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Taller de Fotometría Diferencial
Introducción
Grupo de Astrometría y Fotometría (GAF) - 2015
Fotometría
Fotometría = Medición de la luz proveniente de los astros.
Aplicaciones en proyectos observacionales del GAF:
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Rotaciones de asteroides.
Eclipses de los sistemas de estrellas binarias.
Estrellas variables intrínsecas.
Tránsitos de exoplanetas.
Ocultaciones de estrellas por asteroides o TNOs.
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.
Fotometría con fotómetros
Funcionamiento:
fotoeléctrico.
basado
en
el
principio
del
efecto
Vigencia: mediados de siglo XX hasta la década de 1980.
Aplicación: para objetos brillantes y débiles.
Actualidad: fueron superadas por las cámaras digitales.
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.
Alteraciones de la información
Etapas donde se introducen errores:
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Atenuación por la distancia.
Medio interestelar.
Atmósfera terrestre.
Telescopio.
Cámara digital.
Software de calibración.
Software de medición de brillo.
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.
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.
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.
Estrellas de referencia
Estrellas de referencia: no cambian de brillo. Brillo similar al
objeto de estudio. Mejor: dos o más estrellas de referencia.
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.
Objetos móviles
Problema: cambios de posición aparente en el cielo.
Solución: se utilizan diferentes estrellas de referencia en los
diferentes campos.
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.
Curva de luz
Curva de luz: representación gráfica en sistema de
coordenadas cartesianas.
Ejes: tiempo en las abscisas y brillo (magnitud) en la
ordenada.
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.
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
instrumentales, se pasa a un sistema estándar.
e
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.
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.
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).
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.
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).
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).
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.
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.
Formas de las curvas
Periódicas: repite cíclicamente su forma luego de un número
tiempo determinado (Período).
Aperiódicas: No repite su forma.
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.
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.