Taller de Fotometría Diferencial Introducción Grupo de Astrometría y Fotometría (GAF) - 2015.
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Taller de Fotometría DiferencialIntroducción
Grupo de Astrometría y Fotometría (GAF) - 2015
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Fotometría
Fotometría = Medición de la luz proveniente de los astros.
Aplicaciones en proyectos observacionales del GAF:
• Rotaciones de asteroides.• Eclipses de los sistemas de estrellas binarias.• Estrellas variables intrínsecas.• Tránsitos de exoplanetas.• Ocultaciones de estrellas por asteroides o TNOs.
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Fotometría visual
Recursos: los ojos o auxiliados con binoculares o telescopios.
Técnica: comparar el brillo del objeto con estrellas de brillos similares del entorno.
Aplicación: sólo para objetos brillantes.
Actualidad: fueron superadas por los fotómetros y cámaras digitales.
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Fotometría con fotómetros
Funcionamiento: basado en el principio del efecto fotoeléctrico.
Vigencia: mediados de siglo XX hasta la década de 1980.
Aplicación: para objetos brillantes y débiles.
Actualidad: fueron superadas por las cámaras digitales.
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Fotometría digital
Funcionamiento: basado en el principio del efecto fotoeléctrico. Usa un sensor digital en el se que forma una imagen del campo observado.
Vigencia: desde la década de 1980.
Aplicación: para objetos de brillos medios y débiles.
Instrumentos: aún con telescopios pequeños, con monturas ecuatoriales con seguimiento y con cámaras digitales económicas.
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Alteraciones de la información
Etapas donde se introducen errores: • Atenuación por la distancia.• Medio interestelar.• Atmósfera terrestre.• Telescopio.• Cámara digital.• Software de calibración.• Software de medición de brillo.
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Fondo de cielo
Fondo de cielo: brillo por la luminosidad intrínseca de la atmósfera.
Instalación de telescopios: en el espacio, en desiertos, en lugares altos.
Agravantes: brillo de la Luna – polución lumínica.
Estrategia: observaciones fotométricas de objetos con distancias cenitales inferiores a 60º.
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Flujo de luz
Impronta de un objeto puntual: disco luminoso en el centro y débil en los bordes.
Flujo de luz: es la suma de la luminosidad en todo el disco luego de sustraer el fondo de cielo.
Cálculo: uso de softwares.
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Objetos puntuales
Objetos de interés en el taller: objetos puntuales.
Ejemplos: estrellas y asteroides.
Objetos no incluidos en el taller: objetos extendidos.
Ejemplos: galaxias, nebulosas, cúmulos estelares.
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Estrellas de referencia
Estrellas de referencia: no cambian de brillo. Brillo similar al objeto de estudio. Mejor: dos o más estrellas de referencia.
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Estrella de control
Utilidad: para verificar que las estrellas de referencia no cambien de brillo.
Condición: la estrella de control no debe cambiar de brillo.
Correctivos: si la estrella de control cambia de brillo, se deberá cambiar las estrellas de referencia y/o la de control.
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Objetos móviles
Problema: cambios de posición aparente en el cielo.
Solución: se utilizan diferentes estrellas de referencia en los diferentes campos.
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Fotometría diferencial
Fotometría diferencial: detecta diferencias de brillo de un objeto, imagen a imagen.
Aplicación: se utiliza aún con condiciones variables de masa de aire, transparencia, factores instrumentales, etc.
Ventajas: no requiere de cálculos complejos.
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Curva de luz
Curva de luz: representación gráfica en sistema de coordenadas cartesianas. Ejes: tiempo en las abscisas y brillo (magnitud) en la ordenada.
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Magnitud
Magnitud: parámetro que mide el brillo de un astro.
Escala de referencia: escala propuesta por Hiparco.
Característica: números decrecientes para brillos que aumentan. Relación no lineal entre: la intensidad luminosa y la magnitud. Se basa en la percepción del ojo humano.
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Magnitud instrumental
Cálculo: a partir del flujo detectado (fotones por unidad de tiempo) por el instrumento, luego de sustraer el fondo de cielo.
Limitaciones: no tiene en cuenta los factores: atmosféricos e instrumentales.
Uso: con correcciones por factores atmosféricas e instrumentales, se pasa a un sistema estándar.
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Magnitud relativa y Magnitud aparente
Magnitud relativa: es la diferencia entre la magnitud instrumental y un valor arbitrario (generalmente el promedio de magnitudes instrumentales).
Magnitud aparente: magnitud del objeto obtenida luego de asignar valores de magnitudes aparentes a las estrellas de referencia.
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Tiempo
Calendario civil: es inconveniente su uso cuando se calculan intervalos de eventos y para procesar información en computadoras.
Mejora: usar calendarios basados en sistemas decimales.
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Tiempo Juliano
Antecedentes del calendario civil: calendarios egipcios solares y romanos-mesopotámicos lunares.
Tiempo Juliano: usa sólo días y decimales de días. El cero está en el mediodía del 1º de enero del 4713 a.C.: todas las fechas históricas son positivas y los eventos astronómicos no cambian de fecha durante la noche para el meridiano 0.
Uso: Los softwares de capturas digitales transforman la fecha del calendario civil en días Julianos (JD).
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Sincronización
Relojes patrones: Existe una red de relojes patrones que se pueden consultar por internet.
Softwares de sincronización: Existen programas que comparan y corrigen el reloj interno de la computadora con errores muy pequeños.
Softwares de captura de imágenes: debe estar instalado en una computadora con sincronización del reloj interno.
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Corrección geocéntrica
Problema: La luz de un evento llega en diferentes tiempos a diferentes lugares del planeta.
Solución: Transformar el tiempo local (JD) al tiempo en que vería el evento un observador hipotético ubicado en el centro de la Tierra (GJD).
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Corrección heliocéntrica
Problema: La luz de un evento llega en diferentes tiempos a diferentes lugares de la órbita del planeta Tierra.
Solución: Transformar el tiempo geocéntrico local (GJD) al tiempo en que vería el evento un observador hipotético ubicado en el centro de del sol (HJD).
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Corrección por cambios de posición del objeto
Problema: La luz de un evento de un objeto que cambia de posición relativa a la Tierra, llega en diferentes tiempos a diferentes lugares del planeta en diferente posiciones de la órbita del planeta Tierra.
Solución: Transformar el tiempo local (JD) al tiempo en que vería el evento un observador virtual en el centro del mismo objeto.
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Tabla de valores
Tabla de valores: es el cuadro que refleja todos los pares de valores de los parámetros fundamentales: magnitud y tiempo.
Especificar: El tipo de corrección de tiempo y el tipo de magnitud.
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Formas de las curvas
Periódicas: repite cíclicamente su forma luego de un número tiempo determinado (Período).
Aperiódicas: No repite su forma.
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Período corto
Período corto: de pocas horas. Se puede cubrir en una sola noche. Observaciones posteriores servirán para mejorar el ajuste del período.
Ejemplos: Períodos orbitales de estrellas dobles cerradas. Rotación de muchos asteroides.
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Período largo
Período largo: de varias horas o días. No se puede cubrir en una sola noche. Observaciones posteriores servirán para: detectar períodos candidatos y mejorar el ajuste del período.
Ejemplos: Períodos orbitales de estrellas dobles. Períodos orbitales de exoplanetas. Rotación de muchos asteroides.