ASTROMETRIA E FOTOMETRIA
riduzione astrometrica e fotometrica con AstroArt 4

L'astrometria è la misurazione della posizione degli astri nella volta celeste. Questa pratica è utile in svariati campi di ricerca come ad esempio la rilevazione dei parametri orbitali di comete ed asteroidi. Da quando esiste la possibilità di registrare i corpi celesti su immagini fotografiche l'astrometria è diventata una pratica piuttosto semplice da realizzare con l'ausilio di software appositi. La riduzione astrometrica di un'immagine consiste nell'identificare le coordinate equatoriali di un certo punto dell'immagine (definito il centro della lastra, anche se non sempre coincide con il centro), la scala arcosecondi/pixel e la rotazione dell'immagine e scrivere questi dati nell'intestazione del file FITS. A questo punto sarà possibile conoscere con precisione le coordinate equatoriali di ogni punto dell'immagine.

La fotometria consente di misurare la luminosità in magnitudine degli astri nella volta celeste. Anche la riduzione fotometrica si basa sul confronto tra una serie di dati noti riguardanti la luminosità di alcune stelle campione (dati ricavati dai cataloghi) che vengono usati per ottenere il rapporto ADU/magitudine dell'immagine. Una volta ottenuta questa corrispondenza sarà possibile misurare la magnitudine di qualunque oggetto puntiforme presente nella nostra ripresa.

Sia per la riduzione astrometrica che per quella fotometrica è necessario effettuare la selezione di un gruppo di stelle campione nel catalogo e di identificarle nella nostra immagine.

NB: Mentre qualunque immagine in cui siano visibili stelle di fondo è adatta a fare dell'astrometria, per la fotometria il discorso è più complesso in quanto è indispensabile, per un risultato accurato, che le immagini siano state opportunamente ridotte con Dark, Bias e Flat. Inoltre la fotometria è impossibile con sensori dalla risposta non lineare (tutti quelli dotati di antiblooming ad esempio) ed andrebbe effettuata con immagini riprese con filtri fotometrici. In questo esempio l'immagine non corrisponde a tutti questi requisiti quindi, anche se il procedimento è corretto, i risultati non avranno l'accuratezza necessaria per alcune applicazioni di ricerca.

Per eseguire la riduzione astrometrica e fotometrica di un'immagine è indispensabile basarsi su alcune stelle di riferimento e confrontare la loro posizione nota (ricavata da cataloghi stellari) con quella che hanno nella nostra immagine. Per far questo è necessario verificare nelle impostazioni di AstroArt 4 che i cataloghi di riferimento siano correttamente raggiungibili. Dal menù File scegliete Configurazione quindi andate alla sezione Atlante stellare. Qui dovrete accertarvi che la voce Catalogo 1 ed eventualmente Catalogo 2 siano correttamente impostate per i cataloghi che intendete utilizzare. In questo esempio utilizzeremo il catalogo GSC 1.1 fornito nel CD di AstroArt. Durante l'installazione il catalogo non viene copiato sull'hard disk, ma io vi consiglio di farlo copiando tutto il contenuto della directory GSCdata contenuta sul CD in una cartella di vostro piacimento sull'hard disk. Dopo aver effettuato la copia del catalogo selezionate GSC 1.1 nella sezione Catalogo 1 e quindi indicate ad AstroArt dove si trovano i file sfogliando con l'ausilio del pulsante ...

Nel mio caso il catalogo GSC 1.1 si trova in C:\Programmi\Cataloghi\GSC. Se disponete di un catalogo secondario potete indicarlo nella sezione Catalogo 2. Queste impostazioni sono necessarie una sola volta, a meno che non si desideri cambiare qualcosa, in quanto restano memorizzate nel programma.

Aprite l'immagine di cui volete effettuare la riduzione scegliendo la voce Apri dal menù File. Nel mio caso ho scelto una ripresa della galassia NGC4565.

Dal menù Strumenti scegliete ora la voce Atlante stellare. Apparirà una finestra simile a questa:

Fate un click sul pulsante per far apparire la finestra di ricerca:

Qui potete digitare il nome dell'oggetto desiderato (sono presenti i cataloghi NGC, IC e Messier, oppure direttamente le coordinate dell'area del cielo che vi interessa. Fate un click sul pulsante Trova per confermare la scelta.

Usate i pulsanti della barra superiore per zoomare l'immagine, centrarla e ruotarla in modo che sia simile alla fotografia da ridurre:

	Incrementa lo zoom
	Decrementa lo zoom
	Incrementa l'ascensione retta
	Decrementa l'ascensione retta
	Incrementa la declinazione
	Decrementa la declinazione
	Ruota in senso antiorario
	Ruota in senso orario
	Cambia la dimensione delle stelle (ciclico)
	Ribalta la mappa a specchio
	Nascondi o mostra gli oggetti dei cataloghi NGC, IC e Messier

Nel mio caso ho diminuito lo zoom e ruotato l'immagine di 90 gradi in senso orario. Notate la corrispondenza della posizione delle principali stelle ben visibile ad esempo nella zona che ho evidenziato:

La selezione delle stelle campione per la riduzione può avvenire molto spesso in modo automatico. Fate un click sul pulsante per far apparire la finestra seguente:

Scegliete il numero delle stelle campione da selezionare, di solito tra 10 e 20 garantiscono già una buona precisione, e fate un click sul pulsante OK.

Come risultato dovrebbero venir selezionate le stelle campione nella parte di catalogo visualizzata dall'atlante stellare ed identificate nell'immagine.

Se la selezione automatica dovesse fallire è possibile procedere con la selezione delle stelle campione in modo manuale. Dal menù Visualizza selezionate la voce Stelle per far apparire un elenco (per il momento vuoto) delle stelle dell'immagine. Ora sull'immagine cliccate su una decina di stelle chiaramente identificabili anche sull'atlante stellare. Cercate di fare in modo che le stelle siano distribuite un po' su tutta l'immagine e che abbiano magnitudini diverse.

L'elenco delle stelle andrà popolandosi. Quando avrete scelto sull'immagine tutte le stelle desiderate selezionate la prima dell'elenco. Noterete che sull'immagine verrà evidenziata la stella selezionata. A questo punto fate un click sulla stella corrispondente sull'atlante stellare e noterete che i dati riguardanti la posizione e la magnitudine della stella andranno a popolare l'elenco. Continuate così per tutte le stelle della lista.

Notate la scritta REF che appare nelle colonne A e P. Questa scritta può essere attivata o disattivata cliccandoci sopra. Le stelle con REF nella colonna A saranno usate come stelle di riferimento per la riduzione astrometrica, mentre quelle con REF nella colonna P per quella fotometrica. Ovviamente la stessa stella potrà essere usata, se adatta, anche per entrambe i tipi di riduzione.

Una volta selezionate ed identificate le stelle di riferimento, in modo automatico o manuale, scegliete la voce Astrometria dal menù Strumenti ed apparirà una finestra come questa:

Fate un click sul pulsante OK per confermare il polinomio risultante.

Per la riduzione fotometrica selezionate invece Fotometria sempre dal menù Strumenti, ed apparirà una finestra come questa:

Anche in questo caso dovrete fare un click sul pulsante OK per confermare il polinomio risultante. A questo punto potete cancellare le stelle di riferimento sceglindo la voce Cancella stelle dal menù Strumenti e salvare l'immagine in formato FITS. I dati delle riduzioni astrometrica e fotometrica verranno salvati nell'intestazione del FITS e verranno caricati sempre assieme all'immagine.

La prima cosa che noterete è che le immagini con riduzione astrometrica mostrano in alto a sinistra l'orientamento dell'immagine, noterete anche che spostandovi con il mouse sull'immagine potrete leggere in basso a sinistra i valori di ascensione retta e declinazione corispondenti al punto in cui si trova il cursore. Selezionate dal menù Visualizza la voce Stelle per far apparire un elenco vuoto quindi sull'immagine selezionate, con un click, un oggetto celeste. Nell'elenco delle stelle appariranno dei dati sull'oggetto selezionato tra cui la posizione (AR e Dec) e la magnitudine: