Тема: Журнал наблюдения транзитов экзопланет (Прочитано 7537 раз)

mnn72 · « : 28 Листопада 2017, 03:55:33 »

Не смог найти свою старую тему про наблюдения экзопланет, поэтому решил создать новую.
В связи с тем что хороших ясных ночей до весны будет меньше и наблюдать переменные звезды становится проблематично, так как в этих наблюдениях главное непрерывность, решил переключиться на экзопланеты. В 2014м я пробовал проводить наблюдения нескольких экзопланет и некоторые навыки получил. Результаты тогда грузил на чешских сайт, а движек сайта уже сам обрабатывал фотометрию и давал результат (см. первый рисунок). Решил попробовать обработку наблюдений собственными силами. Начал с поиска софта. В MaximDL фотометрию сделать конечно можно, но вынуть из нее полезную информацию по транзиту к сожалению нельзя. Пообщался с куратором секции экзопланет AAVSO Денисом Конти (Dennis M. Conti), он мне подсказал подходящую программу для обработки фотометрии транзита AstroImageJ. Кроме этого он сказал, что начиная с 2018 года AAVSO запускает новую программу по наблюдениям экзопланет и помощь любителей будет необходима. Вот и решил воспользоваться отсутствием погоды для более глубокого изучения этого направления.
15 ноября провел наблюдения транзита экзопланеты HAT-P-25 b по звезде UCAC4 576-007122 13-величины, которая находится в созвездии Овна. Транзит должен был начаться в 23.48(UT) и длительность транзита должна была составить 169 мин. Поэтому полностью пронаблюдать его было не возможно, но я рискнул. Небо было не очень хорошим плюс большая влажность, но удалось провести наблюдения в течении почти 2-х часов. В результате особо не сомневался, т.к. наблюдать уже пробовал, а вот в том что удастся из фотометрии самому вынуть полезный сигнал уверенности не было. Сама программа AstroImageJ уж больно мудреная. Но провозившись неделю, читая инструкцию и пытаясь понять, что нужно делать и вообще принцип работы результат получил. Что меня не столько порадовало сколько удивило

Итак: В результате дифференциальной фотометрии которую проводит AstroImageJ получил результат который практически полностью соответствует расчетным параметрам. Наблюдения начал за 10-15 минут до начала транзита и пронаблюдал его чуть больше половины, что четко видно на графике. Синие точки это результат дифференциальной фотометрии, красные наложенные на кривую это моделирование самого события с наложенными на него результатами наблюдения.
В общем первый блин не комом - это радует. Но предсказанное падение яркости 0.02m у меня получилось чуть больше 0.01m, может это так и должно быть. Значит нужно еще поработать еще над методикой и точностью наблюдений. Есть занятие в редкие ясные зимние ночи

mpyat2

Цитата: mnn72 від 28 Листопада 2017, 03:55:33

красные наложенные на кривую это моделирование самого события с наложенными на него результатами наблюдения.

Тут не совсем ясно. Красная кривая получена чистым моделированием, или из (или с учетом) результатов наблюдений?

mnn72

Цитата: mpyat2 від 28 Листопада 2017, 09:40:07

Цитата: mnn72 від 28 Листопада 2017, 03:55:33
красные наложенные на кривую это моделирование самого события с наложенными на него результатами наблюдения.

Тут не совсем ясно. Красная кривая получена чистым моделированием, или из (или с учетом) результатов наблюдений?

Модель, это чистая ровная линия, которая вычисляется из параметров системы таких как радиус звезды, спектральный класс, масса, расчетный начало/конец транзита и пр. Эти параметры берутся из каталога экзопланет и вводятся в программу. Софт строит модель, а уже на модель накладываются результаты дифференциальной фотометрии. Т.е. используя технические характеристики камеры и параметры кадра (SNR, FWHM, уровень фона) программа выделяет полезный сигнал синие точки. Потом эти точки красными (видимо еще с некоторым преобразованием) налаживаются на модель. И если событие зафиксировано, то расположение красных точек повторяет смоделированную кривую, что видно на графике. К стати, синие точки показывают такой же результат в "чистом" так сказать виде.
Я пробовал играться с моделями, подставляя различные значения параметров звезды, начала и конца транзита и пр. - все становится кривое и косое. Только при правильном указании параметров системы мы получаем реальную кривую блеска для транзита планеты.
К стати по моим данным начало транзита произошло чуть позже. Пороюсь может кто наблюдал этот транзит. Это вполне может быть реальным и важным.

mnn72

Уточню на всякий случай, чтобы на меня не накинулись http://var2.astro.cz/ETD/ это база транзитов. ДЕнис сказал, что пока она единственная. Общую базу экзопланет НАСА пока не трогаем и эту http://exoplanets.org/ тоже. К стати по данным базы НАСА предсказанный транзит не совпал немного с чехами. Проще говоря у них точнее было предсказано.

mnn72

Задал вопрос Денису:

I had a problem with my colleague, what amateur astronomers can do in observing exoplanets.
I said that this is very important for science, but he doubts. Help to understand this issue.

Вот его ответ:

Hello Nikolay,

Amateur astronomer observations of exoplanets is essential for exoplanet research for at least two major reason:

Large-scale exoplanet surveys need follow-up ground-based observations to help distinguish true exoplanet transits from false-positives. For example, eclipsing binary stars can mimic exoplanet transits and follow-up observations in different wavelengths are needed to confirm if it is an exoplanet transit or an eclipsing binary. The upcoming TESS satellite telescope, which is a successor to Kepler, will definitely be relying on ground-based observations by amateur astronomers. Surveys such as TESS, and the current KELT project, have such large pixels that they can only identify "candidates" and ground-based, follow-up observations are needed for final confirmation.

In addition to detection of false positives, amateur astronomers have been involved in a number of professional-amateur exoplanet collaborations. I, for example, led a world-wide network of amateur astronomers supporting a major Hubble program to characterize the atmosphere of 15 known exoplanets.

I hope these examples help,

Dennis

SP

Тема почищена по просьбе ТС.

mnn72

Так, страсти поутихли, можно продолжать. Только просьба какашками не кидаться, как это было сделано "дудки - это никому не нужно, это фигня и вообще это не возможно". Какой еще реакции после этого можно было ожидать от меня?
Предметные вопросы + предметные ответы = нормальный диалог !!!

Итак:

1. Повторюсь. Это направление для меня новое и я только учусь, хотя наблюдать (как я уже писал) пару раз уже пробовал, но мне не очень понравилось, потому что от меня требовалась только фотометрия, а основную обработку делал сайт и ты вроде как "ни при делах". Решил разобраться как можно обрабатывать результаты самому для этого связался с куратором секции экзопланет AAVSO. Ну и дальше я уже писал выше...

2. Поскольку я пока прохожу период обучения и тренировок, то не все пока глубоко знаю. Вот например я не знал, что непрерывная красная линия спрогнозированного события все же зависит от данных фотометрии. Я думал, что эта линия показывает как должно быть, а она оказывается тоже расчитывается исходя из данных. Это подтверждает график фотомерии (см. картинку), который я сделал для звезды подобного блеска и находящейся буквально рядом со звездой у которой я наблюдал транзит. График говорит о том, что ничего похожего на транзит нет и это не самомбман, а значит само событые я вполне себе уверенно зафиксировал. А вот проверить ее на предмет переменности нужно. Ну это чуть позже.

3. Теперь для чего это нужно:

Я нигде не писал, что целью моих наблюдений является открытие экзопланет. Хотя хотелось бы конечно, но если методику по переменкам я отработал, то тут не знаю с какой стороны подступиться. Почитаем, поучимся - авось...

Целью всех наблюдателей базы транзитов экзопланет TRESCA так же не является открытие и про это нигде и никем не написано. Основной целью наблюдений является наблюдение события. Зачем это нужно? Одна из целей описана в ответе Дениса - это определить является ли транзит транзитом, а не событием в двойной системе. Графики этих двух событий сильно различны. В моем понимании есть еще одна задача - это наблюдение за точностью начала конца события после чего можно получить, так называемый график О-С, по которому можно судить про изменения периода (это хорошо описано у Цесевича в книге по наблюдению переменных звезд). А зная параметры системы и вариации периода можно например предсказать наличие еще одной планеты и даже спрогнозировать ее вероятный транзит. А поскольку профессионалов мало, а любителей много, то профессионалы просто не в состоянии отследить такую кучу экзопланет (а их уже свыше 3-х тысяч), тем более накапливать по ним статистику. А любители это могут делать. Поэтому вклад в науку тут не меньше чем в наблюдении переменок.

В последнем номере журнала "Вселенная, Пространство, Время" есть лекция которую читал один из участников открытия первой экзопланеты у 51 Пегаса, так он сказал, что метод транзита это сейчас основной метод по которому открываются экзопланеты, а остальные как то лучевые скорости и спектроскопия это больше вспогательные.

Ну и в заключении:

Я например по просьбе профессора Андронова с июня этого года учавствую в программе по наблюдению за довольно неплохо изученной звездой DO Dra (в теме про переменный для наблюдений писал). На открытие я тут не расчитывал, просто попросил Иван Леонидович вести эту зорьку, потому что в Чехии для Виталия Бреуса с середины лета она была не доступна (Виталий Бреус тоже учавствует в наблюдениях только уже на профессиональном инструменте, т.к. он профессиональный астроном). И главное, что он попросил если замечу какие-нибудь изменения ее состояния немедленно сообщать. Когда я в конце октября заметил, что она начала меняться, я его разбудил в начало второго ночи. В результате уже две статьи по этой зорьке вышло и по просьбе Ивана Леонидовича к наблюдениям подключились несколько профессиональных телескопов начиная от Аризоны и заказчивая Кореей. И мне просто приятно, что и мой скромный труд посодействовал этой статье и началу этих наблюдений. Так что не все заключается именно в открытии. Сам процесс наблюдений и обработки результатов тоже захватывающее действие. И мало того, может принести пользу науке.

Вообще любительские наблюдения для науки полезны потому, что: повторюсь, профессионалов мало и время работы на серьезных инструментах у них ограничено, а любителей много и они ни в чем не стеснены, поэтому и работа по накоплению статистических данных для ЛА более простая задача и чрезвычайно важная.

mpyat2

Цитата: mnn72 від 29 Листопада 2017, 12:51:44

2. Поскольку я пока прохожу период обучения и тренировок, то не все пока глубоко знаю. Вот например я не знал, что непрерывная красная линия спрогнозированного события все же зависит от данных фотометрии. Я думал, что эта линия показывает как должно быть, а она оказывается тоже расчитывается исходя из данных. Это подтверждает график фотомерии (см. картинку), который я сделал для звезды подобного блеска и находящейся буквально рядом со звездой у которой я наблюдал транзит. График говорит о том, что ничего похожего на транзит нет и это не самомбман, а значит само событые я вполне себе уверенно зафиксировал. А вот проверить ее на предмет переменности нужно. Ну это чуть позже.

Вот, теперь проясняется. Действительно, если контрольная звезда не показывает ничего особенного, а линия рассчитывается по данным фотометрии - это в самом деле интересный результат! (лично мое IMHO, даже если это большой науке неинтересно)

bigol

Цитувати

Действительно, если контрольная звезда не показывает ничего особенного, а линия рассчитывается по данным фотометрии - это в самом деле интересный результат!

А разве фотометрия делается без контрольных звезд? Это же, по-моему, необходимое условие - первый этап самопроверки, так сказать.

mnn72

Конечно не без контрольных. Просто одна звезда измеряемая, а остальные звезды сравнения и мало того их должно быть не менее 8-ми. Вообще чем больше тем лучше, т.к. точность считается как корень квадратный от количества звезд сравнения. Просто в данном примере я измерял другую звезду с теми же звездами сравнения которых было 9.
Да, и я писал, что софт делает не просто апертурную фотометрию, а дифференциальную, а это другой метод, который позволяет дать выше точность.

mpyat2

Цитата: mnn72 від 29 Листопада 2017, 13:37:15

Конечно не без контрольных. Просто одна звезда измеряемая, а остальные звезды сравнения и мало того их должно быть не менее 8-ми. Вообще чем больше тем лучше, т.к. точность считается как корень квадратный от количества звезд сравнения. Просто в данном примере я измерял другую звезду с теми же звездами сравнения которых было 9.
Да, и я писал, что софт делает не просто апертурную фотометрию, а дифференциальную, а это другой метод, который позволяет дать выше точность.

Коля, так вообще-то фотометрия со звездами сравнения это и есть "дифференциальная фотометрия". Или тут что-то другое имеется в виду? Апертурой меряется инструментальная зв. величина, чтобы она имела какой-то смысл, ее нужно соотносить с другими звездами, вот и получается дифференциальная фотометрия.

mnn72

В общем-то, да. Но опираясь на инструкцию я понял, что тут учитавается не только яркость звезды и фона неба в измеряемом кольце, а так же параметры камеры. Вот макс например делает апертурную фотометрию. С понятием дифференциальная я столкнулся только тут. Может конечно чего не правильно понял потому что много новой информации, но макс точно не учитывает параметры камеры, а тут да, поэтому и результат будет другой.

mpyat2

Ну да, тут просто вопрос терминологии.
Просто мне казалось, что по смыслу "дифференциальная", это когда соотносится с реперными объектами.
Ну и цитата из мануала AAVSO:
"Almost all DSLR variable-star projects use “differential photometry”, in which the brightness of the
target variable star is compared to the brightness of a nearby star of known constant brightness – a
“comparison star”. "

mnn72

Ок. Принято. Значит в терминах запутался. Но однозначно AIJ фотометрию делает "глубже" видимо из-за специальной направленности.

mpyat2

Цитата: mnn72 від 29 Листопада 2017, 14:29:39

Ок. Принято. Значит в терминах запутался. Но однозначно AIJ фотометрию делает "глубже" видимо из-за специальной направленности.

AIJ вообще классная программа, я как раз (очень понемногу) с ней пытался работать (у меня она установлена и работает в АстроЛинуксе от Олега Малого, он ее добавил в дистрибутив, но с изначальным вариантом у меня были проблемы, пришлось установить ее отдельно). В ней, кстати, field solving хорошо работает (она связывается для этого с nova.astrometry.net). Впрочем, Вы это и так знаете, это я просто свои впечалнения...

bigol

Там отдельно есть кепплеровские кандидаты, транзиты у них, как правило, очень мелкие, скорее за пределами любительской аппаратуры. Но есть вот например KOI 0883 b с транзитом 37 mmag! Продолжительность транзита - чуть более 2 часов. Причем, регулярно доступен для наблюдений. Не понимаю, почему он не подтвержден до сих пор?

tlgleonid

Если бы жители планеты вокруг Регула наблюдали бы транзит Юпитера по диску Солнца, то они бы обнаружили, что такой транзит происходит раз в 12 лет.

bigol

Не совсем понял, к чему это, но названный выше транзит доступен на наших широтах и долготах для наблюдения в ночное время 2-3 раза в месяц на высоте более 20*. Так что все условия для успешных наблюдений наличествуют.
Может там опечатка в оценке глубины транзита и не хватает ноликов? Но по значащим цифрам вроде не похоже...

mnn72

Цитата: mpyat2 від 29 Листопада 2017, 15:11:21

... В ней, кстати, field solving хорошо работает (она связывается для этого с nova.astrometry.net). Впрочем, Вы это и так знаете, это я просто свои впечалнения...

Это да. Я даже сервер astrometry.net установил себе на комп, чтобы распознавание поля шло быстрее и не зависеть от инета.

malex

Под какую операционку?

Новини:

Автор Тема: Журнал наблюдения транзитов экзопланет (Прочитано 7537 раз)