Cuando la luz de una estrella atraviesa la atmosfera terrestre para llegar a nosotros, tiene que pasar por capas de aire a diferentes temperaturas y de diferentes densidades, eso hace cambiar el índice de refracción del aire y produce en nuestro detector CCD una “huella” mayor que la produciría debido solamente al límite de difracción de nuestro sistema óptico.
Límite de difracción
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POINT SPREAD FUNCTION – PSF (Función del perfil de un punto)
La "mancha" ó "huella" que produce una estrella al pasar por la atmósfera da lugar a una distribución de la “intensidad” no uniforme, si nó que adopta una forma como la de la figura donde los puntos de más intensidad estan en el centro y se ván debilitando a un lado y otro. |
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FWHM (Full widht at half maximum)
Asumiendo
una simetría circular en el punto de luz de una estrella, el PSF
puede ser representado como el radio de una estrella en función
del flujo.
El FWHM, es el ancho de la función donde el flujo toma la mitad del valor máximo. El FWHM de todas las estrellas de una misma imágen tomadas en un mismo momento es siempre el mismo. Si nos fijamos en el dibujo el efecto óptico podría inducirnos a pensar que la estrella de menor diámetro tendrá un FWHM menor pero vemos que en las dos el valor es aproximadamente 2,5 y ello es debido a que el FWHM de una imágen solo depende del flujo de las estrellas. En la práctica se verá que no es así debido a la no uniformidad de los sistemas ópticos. |
Llamamos seeing al valor del FWHM medido en segundos de arco, o dicho de otra manera:
El seeing es el tamaño angular de una estrella en segundos de arco, en el punto FWHM.En la práctica al seeing se le denomina también FWHM y cuando leemos un texto o utilizamos un programa no está de más mirar en que unidades se expresan, el seeing estará siempre referido a segundos de arco, mientras que el FWHM puede expresarse en pixels ó en segundos de arco y en ese caso están hablando del seeing.
En el ejemplo de abajo, se utiliza un programa que refiere el FWHM en pixels, por lo que hay que multiplicar por la resolución del sistema (que veremos más adelante) para calcular el seeing.
¿DE QUE DEPENDE?
En el gráfico de la izquierda vemos la gran mejora de la relacion señal ruido cuando conseguimos observar en condiciones de seeing más favorables. Podemos apreciar que reduciendo la mitad el seeing, la relación señal ruido aumenta practicamente el doble. Los observatorios de aficionado acostumbran a tener un seeing entre 4 y 6 segundos de arco, mientras que los profesionales están por debajo del segundo. Un seeing mas bajo permite observar a mayor resolución y obtener mayor detalle. ¿COMO
MEJORARLO?
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RESOLUCION
DE UN SISTEMA
r = p x 206,264/F
r
= resolución en segundos de arco.
p
= tamaño del píxel de CCD en micras.
F
= distancia focal del sistema óptico en mm.
Multiplicando
la resolución r por el número de píxeles del detector,
obtenemos el campo cubierto por la CCD
LA RESOLUCIÓN DEBE SER ESCOGIDA TENIENDO EN CUENTA EL SEEING DE NUESTRO LUGAR DE OBSERVACIÓN
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EL "MITO" DE LOS 2 SEGUNDOS DE ARCO
Hemos leido y escuchado muchas veces que para hacer Astrometría, debemos obtener una resolución aproximada de 2 segundos de arco, esto es cierto pero solo a medias. En realidad la resolución debe ser la más alta posible, buscando el equilibrio de un campo cómodo para trabajar.Una resolución de 2 segundos de arco es buena para observar con un seeing entre 4 y 6 segundos, típico en los observatorios de aficionado, de ahí nace el "mito".
Para conseguir la resolución que necesitamos, deberemos modificar nuestra distancia focal mediante reductores, anillos de extensión, etc.. ó bien cambiar el tamaño del píxel utilizando la opción 2x2 (binnig) que la gran mayoría de cámaras nos ofrece.
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