Circolare n. 4/2007 a cura di Rodolfo Calanca

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1 C.F.F.L.M.P. Planetary Research Team Associazione Astronomica Nazionale di Liberi Pensatori Sede: c/o Osservatorio Astronomico Comunale di S. Giovanni Persiceto - BO Circolare n. 4/2007 a cura di Rodolfo Calanca planetary_team@tiscali.it Indice: RESOCONTO DELLE ATTIVITÀ PREPARATORIE PER IL PROGETTO VESTA 2007 negli Osservatori astronomici L. Spallanzani di Scandiano e F. De Vico di Monte d Aria di Serrapetrona (MC) tenute nelle serate del 6 e 7 aprile u.s. Qualche utile consiglio per il Progetto Vesta 2007 Questo documento è stato trasmesso a: Cristian Fattinnanzi mail: fattinnanzi.c@tiscali.it Gilberto Forni mail: gilbe48@libero.it Valentino Luppi mail: luva4949@libero.it Ferruccio Zanotti mail: fzanotti1@aliceposta.it Pietro Bergamini mail: eispbi@alice.it Valerio Fontani mail: el.crab@libero.it Giuseppe Pupillo mail: G.Pupillo@isac.cnr.it Giovanni Anselmi mail: redazione@coelum.com Carmelo Zannelli mail: c.zannelli@virgilio.it Germano Borgatti mail: omarb@compu-net.it Angelo Angeletti mail: angelo.angeletti@virgilio.it Claudio Bottari mail : bnryb@tin.it Claudio Lopresti Mail: yclop@yahoo.it Claudio Bertozzi Mail:cbertozzi@consulentiassociati.com Silvano Paglierini Mail: fs128@libero.it La presente circolare è anche inviata ad un ampia lista di appassionati di astronomia, potenzialmente interessati ai programmi di ricerca descritti nel seguito. Nel caso però che esse non fossero gradite (e di ciò ci scusiamo), per sospenderne il ricevimento inviare un messaggio a: planetary_team@tiscali.it, riportando la dicitura: circolari non gradite. 10 aprile

2 PROGETTO VESTA 2007 promosso in collaborazione con la rivista COELUM Astronomia Nota informativa sulle serate d osservazione del 6 e 7 aprile negli Osservatori astronomici di Scandiano (RE) e Monte d Aria di Serrapetrona (MC), in preparazione delle attività di ricerca previste per il Progetto Vesta 2007 NOTIZIE DA MONTE D ARIA (MC) Nel seguito riporto i messaggi di Angelo Angeletti, direttore dell Osservatorio di Monte d Aria (MC), nei quali accenna alle attività svolte nelle serate del 6 e 7 scorso, alcune delle quali (esempio, gli script per la calibrazione automatica delle immagini con il software MAXIM oppure gli algoritmi per l altissima risoluzione) hanno un notevolissimo interesse pratico per tutti gli astroimager (per ulteriori informazioni contattare direttamente Angelo): Nella serata del 6 aprile scorso, all Osservatorio di Monte d Aria erano presenti, oltre al sottoscritto, Fabiano, Francesco, Gianclaudio, Cristian, Daniele e un ragazzo (laureato in fisica che ha delle buone conoscenze di astronomia) che vuol entrare nel nostro gruppo. Per prima cosa ho fatto vedere la presentazione del Progetto Vesta che tu hai mostrato a Scandiano il 24 scorso e abbiamo discusso sul da farsi. Come era ovvio che accadesse: Cristian si occuperà delle riprese in alta risoluzione, il Team, invece, delle riprese astrometriche e fotometriche. Daniele Crudeli, da Padova, potrà probabilmente utilizzare un telescopio da 40 cm di Giacometti, ha parlato di algoritmi utilizzati su immagini riprese ad Asiago che hanno permesso la separazione di stelle doppie fino a 0,2" da immagini in cui si vedeva solo una macchia confusa. La prima cosa che abbiamo deciso di fare è stata quella di vedere se eravamo a posto per fare le riprese in alta risoluzione: con il riflettore da 41 cm di Monte d'aria non ne abbiamo mai fatte (a parte qualche raro filmatino ripreso da Cristian Fattinnanzi). E come prova abbiamo ripreso e rielaborato Titano. E' vero che al dunque Vesta sarà di circa 3 magnitudini più luminoso, ma il disco sarà solo l'80% delle dimensioni di Titano. L esperienza ci è comunque servita per mettere a punto il telescopio (leggermente scollimato) ed il software (mancava IRIS aggiornato e non abbiamo i driver della Vesta Pro - mi piace l'idea di risolvere il disco di Vesta con la Vesta! - ed abbiamo utilizzato una mia Vesta normale). Inoltre Cristian ha familiarizzato con l'apparecchiatura e l'abbiamo visto al lavoro, il che è sempre istruttivo. 2

3 Io e Fabiano ci siamo concentrati sugli script di Maxim che mi sembrano molto utili per alleggerire il lavoro della riduzione dei dati dalle migliaia di immagini che spero raccoglieremo tra maggio e giugno prossimi. Per ora Fabiano ne ha realizzato uno che prende i vari flat, dark, bias, fa i master e li applica ad un insieme di immagini restituendo, in una cartella, le immagini calibrate e un file di testo con alcune informazioni prese dalle immagini FIT (ora di scatto, tempo di esposizione, ecc). L'idea principale è quella vedere se è possibile realizzarne uno che ci fornisca un file di testo con l'ora e la magnitudine (per il momento in ADU) dell'asteroide in modo da poter realizzare poi, con Excel, la curva di luce con pochi semplici passaggi. Il successivo messaggio di Angelo descrive le attività di sabato 7 aprile: Sabato abbiamo lasciato sfogare gli irriducibili del profondo cielo e mentre Francesco controllava che tutto funzionasse per le riprese delle galassie Messier nel Leone, Fabiano ed io abbiamo un po' ragionato sugli script di MaxIm DL. Ora siamo in grado di fare quanto segue: 1) calibrare un insieme di immagini, completamente in automatico, dopo aver indicato i file di dark, bias, flat e le immagini stesse. 2) immagine per immagine, caricate automaticamente, dopo aver aver definito una volta per tutte il cerchio e l'anello intorno all'oggetto e indicato l'oggetto con un clik del mouse, possiamo avere in un file di testo (ma secondo Fabiano anche direttamente un file Excel) di 17 parametri sull'oggetto tra cui il massimo, il minimo, la media, la mediana e la deviazione standard nel cerchio centrale, le coordinate del centroide, la FWHM, l'half Flux Diameter dell'oggetto, il livello del rumore di fondo (è la media dei pixel nell'anello) e la deviazione standard. Insieme a questi valori è sempre possibile ricavare informazioni dall'header dell'immagine e trasferirli in un file. Allineando le immagini (procedura che abbiamo imparato a fare anch'essa in automatico) è possibile indicare la magnitudine di stelle di riferimento ed avere anche la magnitudine dell'oggetto. Per una stella potrebbe essere tutto automatizzato in quanto essa non si muove, per gli asteroidi le cose sono pù complesse: se si allineano le stelle, l'asteoide di muove e bisogna indicarlo in ogni immagine, se si allineano le immagini sull'asteroide, allora le stelle di riferimento cambiano posizione e ogni volta bisogna dare le informazioni su di esse. Forse una soluzione c'è, ma ancora non l'abbiamo trovata. Sabato c'era anche Daniele Crudeli al quale ho chiesto delucidazioni sul quell'algoritmo di cui ti dicevo. Mi ha ribadito che secondo lui potrebbe essere possibile applicarlo ad un filmato di Vesta che riprenderemo e ricavare una immagine nitida del disco, ritiene però molto, ma molto difficile riuscire ad indivisuare delle macchie sulla superficie. Non mi ha saputo dire nulla di più a riguardo perchè lui non l'ha mai utilizzato, ma conosce chi lo ha sviluppato e mi ha promesso che si sarebbe informato. Dovrebbero utilizzare algoritmi che tengono conto dell'interferenza della luce, ma non so dirti di più. Quello che mi ha chiesto sono solo alcuni filmati di Vesta, gli stessi che utilizzerà Cristian. Tentare non ci costa nulla. NOTIZIE DALL OSSERVATORIO DI SCANDIANO (RE) Passiamo ora a Scandiano. La serata prevedeva una serie di riprese al 40cm ed al rifrattore di 15cm, entrambi gli strumenti sono ospitati in cupole separate. I test al 40 cm, gestiti da Gilberto Forni, hanno evidenziato le ottime caratteristiche di quel telescopio, che dispone di uno dei migliori sistemi di puntamento ed inseguimento orario che abbia mai visto. Tra l altro, è anche uno strumento straordinariamente robusto e sul quale può essere caricato qualsiasi strumento di piano focale, anche del peso di decine di chilogrammi. 3

4 Sono stati elaborati alcuni filmati di Saturno di buona qualità. Un discorso diverso è invece quello che riguarda il rifrattore di 15cm, il cui moto orario era chiaramente in default. Valentino Luppi ha allora sopperito ai problemi elettromeccanici dello strumento, illustrando le procedure per l acquisizione delle immagini e dei flat field, con il suo metodo. Erano presenti anche alcuni componenti dello staff dell erigendo Osservatorio di Cervarezza (RE), che a breve disporrà di un riflettore di 60cm. Gilberto Forni monta una webcam al fuoco cassegrain del Telescopio di 40cm dell Osservatorio di Scandiano. A fianco del rifrattore di 15cm, Valentino Luppi spiega la tecnica Per l acquisizione dei flat field. PROSSIME ATTIVITA ALL OSSERVATORIO DI SCANDIANO IN PREPARAZIONE DEL PROGETTO VESTA 2007 Prossime date (ancora provvisorie): 20 e 21 aprile 2007 (AI TELESCOPI Valentino Luppi e Gilberto Forni) AL RIFLETTORE DI 40mm, Focale di 8 metri: - Riprese di Saturno con 8 metri di focale e webcam. - Ogni 20 minuti: riprese di 1 minuto della stella γ Leonis. Le riprese ci servono per determinare il seeing istantaneo. Lo troviamo con IRIS misurando la FWHM della γ Leonis. - Riprese di Titano, concordando gli istanti di ripresa con l Osservatorio di Monte d Aria. AL RIFRATTORE DI 150mm, F =2250mm: RIPRESE DELL ASTEROIDE 23 THALIA PROCEDURE: 4

5 1. Mettere a fuoco con precisione (questa volta lavoriamo senza sfocare, per il semplice motivo che voglia trattare le immagini non solo dal punto di vista fotometrico, ma anche astrometrico). 2. Riprendere (ad ISO 800) almeno 5 flat con il metodo Valentino, usando cioè lo schermo di un portatile (vedere mio articolo su Coelum n. 103 per i dettagli e le foto di questa circolare). Oppure riprendere uno schermo da diapositive. Eseguire i dark e i bias. 3. Puntare il campo di 23 THALIA 4. Una volta trovato l asteroide, fare riprese con tempi di esposizione crescenti, da 1 secondo a 15 secondi. Trasformare le immagini in FITS (non è necessario calibrare queste immagini). 5. Trasformare le immagini IMAGE di prova da RGB a B/N. 6. Misurare 23 THALIA sulle diverse immagini in B/N, e prendere il valore del pixel più luminoso dell asteroide, inserire quindi i diversi punti, in funzione del tempo di esposizione, in un grafico EXCEL (si veda sotto il grafico d esempio). 7. Trovare il tempo di esposizione che fornisce il valore del pixel più luminoso dell asteroide pari a circa il 40% della FWC. QUESTO TEMPO DI ESPOSIZIONE E QUELLO CHE SARA UTILIZZATO DURANTE TUTTE LE RIPRESE DI 23 THALIA. 8. Le riprese dell asteroide si effettueranno ogni due minuti e per un tempo equivalente ad un periodo di rotazione dell asteroide. 9. Dalle immagini dell asteroide si ricaveranno le seguenti informazioni: curva di luce, posizione astrometrica e valore del seeing. ESERCIZIO UTILE CONSIGLIATO: TROVARE IL VALORE DEL SEEING CORRISPONDENTE AD UN TEMPO DI INTEGRAZIONE DI ALCUNI SECONDI E LA SUA EVOLUZIONE DURANTE LA NOTTE Le immagini dell asteroide ci consentiranno di stimare le variazioni del seeing nell arco di alcune ore. 1. Convertire le immagini (anche i flat e i dark) da RGB in B/N con la precedente procedura n. 5 di IRIS. 2. Con IRIS dopo aver centrato l asteroide, trovare la sua FWHM, che convertiamo in secondi d arco (una volta che sia noto il valore in secondi d arco di un pixel della digicam). 3. Una volta trovato così un congruo numero di valori del seeing, li mettiamo in grafico in funzione del tempo. Ciò ci darà un idea della variazione del seeing: quando migliora? All inizio della serata oppure verso le prime ore del mattino? ESERCIZIO UTILE CONSIGLIATO: TROVIAMO LA MAGNITUDINE LIMITE DELLA SERATA RICAVANDOLA DALLE IMMAGINI DELL ASTEROIDE OTTENUTE AL RIFRATTORE DI 15cm Dall esame di un immagine dell asteroide possiamo farci un idea della magnitudine limite raggiungibile durante la notte con il rifrattore di 15cm. Procediamo nel modo seguente: 1. Prendiamo un immagine calibrata di 23 THALIA e con IRIS misuriamo il valore medio ADU f del fondo cielo (è quello riportato nell output di figura 10: background mean level). 2. Determiniamo il flusso fotonico del fondo cielo F sky con la formula: F sky = ADU f * g/t test Nella quale g è il guadagno della fotocamera (per i valori di g relativi ad alcune Canon si veda il mio articolo su COELUM n. 104, p. 43). Con t test indichiamo invece il tempo di integrazione in secondi dell immagine misurata. 3. Ora troviamo il tempo max t max (in secondi) di esposizione, al quale corrisponde un rumore di lettura della fotocamera uguale ad un certo valore p, pari ad una frazione del rumore 5

6 totale (ad esempio, un valore conveniente è il 5% del rumore totale, cioè: p = 0.05). Inseriremo questo valore di p nell espressione: t max = RON 2 / ([(1+p) 2 1] * F sky ) quindi la precedente formula si semplifica così: t max = 9.76*RON 2 / F sky Dove RON è il valore del rumore di lettura della nostra fotocamera (si veda sempre il mio Articolo già citato, p. 43, con i valori di RON di alcune fotocamere CANON). 4. Troviamo ora, con una precisione non elevata ma sufficiente per i nostri scopi, la magnitudine limite m di questa serata con l espressione: m = 2.5 log t max log ISO + 5 log D In questa serata la fotocamera lavora a 800 ISO, mentre D, il diametro del telescopio, è pari a 150 mm. Nota sulle procedure di ripresa digitali in alta risoluzione che potrebbero consentire di risolvere il disco di Vesta Prima di iniziare le riprese con webcam in alta risoluzione, valutare il seeing, secondo le procedure indicate nell articolo sul seeing apparso su Coelum n. 95. Tali procedure di calcolo consentono di stabilire sia il diametro ottimale del telescopio da impiegare nelle riprese, sia la sua focale. I telescopi da utilizzare per risolvere il disco di vesta dovrebbero avere un diametro minimo di 20 cm. Il diametro massimo è determinato dal seeing, come spiegato sopra. Riprendete i filmati di Vesta solo nei momenti di calma atmosferica. Se vedete l immagine troppo agitata dalla turbolenza, non lanciate l acquisizione: occupereste inutilmente dello spazio prezioso sull hard disk! Annotate accuratamente il momento dell inizio delle riprese. Periodo durante il quale realizzare le riprese webcam: dal 1 maggio al 10 giugno: dalle 23:00 TU alle 01:30 TU. Ripresa dei filmati ad intervalli di 3 minuti, ad esempio: 23:30; 23.33; 23:36 Dall 11 giugno al 30 giugno: dalle 22:30 TU alle 24:00 TU. Riprese ad intervalli di 3 minuti: 22:30; 22.33; 22:36 Si potrà iniziare quando si vuole nel corso di una notte, con l avvertenza però di sfruttare i momenti di calma atmosferica. Quando possibile, rispettate gli orari di ripresa: in questo modo sarà più semplice confrontare le 6

7 immagini ottenute da località diverse, alla ricerca di variazioni ricorrenti ed incontestabili di luminosità sul disco di Vesta. Riprese digitali per la fotometria e l astrometria di Vesta Le immagini utili per la fotometria (costruzione della curva di luce) e di astrometria (posizione dell asteroide e calcolo della sua parallasse), devono essere ottenute con la procedura seguente. In primo luogo determiniamo la corretta durata dell esposizione. Si realizzino una serie di riprese di test di Vesta (a ISO 400) con una fotocamera digitale o CCD, con tempi crescenti, partendo da 1 secondo fino ad un max di 10 secondi di integrazione (esempio: 1, 2, 3, 5, 6, 8, 10). Si costruisca il grafico in modo simile a quello riportato nel mio articolo su COELUM n. 105, p.61. Le riprese di Vesta si effettueranno ogni due minuti per almeno 3 ore di seguito. QUANDO ESEGUIRE LE RIPRESE CON CCD O FOTOCAMERE DIGITALI? Dal 1 maggio al 10 giugno: dalle 23:00 TU alle 01:30 TU Riprese ad intervalli di 2 minuti: 22:30; 22.32; 22:34 Dall 11 giugno al 30 giugno: dalle 22:30 TU alle 24:00 TU. Naturalmente, si potrà iniziare nel giorno che si vuole (sfruttando tutte le serate di bel tempo), con l unica avvertenza di rispettare gli orari sopra. ESEMPIO: il 30 maggio inizio alle 23:00 e proseguo con le riprese: 23:02; 23:04; Tutte le serate comprese tra il 1 maggio ed il 30 giugno vanno bene. Si ricordi però che gli istanti delle riprese dovranno essere rigorosamente rispettati con l approssimazione del secondo. Questa precisione è necessaria perché la differenza di posizione di Vesta tra due località italiane è minima: tra Bolzano e Palermo la sua immagine è spostata (il 30 maggio, ripresa contemporanea) di soli 0,7!!!. Le riprese dovranno iniziare in prossimità del passaggio al meridiano. Questa è una condizione fondamentale: se iniziassimo le riprese appena fa buio, Vesta sarebbe ancora troppo basso sull orizzonte. Infatti, raggiunge la massima altezza, alla latitudine di 46, di 30 ca., mentre a 37 è 38 di altezza. FONDAMENTALE: Le immagini dovranno essere perfettamente calibrate (applicazione dei dark, bias e flat field) e disponibili in formato FITS. PARTECIPATE ALLE SERATE D OSSERVAZIONE, LE DATE VI SARANNO COMUNICATE PER ! Non potendo contare sulla certezza di una programmazione a lungo termine, a causa dell imprevedibilità delle condizioni meteo, si darà comunicazione delle serate dedicate alle attività del Progetto Vesta un preavviso di 2 giorni (circa!). PENSIAMO DI RIPETERE LE SERATE OSSERVATIVE, IN PREPARAZIONE DEL PROGETTO VESTA - IN ENTRAMBI GLI OSSERVATORI - NELLE SERATE DEL 20 e 21 7

8 APRILE PROSSIMI. NE DAREMO EVENTUALE CONFERMA NEI PRIMI GIORNI DELLA SETTIMANA PROSSIMA. COME PARTECIPARE ALLE SERATE D OSSERVAZIONE Gli incontri sono aperti a tutti coloro che hanno manifestato, per iscritto o telefonicamente, interesse alle attività del Planetary Research Team. Per richiedere informazioni contattare: - Per l Osservatorio di Scandiano (RE) : planetary_team@tiscali.it - Per l Osservatorio di Monte d Aria (MC): angelo.angeletti@virgilio.it (cell.: , risponde Angelo Angeletti) 8