پرسش و پاسخ عکاسی نجومی

[online]

سلام بر اهالی نجوم.یکی از دوست های من چند تا عکس نجومی گرفته ولی در مورد پردازش اونها سردرگم هستم.لطفاً در مورد موارد و مراحل پردازش تصاویر نجومی توضیح بدید یا راهنمایی کنید.
سپاس

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
اضافه شده توسط مدیر:

دوستان اینجا تاپیکی است برای پرسیدن سوال درباره عکاسی نجومی

موفق باشید

[مهدی ناصری]

سلام به دوستان گرامی
سوالی که مدتی در ذهن من شکل گرفته بود و با خوندن مطالب تاپیک "چگونه منجم حرفه ای شویم؟" دوباره زنده شد. کار منجم های حرفه این نیست که هر شب پشت تلسکوپ باشند و رصد کنند، بلکه چند روز از سال پشت تلسکوپ داده گیری می کنند و بقیه ی سال رو به تحلیل داده ها می پردازند، حتی یادم میاد یک بار شنیدم یک منجم حرفه ای عکسی با ابعاد 1 درجه در 1 درجه از یک خوشه ی ستاره ای گرفت و 3 سال روی اون عکس کار کرد! حالا سوال این هست که یک عکس علمی چه داده ی مهمی می تونه داشته باشه که بشه روش 3 سال کار کرد؟ می دونم با استفاده از اینکه مثلا هر 10 روز یک عکس از منطقه ای مشخص گرفت شاید یک دنباله دار کشف بشه، شاید یک ابرنواختر، شاید یک منظومه ی فراخورشیدی و خیلی شاید های دیگه که شاید اصلا هیچ نتیجه ای هم در پایان نداشته باشند. اما این فعالیت ها در سطح آماتوری بیش تر انجام میشه و موفقیت قطعی هم نداره. در سطح حرفه ای چه داده هایی در یک عکس وجود داره که ارزش 3 سال تحلیل رو داشته باشه؟ ممنونم

[arashgmn]

سلام به دوستان گرامی
سوالی که مدتی در ذهن من شکل گرفته بود و با خوندن مطالب تاپیک "چگونه منجم حرفه ای شویم؟" دوباره زنده شد. کار منجم های حرفه این نیست که هر شب پشت تلسکوپ باشند و رصد کنند، بلکه چند روز از سال پشت تلسکوپ داده گیری می کنند و بقیه ی سال رو به تحلیل داده ها می پردازند، حتی یادم میاد یک بار شنیدم یک منجم حرفه ای عکسی با ابعاد 1 درجه در 1 درجه از یک خوشه ی ستاره ای گرفت و 3 سال روی اون عکس کار کرد! حالا سوال این هست که یک عکس علمی چه داده ی مهمی می تونه داشته باشه که بشه روش 3 سال کار کرد؟ می دونم با استفاده از اینکه مثلا هر 10 روز یک عکس از منطقه ای مشخص گرفت شاید یک دنباله دار کشف بشه، شاید یک ابرنواختر، شاید یک منظومه ی فراخورشیدی و خیلی شاید های دیگه که شاید اصلا هیچ نتیجه ای هم در پایان نداشته باشند. اما این فعالیت ها در سطح آماتوری بیش تر انجام میشه و موفقیت قطعی هم نداره. در سطح حرفه ای چه داده هایی در یک عکس وجود داره که ارزش 3 سال تحلیل رو داشته باشه؟ ممنونم

عکس های علمی باید توسط سی سی دی و کامپیوتر گرفته شوند. چون عکسی که با دوربین دیجیتال گرفته می شود و با فرمت jpeg ذخیره می شود ، عملا هیچ اطلاعاتی رو در بر نداره . (شاید به زور با فتوشاب بشه شدت نسبی نور رو توی نقاط مختلف عکس به صورت کیفی بررسی کرد ... که اون ها هم احتمالا با چشم معلومن!) . برای همین اخترفیزیک دان ها از یک فرمت رایج به نام fits در تحلیل عکس های نجومی استفاده می کنن که اطلاعات مهم عکس رو از بین نمی بره.
اما عکسی که سی سی دی از آسمان می گیره ، متشکل است از یک ماتریس بزرگ که درون هر درایه ی آن یک عدد نوشته شده . هر درایه متناظر با یک پیکسل سی سی دیه و عدد درون هر درایه نشان دهنده ی تعداد فوتون هاییه که به اون پیکسل وارد شدن . این ماتریس که تصور خامه ، پس تصحیح هایی ، به تصویر علمی تبدیل میشه که اونم خودش یه ماتریس دیگه اس که اثرات مخربش حذف شدن .
اما با این ماتریس تصحیح شده چه میتوان کرد ؟
اگر میدان دید عکسمون کوچیک باشه (کمتر از 1 درجه ، که معمولا هم همین طوره،) با داشتن مشخصات بعد و میل سه ستاره میشه مختصات بقیه ی ستاره های عکس رو با دقت بالا معلوم کرد .
اگراگر قدر یه ستاره رو داشته باشیم می تونیم قدر بقیه ی ستاره ها رو تعیین کنیم . از روی این قدرهای محاسبه شده میشه تغییرات قدر رو برای یه جسم (مثلا یه ستاره ی متغیر یا گرفتی ) بررسی کرد و به مشخصات جالبی از اون رسید.
می تونیم با فیلترهای مختلف از جسممون عکس بگیریم و شدت اونو توی فیلترهای مختلف بررسی کنیم و به نوع و سن و دما و... پی ببریم.
میتونیم اون عکسو با عکسهایی که قبلا از اون نقطه از آسمون گرفته شدن مقایسه کنیم تا اگه تفاوتی بود و نقطه ی جدیدی ظاهر شده بود اونو یه کشف جدید نام گذاری کنیم.
....
کلا تمام این کارها از روی عددی که روی اون درایه ها نوشته شدن به دست میاد!
نکته ی جالبی که وجود داره در مورد عکس های نجومی (مثلا عکس هایی که تلسکوپ هابل می گیره و ما از دیدنشون کلی ذوق می کنیم،)اینه که این عکس های رنگارنگ و زیبا ، معمولا هیچ گونه کاربرد علمی ندارن مگر در مواردی که بخایم ابعاد فیزیکی جسممون رو بررسی کنیم.

[مهدی ناصری]

عکس های علمی باید توسط سی سی دی و کامپیوتر گرفته شوند. چون عکسی که با دوربین دیجیتال گرفته می شود و با فرمت jpeg ذخیره می شود ، عملا هیچ اطلاعاتی رو در بر نداره . (شاید به زور با فتوشاب بشه شدت نسبی نور رو توی نقاط مختلف عکس به صورت کیفی بررسی کرد ... که اون ها هم احتمالا با چشم معلومن!) . برای همین اخترفیزیک دان ها از یک فرمت رایج به نام fits در تحلیل عکس های نجومی استفاده می کنن که اطلاعات مهم عکس رو از بین نمی بره.
اما عکسی که سی سی دی از آسمان می گیره ، متشکل است از یک ماتریس بزرگ که درون هر درایه ی آن یک عدد نوشته شده . هر درایه متناظر با یک پیکسل سی سی دیه و عدد درون هر درایه نشان دهنده ی تعداد فوتون هاییه که به اون پیکسل وارد شدن . این ماتریس که تصور خامه ، پس تصحیح هایی ، به تصویر علمی تبدیل میشه که اونم خودش یه ماتریس دیگه اس که اثرات مخربش حذف شدن .
اما با این ماتریس تصحیح شده چه میتوان کرد ؟
اگر میدان دید عکسمون کوچیک باشه (کمتر از 1 درجه ، که معمولا هم همین طوره،) با داشتن مشخصات بعد و میل سه ستاره میشه مختصات بقیه ی ستاره های عکس رو با دقت بالا معلوم کرد .
اگراگر قدر یه ستاره رو داشته باشیم می تونیم قدر بقیه ی ستاره ها رو تعیین کنیم . از روی این قدرهای محاسبه شده میشه تغییرات قدر رو برای یه جسم (مثلا یه ستاره ی متغیر یا گرفتی ) بررسی کرد و به مشخصات جالبی از اون رسید.
می تونیم با فیلترهای مختلف از جسممون عکس بگیریم و شدت اونو توی فیلترهای مختلف بررسی کنیم و به نوع و سن و دما و... پی ببریم.
میتونیم اون عکسو با عکسهایی که قبلا از اون نقطه از آسمون گرفته شدن مقایسه کنیم تا اگه تفاوتی بود و نقطه ی جدیدی ظاهر شده بود اونو یه کشف جدید نام گذاری کنیم.
....
کلا تمام این کارها از روی عددی که روی اون درایه ها نوشته شدن به دست میاد!
نکته ی جالبی که وجود داره در مورد عکس های نجومی (مثلا عکس هایی که تلسکوپ هابل می گیره و ما از دیدنشون کلی ذوق می کنیم،)اینه که این عکس های رنگارنگ و زیبا ، معمولا هیچ گونه کاربرد علمی ندارن مگر در مواردی که بخایم ابعاد فیزیکی جسممون رو بررسی کنیم.

متشکرم؛ اگه با فرمت raw ذخیره بشه باز هم اطلاعات نداره؟ و اینکه خیلی ها امروز از ccd برای عکاسی نجومی استفاده می کنند (حتی تو ایران هم وجود داره و استفاده میشه)، و برنامه ی منظمی دارن که عکس هایی در بازده های زمانی متفاوت بگیرن و تحلیل کنن برای متغیر ها یا پدیده های دیگه ای که نیاز به عکاسی متوالی دارن. یا مثلا برای عکسشون از یک خوشه نمودار هرتسپرونگ راسل ترسیم می کنن که یه کار معمول هست و ccd هم نمی خواد، برای متغیر ها یا منظومه های فراخورشیدی هم نرم افزار های خاصی وجود داره که منحنی نوری رسم می کنه و تغییرات نوری رو ثبت می کنه، عکس های ورودی به نرم افزار هم عکسی هست که با دوربین های معمولی cmos گرفته شده . اما سوال من این هست که وقتی یک منجم حرفه ای یک عکس نجومی علمی داره (عکسی که شاید از نظر بصری هیچ زیبایی نداشته باشه) چه پروژه ای میشه روش انجام داد که چند ماه وقت ببره و از عهده ی آماتور ها بر نیاد؟ کار عکاسی منجم های حرفه ای هم مثل آماتور ها در بازده های زمانی مختلف هست یا یک عکس گرفته میشه و مدت زیادی تحلیل میشه؟

[arashgmn]

سوال من این هست که وقتی یک منجم حرفه ای یک عکس نجومی علمی داره (عکسی که شاید از نظر بصری هیچ زیبایی نداشته باشه) چه پروژه ای میشه روش انجام داد که چند ماه وقت ببره و از عهده ی آماتور ها بر نیاد؟ کار عکاسی منجم های حرفه ای هم مثل آماتور ها در بازده های زمانی مختلف هست یا یک عکس گرفته میشه و مدت زیادی تحلیل میشه؟

این دقیقا برمی گرده به این که طرف بخواد از چی عکس بگیره و چه اطلاعاتی به دست بیاره . برخی اوقات محدودیت ابزارهای ما در اندازه گیری باعث میشن که ما برای بدست آوردن هدفمون (با دقت کاقی) وقت زیادی روی سوژمون بذاریم . مثلا فرض کنید می خوایم از روش اختلاف منظر فاصله ی یک ستاره رو بدست بیاریم . خوب این روش به دلیل دور بودن ستاره ها و عدم توانایی ما در اندازه گیری زاویه های کوچک ، می تونه 1 سال طول بکشه (6 ماه برای طی شدن طول پایه ی مثلث اختلاف منظر توسط زمین ، 1 سال برای تصحیح اثر سرعت خاصه) . یا این که تلسکوپ هابل باید یه سوژه رو ساعت ها نگاه کنه تا تعداد قابل اعتمادی فوتون از اون بهش برسه که بشه باهاش کار کرد. این نوع مثال ها به علت محدودیت ما در ابزار ها هستند .
اما محدودیت های دیگری هم وجود دارند . محمدیت در سرعت محاسبه ! فرض کنید شما با استفاده از نور یه ستاره می خواید یه مدل پیشنهادی برای ساختار ستاره رو رد یا تایید کنید . برای انجام این کار مدل تون رو برای ابر رایانه ها تعریف می کنید ( ممکنه مدلتون بسیار پیچیده باشه و نوشتن برنامش هم طول بکشه !) و سپس داده هایی رو که مشاهده کردید رو به رایانه وارد می کنید . سپس باید متغیر ها رو بدست بیارید تا حالت خاص مدل رو که با ستاره سازگاره رو بدست بیارید و از میزان همبستگیش با تئوری به درستی یا نادرستی اون پی ببرید . اما محاسباتی که درون ابررایانه انجام میشه ممکنه روزها طول بکشه ! مثلا برای" شبیه سازی هزاره" در آزمایش گاه ماکس پلانک در مورد چگونگی تشکیل ساختارها در علم ، چند هزار ساعت زمان صرف شده !منظورم وقتیه که ابر رایانه ی بنده خدا برای فکر کردن گذاشته ...!
برخی اوقات هم همه ی این عوامل با هم دخیلند . یعنی شما علاوه بر داده برداری از عکستون باید کلی اثر های مخرب رو تصحیح کنید که ممکنه هرکدومشون زمان زیادی ازتون بگیره ...
در مورد اون کسی که بر روی عکسش چند ماه کار کرده هم بهتره ازش پرسید که روی چه حوزه ای کار می کرده ؟ چی رو می خواسته به دست بیاره ؟ آیا کارش مدل سازی برای داده های رصدی بوده یا برعکس ، آزمایش کردن مدل ها از روی کار های رصدی ... . در هر حال علم عملی هیچ وقت تمیز نیست...

[مهدی ناصری]

سلام به همه ی دوستان
می دونیم سرد بودن مکان عکاسی در میزان نویز تصویر تاثیر قابل توجهی داره. در عکاسی نجومی به علت بالا بودن حساسیت و نوردهی نویز همیشه برای عکاسان مسئله بوده و از هر روشی برای هم کردن اون استفاده می کنن، مثل انباشتن تعداد زیادی فریم یا کم کردن دارک فریم؛ اما...
سرد بودن محیط عکاسی تاثیر خیلی زیادی داره و اصلا یکی از تفاوت های اصلی دوربین های عکاسی با حسگر CMOS با CCD ها در این هست CCD ها تا دمای نزدیک به منفی 30 درجه سرد میشن.
بعضی ها برای سرد کردن دوربینشون حتی از کیسه های یخ استفاده می کنند!! من چند روز پیش به لینک زیر برخوردم که در اون گفته شده با ساختن یک cooling box یا محفظه ی سرد کننده برای دوربین میشه اون رو سرد کرد تا نویز کاهش پیدا کنه: http://ghonis2.ho8.com/rebelmod450d16.html
حالا خواستم بدونم کسی از دوستان این روش رو امتحان کرده؟ یعنی اگه یه فن کنار دوربین قرار بدیم انقدر روش تاثیر میزاره؟ و اینکه اصلا نیازی به این کار ها هست یا همون کم کردن دارک فریم و انباشتن فریم ها کفایت میکنه؟

[Chegini]

سلام
یه سوال برام پیش امده و اون هم این هست که در عکاسی عمقی تفاوت دو تلسکوپ با یک گشودگی اما با فاصله کانونی متفاوت در چیست؟ (میدان دید و مسائل دیگر) البته تنها از دیدگاه فاصله کانونی منظورم هستش نه نسبت کانونی... البته از دیدگاه نسبت کانونی هم میشه بحثای خوبی کرد.
(مثلن یه اپتیک های نیوتونی 8 اینچ با فاصله کانونی 800 م.م و 1000 م.م)

[Mostafa]

سلام
یه سوال برام پیش امده و اون هم این هست که در عکاسی عمقی تفاوت دو تلسکوپ با یک گشودگی اما با فاصله کانونی متفاوت در چیست؟ (میدان دید و مسائل دیگر) البته تنها از دیدگاه فاصله کانونی منظورم هستش نه نسبت کانونی... البته از دیدگاه نسبت کانونی هم میشه بحثای خوبی کرد.
(مثلن یه اپتیک های نیوتونی 8 اینچ با فاصله کانونی 800 م.م و 1000 م.م)

سلام جناب چگینی

ببینید ، نسبت کانونی ، مدت زمان نوردهی را تعیین می کند و فاصله کانونی ، میدان دید و بزرگنمایی را

در مثالی که زدید ؛ اگر از مدت زمان نوردهی صرف نظر کنیم ، تلسکوپ با فاصله کانونی 1000 mm بزرگنمایی بیشتری دارد نسبت به تلسکوپ با فاصله کانونی 800mm

[Chegini]

سلام جناب چگینی

ببینید ، نسبت کانونی ، مدت زمان نوردهی را تعیین می کند و فاصله کانونی ، میدان دید و بزرگنمایی را

در مثالی که زدید ؛ اگر از مدت زمان نوردهی صرف نظر کنیم ، تلسکوپ با فاصله کانونی 1000 mm بزرگنمایی بیشتری دارد نسبت به تلسکوپ با فاصله کانونی 800mm

درود فراوان خدمت آقای امام
سپاس از شما
از دیدگاه میدان دید چطور؟ مثلن من چطور میتونم میدان دیدی که تلسکوپ من در عکاسی پرایم فکوس ایجاد میکنه رو محاسبه کنم و با توجه به اون سوژه مورد نظرمو انتخاب (پیش بینی) کنم. به چه عواملی بستگی داره؟ (نوع دوربین، ویژگی های اپتیک و ...)

[mohsen4465]

سلام
یه سوال برام پیش امده و اون هم این هست که در عکاسی عمقی تفاوت دو تلسکوپ با یک گشودگی اما با فاصله کانونی متفاوت در چیست؟ (میدان دید و مسائل دیگر) البته تنها از دیدگاه فاصله کانونی منظورم هستش نه نسبت کانونی... البته از دیدگاه نسبت کانونی هم میشه بحثای خوبی کرد.
(مثلن یه اپتیک های نیوتونی 8 اینچ با فاصله کانونی 800 م.م و 1000 م.م)

تصویری که آینه تلسکوپ 1000 م.م در پرده کانونی ایجاد میکنه بزرگتر از تصویریه که آینه 800 م.م ایجاد میکنه. از طرف دیگه از اونجایی که قطر هر دو آینه 8 اینچه بنابراین مقدار نور جمع آوری شده مشابه است و چون تصویر آینه 1000 م.م بزرگتره این مقدار نور در سطح بزرگتری توزیع میشه و در نتیجه تصویر کمی کم نورتره. نتیجه اینکه آینه 1000 م.م تصویر بزرگتری رو در مدت زمان طولانی تری روی فیلم ثبت میکنه و آینه 800 م.م تصویر کوچکتری رو سریعتر ثبت میکنه. به این نکته هم دقت کنین که تصویر بزرگتر یعنی میدان دید کوچکتر بنابراین میدان دید تصویر آینه 800 م.م بیشتره. حال اگه بخوایم چشمی تلسکوپ رو هم مدنظر قرار بدیم باید بگم که چشمی صرفاً مثل یک ذره بین عمل میکنه و تصویر روی پرده کانونی رو بزرگتر میکنه. میدان دیدنهایی هرگز نمیتونه بیشتر از میدان دیدی باشه که آینه اصلی ایجاد کرده اما عکس قضیه صادقه و یک چشمی با میدان دید کم میتونه میدان دید تصویر آینه رو باز هم کاهش بده. اگه مثلاً از یک چشمی 8 م.م برای آینه 800 م.م و یک چشمی 10 م.م برای آینه 1000 م.م استفاده کنیم به بزرگنمایی یکسانی میرسیم با این تفاوت که چشمی 8 م.م یی در مقابل خودش تصویری با میدان دید بزرگتری داره و اگه بتونه تمام اون رو بعد از بزرگنمایی از خودش عبور بده اونوقت تصویر نهایی تلسکوپ 800 م.م یی سطح وسعتری رو پوشش میده. ضمناً بخاطر بزرگنمایی یکسان روشنایی تصویر در هر دو تلسکوپ یکسانه.

من صرفاً مفاهیم رو براتون توضیح دادم و در مورد محاسبات اطلاعات چندانی ندارم. شاید آقای امام یا سایر دوستان بتونن کمکتون کنن.

[Sky_Watcher]

يه سوال
ميخواستم ببينم كه ميشه با دوربيناي قوي گوشي هم عكاسي نجومي كرد؟
مثلا نوكيا pure view دوربين ٤١ مگاپيكسلي داره ميشه باهاش عكسايي در حد دوربين عكاسي گرفت؟