там ещё можно посмотреть, если очень надо, 12-12,5m, но уже разброс будет большим.
Вон, вчера обрабатывал одну из недавних сессий с той же камерой, но на скайвотчеровском ахромате 70/500мм и с на этот раз интерференционным фильтром V (от цветного стеклянного V от отличается только пропусканием в максимуме - выше 90% вместо 60%, если память мне не изменяет), то на стеках по 11 30-секундных снимков ASTAP мне написал предельную величину на уровне вообще 17.2-17.35m.
В общем, этот вот лимит, который пишет ASTAP, как когда-то один мой знакомый любил повторять цитату из какого-то американского фильма, "понты для приезжих". )) Но даёт примерное представление о возможностях сетапа, если внести поправку в 2,5m.
Кстати сказать, у этого ахромата 70/500 (который я когда-то давно купил бу в качестве гида к 200мм телескопу, но тот телескоп сейчас использовать не могу, а эту трубу пока использую чаще других) к моему удивлению хоть в Rc фильтре и уплывает фокус, но немного, терпимо. В идеале бы, конечно, если бы можно было установить автофокусёр, то можно было бы автоматически перефокусироваться между V и Rc фильтрами. Не знаю, какое качество было бы с B фильтром, обычно в синих лучах у ахроматов картинка расплывается, но с V и Rc можно работать и на ахромате, если вдруг по каким-то причинам кто-то не может использовать рефлектор, главное, чтоб были светофильтры.
А вот с покупкой фотометрических фильтров может возникнуть проблема. Недавно смотрел, кто сейчас их производит. Раньше самые недорогие, но качественные делала американская фирма Astrodon, но она закрылась ещё 10 лет назад. Далее по цене идёт германская Baader Planetarium. Они хоть и обещают парфокальность всех своих астрономических светофильтров всех своих нынешних серий, но один мой знакомый говорил, что у него на 200ммF4 ньютоне с корректором комы 0,95х его V и Rc светофильтры не парфокальны. Он не думает, что это связано с остаточным хроматизмом комакорректора, он винит только качество светофильтров. Ну, может, на такой светосиле в самом деле уже заметно расхождение, но, думаю, на менее светосильном телескопе разница будет не заметна. Далее по цене идёт американская фирма Chroma Technology. Они у себя в стране просят за фотометрические фильтры 1.25" $275, а за 2" вообще $700! И это при том, что Баадер в Штатах в тех же магазинах продаётся по ценам за 1.25" - $183, 2" - $258! Не знаю, что там у них с качеством, но с ценой у них "всё в порядке". ))
Но вообще, надо начинать с выбора камеры. Нынешние сенсоры гораздо лучше тех, которые были в любительских астрокамерах 10 лет назад. Например, у старой пзски Sony ICX825 шум считывания 5 электронов, то у кмоп IMX533M уже менее 1,5 электрона при гейне 125 и выше (при минимальном гейне 4.4). При этом ещё и QE поднялась у максимуме до 91%, и тепловые шумы значительно меньше. Потому не удивительно, что у современных камер проницание выше, чем 10-летней давности, если сравнивать проницание как величину над уровнем шума, ведь очень сильно снизился именно шум сенсоров.

[KMM]

Ещё из особенностей ASTAP, которую я заметил, на снимке показывать может много переменных звёзд с подписями, но в окне фотометрии многих может не быть. Похоже, там просто есть лимит на количество звёзд, которые берутся в работу. Потому для больших полей вместо "Measure all stars" лучше выбирать в настройках "Measure all annotated". Тогда измеряются только те звёзды, которые есть в аасошной базе. Это мне помогло, когда я попробовал с новой своей камерой с чипом Sony IMX533M поснимать через Rokinon 85mm, а то никак не появлялись в списке переменные звёзды, хорошо видимые на снимке и отмеченные ASTAP'ом.

Cкорее всего там нет никакого лимита на количество звезд, которые берутся в работу. Все дело в аберрациях объектива - дисторсии, астигматизме в первую очередь. Если не исправить дисторсию и иные аберрации, то переменные звезды будут отмечены на снимке, но эти отметки не будут совпадать с реальными местоположениями звезд. А раз так, то и провести фотометрию по  таким объектам, невозможно. Перво-наперво следует устранить дисторсию, а возможно и астигматизм. Как я это узнал? Смотрю на снимке подписана AR Cet, а в списке объектов для фотометрии ее нет. Но чудес не бывает - при хорошем зуме рассмотрел что там такое. Оказывается переменная находилась в нескольких минутах левее, чем обозначение звезды квадратиком. И это съемка EF-S 18-55 на f=55 мм. Можно и не исправлять дисторсию, тогда просто курсор подвести к изображению звезды и в самом низу программы в информационной строке прочитать значение яркости и "вбить" его в файл отчета для AAVSO.

Ну, может, у тебя другая причина, конечно. Но лимит там есть. По крайней мере для астрометрии. Вот из их мануала цитата: "Maximum number of stars to use:  No need to change it. This could be set between 100 and 1000. Default 500." Из Gaia они берут 1000 звёзд: "Note: ASTAP uses for the calibration  up to 1000 stars from the Gaia database."
Не знаю, как-то эти лимиты играют роль или нет, но, как я выше описал, я столкнулся, что мне нужную звезду не отображало в списке для фотометрии, а потом, когда не все звёзды использовать задал, а только те, что есть в аавсошном каталоге, то появилась нужная звезды.
Вчера столкнулся ещё с одним случаем. Никак не хотело мне одну переменку, которая была в кадре, кроме основной, и рядом с ней звезду сравнения промерить. При этом другая звезда сравнения рядом с этими вполне прописалась. А оказалось дело всё в настройке размера "Annulus". Все эти 3 звезды рядом и не слишком отличаются в блеске, переменка между двумя этими звёздами сравнения. Проблема ещё в том, что ASTAP не рисует круги, чтоб визуально можно было проверить, что попадает в апертуры, если использовать автоматический выбор звёзд. Но если выбирать звёзды вручную, он таки их начинает отображать. Так вот, оказалось, что у меня апертура, в которой измеряется фон вокруг фотометрируемых звёзд, попали как раз вот эти соседние звёзды, только самую яркую из этих трёх ASTAP промерил. Увидев эту проблему, я поменял размер в Annulus на такой, чтоб мерился фон без попадания соседних звёзд - и, о чудо, все три звезды ASTAP "увидел" наконец-то на всех снимках серии!
Проверь, может, у тебя там тоже такая же ситуация. Всё-таки на светосильных объективах звёзд может быть очень много друг рядом с другом.
А вот про то, что у тебя почему-то из-за дисторсии не там отметило звезды - любопытный случай, хм. Но у кита 18-55мм на 55мм дисторсия небольшая, потому не в ней дело точно (на сайтах с тестом оптики можно посмотреть, сравнить с другими, например, на сайте DxO Mark много разных объективов промерили). Да и, думаю, в таких программах, как ASTAP учитывают дисторсию, иначе астрометрию на широкоугольных объективах у них не выходило бы делать вообще никак, при том, что у фотообъективов бывает не только "классика" в виде "подушки" или "бочки", а ещё и S-образная дисторсия (это когда в центральной части снимка бочка, а ближе к краю - подушка). Потому у тебя это отсутствие звезды в списке при отметке её на снимке, скорее всего, не из-за дисторсии, а по каким-то другим причинам.

[SERIV]

В ночь с 26 на 27 декабря 2025 отнаблюдал главное затмение EG Cep, которое наступило на 12 минут раньше расчетного. Мой результат отлично согласуется с общим трендом O-C(Epoch) по данным чехов (см. черная точка c зелеными рисками ). Мой результат в БД чехов: https://var.astro.cz/en/Observations/111564?minId=368041 Фотометрия в ASTAP в зеленом канале. Автосложение скриптом по 4 снимка с усреднением в MaximDL. Вообще-то я хотел отнаблюдать минимум VW Cep, но на него "не попал" из-за набежавших облаков в 2 ночи, зато в поле зрения на самом краю кадра попалось затмение EG Cep. Так что реально, ASTAP рулит. Надо бы померять звезду в Maxim DL и сравнить c фотометрией в ASTAP, любопытно кто точнее измеряет.

[KMM]

Ну, точность (разброс точек на кривой) будет, скорее всего, примерно таким же.
Меня вот удивляет на этом графике О-С такой огромный разброс точек в былые времена. Наверное, тогда наблюдали только фотографически, с длительными выдержками, потому точнее и не могли у такой короткопериодической звезды.
А я как раз на днях думал спросить, а ты продолжаешь ли затменки чехам отправлять. Вижу, отправляешь
Кто-то по RR Lyr, delta Sct и подобным принимает наблы максимумов, не в курсе?

[SERIV]

А вот про то, что у тебя почему-то из-за дисторсии не там отметило звезды - любопытный случай, хм. Но у кита 18-55мм на 55мм дисторсия небольшая, потому не в ней дело точно (на сайтах с тестом оптики можно посмотреть, сравнить с другими, например, на сайте DxO Mark много разных объективов промерили). Да и, думаю, в таких программах, как ASTAP учитывают дисторсию, иначе астрометрию на широкоугольных объективах у них не выходило бы делать вообще никак, при том, что у фотообъективов бывает не только "классика" в виде "подушки" или "бочки", а ещё и S-образная дисторсия (это когда в центральной части снимка бочка, а ближе к краю - подушка). Потому у тебя это отсутствие звезды в списке при отметке её на снимке, скорее всего, не из-за дисторсии, а по каким-то другим причинам.

Сама по себе дисторсия в ASTAP не исправится при открытии файла. Это нужно настраивать определенным образом , насколько я понял, через "Инспектор Изображений". Cейчас обработал поле с RT Aur c "Гелиос-44".  Часть звезд не фотометрируется (см. картинку) из-за несовпадения реального изображения звезд и его обозначения на кадре. Все дело в дисторсии объектива. Она неравномерная и сильно выражена и достигает 14 " для правой стороны кадра, а вот центр и левая сторона кадра хороши. Кстати, у EF-S почему-то правая сторона кадра также более искажена чем левая. Странные какие-то искажения с "правым уклоном" ))

[SERIV]

Кто-то по RR Lyr, delta Sct и подобным принимает наблы максимумов, не в курсе?

Даже и не знаю кто собирает в свою БД данные по максимумам. Я отправляю все в AAVSO, в надежде что админ VSX или кто-то еще проведут анализ данных.

[SERIV]

Меня вот удивляет на этом графике О-С такой огромный разброс точек в былые времена. Наверное, тогда наблюдали только фотографически, с длительными выдержками, потому точнее и не могли у такой короткопериодической звезды.

Совершенно верно! Это ведь начало XX века, наблюдали и визуально и фотографически, отсюда такие большие ошибки. Не могло же так сильно " колбасить" период.

[KMM]

Сама по себе дисторсия в ASTAP не исправится при открытии файла.

Так я не говорю про исправление дисторсии, я про то, как она учитывается, когда эта прога делает астрометрию. По идее же она должна это делать.

Cейчас обработал поле с RT Aur c "Гелиос-44".  Часть звезд не фотометрируется (см. картинку) из-за несовпадения реального изображения звезд и его обозначения на кадре. Все дело в дисторсии объектива. Она неравномерная и сильно выражена и достигает 14 " для правой стороны кадра, а вот центр и левая сторона кадра хороши. Кстати, у EF-S почему-то правая сторона кадра также более искажена чем левая. Странные какие-то искажения с "правым уклоном" ))

Ааа, так, может, в этом причина, почему ASTAP не может нормально учесть дисторсию - слишком отличаются края, а это значит, что по дисторсии центр где-то далеко от центра снимка и, возможно, в самой программе есть какое-то ограничение, за пределами которого такая разница считается ошибочной.
А если попробовать прогнать снимок через astrometry.net, скачать оттуда промеренный снимок и загрузить его потом обратно в ASTAP, то всё равно проблема останется? Сомневаюсь, что это поможет, но, мало ли, вдруг случится чудо. ))

[varobs]

Народ я думаю многие вопросы по AStap   можно решить на форуме где автор программы отвечает на вопросы сразу
https://sourceforge.net/p/astap-program/discussion/general/

[KMM]

О, на аавсошном форуме написали, что вышла новая версия ASTAP. Вот обсуждение, чего они там нового добавили и что надо обновить, кроме самой программы ASTAP released with local Sloan database
Хм, попробовал перефотометрировать то же, что я промерял на днях, так с этой версией у всех точек блеск вышел ровно на 0.005m ярче. Вроде мелочь, но... Это ж если делал фотометрию в одной версии, потом выходит другая, где блеск получается другим, то у тебя на средней кривой из-за этого получится дополнительный разброс только из-за этого! Надо заново тогда все снимки перефотометрировать... Неприятно это, однако.

[Kostyan]

Приветствую ! Готовлю доклад про что наблюдать в нашей галактике, не могу пройти мимо переменных. Подскажите для начинающих, пожалуйста, следующие вопросы:
1. Какие каталоги выбрать переменных? 2-3 штуки наиболее полноценных и популярных ?
2. Как и где регистрируется новая переменная ?
3. Какие требования к камере и объективу для фотометрии ?
4. Какие типы переменных стоит новичкам наблюдать ? Планирую включить как минимум Цефеиды, так как период не сильно большой при большой амплитуде. Какой 1-2 типа еще следует включить ? Желательно с большой амплитудой изменения блеска и малым периодом. А также затменно-переменную желательно одну какую-нибудь.