Fényességmérés AstroimageJ szoftverrel

Ebben a bejegyzésben az AstroimageJ egyik hasznos funkcióját, a fényességmérést fogom bemutatni, amely segít  többek között a kettőscsillagok és változócsillagok vizsgálatában. A csillagászati képalkotás számomra mindig is a megfigyelés egyik eszköze volt, akárcsak egykor a rajzolás. Az asztrofotózás során nem a látványos képek készítése motivál, hanem a mérésekből kinyerhető eredmények, legyen az két csillag pozíciója, vagy a képeken szereplő objektumok fényességének meghatározása. 

A sokoldalú szoftver alkalmazási területei közül most a változócsillagok megfigyelésére és mérésére fókuszálunk. Maga a mérés már az ég alatt kezdődik, amikor a kiválasztott célpontra irányítjuk a távcsövet és elindítjuk a képalkotást. Ahogyan minden mérési folyamatnál, itt is elengedhetetlen a többszöri ismétlés. A csillagászatban különösen igaz az örökérvényű mondás: "Egy mérés nem mérés, két mérés fél mérés, három mérés egy mérés." Ezért mindig érdemes több képet készíteni ugyanarról a célpontról.

Személy szerint változócsillagok és kettőscsillagok megfigyelésekor általában tíz képet rögzítek. Ezeket azonban nem összeadással (stackeléssel) dolgozom fel, hanem egyenként elemzem őket. Miután elkészültek a felvételek, elérkezik a következő lépés: a képek kiértékelése és feldolgozása a megfelelő szoftverrel.

A szoftvert kifejezetten csillagászati képfeldolgozásra fejlesztették ki a Louisville-i Egyetemen, és ingyenesen letölthető a hivatalos honlapjukról. Telepítés után megnyitva egy kis kezelőpanel jelenik meg, amely lehetőséget biztosít az első beállítások elvégzésére. Nézzük meg részletesen, hogyan is működik!

A lenyíló menükön keresztül számtalan funkció érhető el, de a szoftver használata előtt két fontos beállítást el kell végezni. Mivel pontos mérésekhez kizárólag csillagászatilag feloldott képekkel dolgozhatunk, az első lépés a plate solving eljárás végrehajtása.

Ehhez szükség van egy API-kulcsra, amelyet a nova.astrometry.net weboldalon lehet igényelni. Regisztráció után az API-oldalon megtalálható a személyes kulcs, amelyet a szoftver Astrometry Settings lapján a User Key mezőbe kell beírni.

A megnyitott képen egyébként a T CrB egyik, Seestar S50-el készült észlelése látható. :-)

A plate solving eljárás elvégzése után a szoftver a képpanel Ra és Dec ablakaiban megjeleníti az egérmutató aktuális égi koordinátáit. Emellett a bal oldali indikátor az égtájakat is kijelzi, segítve a tájékozódást.

A másik fontos beállítás a Simbad adatbázis szerverének elérhetősége. Ehhez kattints a főpanel harapófogó ikonjára, majd a Coordinate Converter lap Network menüjére. Itt a kékkel jelzett sorból vedd ki a pipát – ezzel biztosítod, hogy a szoftver a francia szerverről töltse le az adatokat.

 Ez voltak a legfontosabb és alapvető beállítások a munka megkezdése előtt. Most nyissuk meg végre a 10 db képünket:

Ehhez a File--> Import --> Image Sequence menü pontra kell navigálnunk, ahogy a fenti kép is mutatja.

A Dir mezőben adhatjuk meg a képek könyvtárát, amelyből a szoftver dolgozni fog. Az Start értéke az első kép sorszámát határozza meg, míg a Count a beolvasandó képek darabszámát jelöli. Ezekkel a beállításokkal szabályozhatjuk, hogy hány képet és melyiktől kezdve töltsön be a program.

Ha például az első kép valamilyen okból hibás vagy gyenge minőségű, akkor az Start értékét 2-re kell állítani, így a szoftver az első képet kihagyja.

Fontos! Az Use virtual stack opció legyen bejelölve, hogy a szoftver megfelelően tudja kezelni a képeket.

A képek egy külön ablakban nyílnak meg, és a hisztogram feletti csúszkával lépkedhetünk közöttük. Az első lépés a plate solving elvégzése. Ehhez navigáljunk a WCS → Plate Solve using Astrometry.net (with options) menüpontra.

A megnyíló ablakban jelöljük be a megfelelő opciókat a mellékelt kép alapján, majd indítsuk el a folyamatot a Start gombbal. A művelet állapotát egy külön dobozban követhetjük nyomon, amely mutatja, hogy éppen melyik képen dolgozik a szoftver.

Miután a plate solving befejeződött, zárjuk be a képablakot, majd nyissuk meg újra a fentebb ismertetett módszerrel. Ekkor már a csillagászatilag feloldott képeket látjuk, helyes tájolással. Ha bármely csillagra jobb gombbal kattintunk, a szoftver automatikusan megnyitja a Simbad adatbázis adott csillaghoz tartozó oldalát.

Ne aggódj, ha elsőre bonyolultnak tűnik! Egy kis gyakorlással az egész folyamat nem tart tovább öt percnél.

Most, hogy elvégeztük a plate solving-et, készítenünk kell egy minta fájlt az általunk vizsgált változócsillagról. Ez gyakorlatilag egy változócsillag-térképhez hasonló adatállomány lesz.

A minta fájl elkészítéséhez nyissunk meg egy képet a File → Open paranccsal. Ezután nyissuk meg a Multi Aperture Measurements ablakot, és állítsuk be a paramétereket a mellékelt kép szerint.

Bár az AstroImageJ rendelkezik egy automatikus rutinnal, amely magától meghatározza a cél fényességét, most nem ezt fogjuk használni – hanem manuálisan állítjuk be a kívánt paramétereket.

A csúszkákkal az apertúra nagyságát állíthatjuk. A lényeg, hogy kb egy pixellel legyen nagyobb az apertúra, mint a csillag. A Place aperture gombra kattintva elindítjuk a kijelölési folyamatot. 

Ahogy a fenti képen látható, az egér bal gombjával kijelöljük a cél csillagot, majd egyenként az összehasonlítókat. Annyi segítséget kapunk, hogy az öh-k V magnitudóját az automatikusan megnyíló Simbad oldalról beírhatjuk a dobozba, ahogy az alábbi képen látható:

Ebben a fázisban tetszőleges számú összehasonlító csillagot (öh) adhatunk meg. Azonban érdemes a célcsillag közvetlen környezetében maradni az összehasonlító csillagok kiválasztásakor, hogy a mérés minél pontosabb legyen.

A kiválasztás befejezéséhez nyomjuk meg az Enter billentyűt. Ekkor a szoftver lefuttat egy mérést, és egy új ablakban megjeleníti az eredményeket. Ezúttal azonban nem a mérési eredményekre koncentrálunk, hanem létrehozzuk a minta fájlt.

Ehhez a képablakban navigáljunk a File → Export RADEClist menüpontra. Ezzel elmentjük a kiválasztott csillagok adatait, amelyeket a későbbiekben felhasználunk a további elemzésekhez.

Ezeket a fájlokat célszerű a meghajtónkon egy külön mappában eltárolni. Itt gyűjthetjük a minket érdeklő változók fájljait.  Ez én mappám így néz ki:

Ezután bezárhatjuk a képet, majd az Import funkcióval megnyithatjuk az összes képünket.

A minta fájl beimportálásához a képablakban navigáljunk a File → Import apertures from RA/DEC list menüpontra. Ezzel betöltjük a korábban létrehozott adatokat, amelyek alapján a szoftver azonosítani tudja a célcsillagot és az összehasonlító csillagokat az összes képen.

A képen a T CrB és az általam megjelölt öh-i látszanak. A Multi-Aperture elindítása után a mérés automatikusan lefut.

Az AstroImageJ minden mérést egy külön ablakban jelenít meg, ahol az eredményeket nemcsak összegezhetjük, hanem hibaszámítást is végezhetünk. Az alábbi képen a T CrB egy szeptemberi fényességmérésének eredménye látható.

A bekékített sor a mérés eredményét mutatja, míg az alatta lévő érték a mérési hibát jelöli a Source_AMag_T1 oszlopban. A teljes táblázatot XLS fájlként is elmenthetjük, így később Excelben feldolgozhatjuk, és akár grafikonon (ploton) is megjeleníthetjük az adatokat.

A folyamat gyorsítása és egyszerűsítése

Ha előzetesen elkészítettük a minta fájlt (RA/DEC list), akkor egy-egy változócsillag mérése mindössze pár percet vesz igénybe, jelentősen leegyszerűsítve a munkafolyamatot.

Az alábbi öt lépésben foglalható össze a teljes eljárás:

1. Képek elkészítése – legalább 10 db felvétel rögzítése
2. Plate solving elvégzése
3. RA/DEC lista importálása
4. Multi-aperture mérések lefuttatása
5. Eredmények mentése

Miért érdemes ezt csinálni?

Íme egy fénygörbe, amely a saját észlelésekből lett összeállítva:

A vizsgált csillag egy rövid periódusú változócsillag, amelynek fényessége a kísérőcsillag mozgása miatt ingadozik. A görbén jól látható, hogy a kísérő mikor halad a főcsillag előtt, mellett vagy mögött, így a rendszer keringése pontosan nyomon követhető.

A méréshez szükséges felvételeket egy Seestar S50 műszerrel készítettem, majd a fent ismertetett módszerrel dolgoztam fel őket.

Remélem, hogy ez az írás hasznos segítséget nyújt az Olvasónak!