Programa del curso

TÉCNICAS INSTRUMENTALES

1998

Tabaré Gallardo

curso AO 004 septimo semestre

Licenciatura en Fisica, opcion Astronomía

Dpto. Astronomía - Inst. Física

Facultad de Ciencias

1. POCESO DE MEDIDA Y ANÁLISIS. Colección, detección, tratamiento, optimización. Respuesta impulsional de un sistema telescópico. Elementos de óptica de Fourier. Objetos puntuales y extensos.
2. ÓPTICA DE TELESCOPIOS. Esquema de refractor y reflector. Objetivo, razón focal, pupila de entrada, pupila de salida, aumento, brillo de la imagen, magnitud límite, imagen fotográfica, resolución, aumento exigible. Vigneteo. Aberraciones. Fotometría y escala de magnitudes.
3. LA LUZ EN SU PASO POR LA ATMÓSFERA. Refracción. Extinción por absorción pura y por scattering. Emisión térmica. Turbulencias: seeing, speckles, smearing, scintilación. Tratamiento de la extinción, masa de aire. Cieficientes de extinción monocromático y heterocromático
4. DETECTORES MODERNOS. Efecto fotoeléctrico (fotoemisivo, fotoconductor y fotovoltaico). Efecto fotoquímico. Principios del CCD: acumulación de carga, transferencia, salida y lectura.
5. PERFORMANCE DE UN CCD. Eficiencia quántica, sensibilidad espectral, eficiencia de transferencia de carga, resolución espacial, linealidad, blooming y los tres tipos de saturación, corriente oscura, sensibilidad a rayos cósmicos, electroluminiscencia, hot y dead pixels, columnas defectuosas. Digitalización a 8, 14, 16 bits, ganancia.
6. RUIDO EN UN CCD. Fluctuaciones temporales y espaciales. Estadística de Poisson. Ruido térmico, de fotones, de transferencia, electrónico, de digitalización. Ruido de lectura. Curva de transferencia: determinación del ruido de lectura y ganancia.
7. CÁMARA CCD. Tipos de detectores, digitalización, arquitectura, visualización de imágenes. Enfriamiento.
8. REDUCCIÓN DE IMÁGENES CCD. Nivel cero (overscan y bias), ruido de lectura, corriente oscura, saturación (por límite de digitalización, por pérdida de linealidad y por blooming), flat-field (diferencias de eficiencia y de transmisión óptica). Esquema de reducción de una imagen cruda. Relación señal/ruido.
9. VISUALIZACIÓN. Histograma. Escala de grises lineal, logarítmica y exponencial. Equalización de histograma. Brillo, contraste y paleta. Tamaño de pixel y campo. Inspección de bias (RON y ganancia). Inspección de (Flat-Bias). Inspección de Darks. Inspección de imagen cruda: relación S/N en función del numero de pixels que ocupa el objeto. Suma, promedio y mediana de imágenes. Formato FITS y headers.
10. PERFIL Y CENTROIDE. Point Spread Function. Relación seeing y FWHM. Astrometría. Fotometría de apertura y PSF. Determinación de cielo. Error en magnitudes.
11. SISTEMAS FOTOMÉTRICOS. Flujo acusado por un instrumento. Curvas de respuesta de un sistema fotométrico. Comparación entre sistemas fotométricos. Sistema standard UBVRI. Coeficientes de extinción. Pasaje del sistema Local al Standard. Reducción conjunta. Fotometría diferencial.
12. SOFTWARE. Para visualización y procesamiento de imágenes CCD. Procesamiento por listas y macros. Formato entero y real. Soft para astrometria y fotometría. Técnica de alinear y sumar imágenes. Introducción a IRAF.
13. SESIÓN OBSERVACIONAL. Efemérides, mapas, atlas y catálogos estelares. Operaciones de login y logout del observatorio. Manipulación de cámara CCD y telescopio.
14. ANÁLISIS DE SERIES TEMPORALES. Series equiespaciadas y no equiespaciadas. Significado de la transformada de Fourier. Señal multiperiódica. Problemas de borde: leakage. Atenuación de lobulos secundarios: ventanas. Ventana ideal. Teorema del muestreo y aliasing. Frecuencia de Nyquist. Transformada de Fourier Discreta: espectro de potencia. Frecuencias de Fourier. Integración numérica con filtro digital en dominio tiempo y en dominio de frecuencias. Diseño de filtros. Análisis de frecuencias por método CLEANEST. Coeficiente de correlación espectral y significado estadístico.
15. PROCESAMIENTO DE IMÁGENES. Dominio espacial: convoluciones con filtros pasa bajos y pasa altos. Convolución cruzada. Filtros estadísticos. Filtros de contorno: gradiente y laplaciano. Masking. Dominio frecuencia: transformada de Fourier de una imagen. Correlación. PSF como respuesta impulsional del sistema atmósfera + telescopio + camara. Deconvolución: reconstrucción de imágenes. Síntesis de imágenes FITS en formato ascii y manipulación personalizada de imágenes en formato ascii.

1. SKY EN FUNCION DEL TIEMPO. Evolución a lo largo de una noche o a lo largo del año del brillo del cielo y su relación con la fase lunar o época del año o crepúsculo.

2. PERFILES EN FUNCION DEL TIEMPO. Igual que en la anterior pero analizando los perfiles estelares (FWHM por ejemplo y asimetría). De aquí se puede extraer información sobre foco y seeing.

3. HOT PIXELS EN FUNCION DEL TIEMPO. Evolucion del numero de HP con el paso del tiempo en la camara del OALM.

4. DARKS. Evolucion de corriente termica en funcion de la epoca del año. Relacion entre corriente termica y tiempo de exposicion en hot pixels y en el resto del frame.
5. CURVA DE LUZ. Obtencion de curva de luz de asteroide, variable o satelite planetario.
6. COEFICIENTES DE EXTINCIÓN. Determinación para una serie de noches.
7. MAGNITUD LIMITE. Determinación de la magnitud para la cual la relación S/N esta en el limite de detectabilidad en frames tomados en diferentes circunstancias.
8. TEST RON Y GANANCIA. Testeo de CCD para determinar el Readout Noise y la Ganancia.
9. ASTROMETRÍA. De algun objeto utilizando Astrométrica, CCD-Astrometry o con programa propio y usando diferentes catalogos. Comparación entre catálogos y programas.
10. FOTOMETRÍA. Comparacion entre fotometría de apertura y PSF de un campo estelar.
11. SUMA DE IMÁGENES. Con la técnica de alinear y sumar obtener imágenes de alta relación S/N y aplicación de filtros para determinar estructuras en la coma de un cometa.
12. FOTOMETRÍA DE COMETAS. Evolución del brillo de un cometa en función del tiempo.
13. ENCODERS. Elaboración de programa para determinar la orientación del telescopio en función de los valores dados por el sistema de encoders.
14. DETERMINACIÓN DE PERIODICIDADES. Análisis de una serie temporal para determinación de frecuencias fundamentales. Aplicación de filtros digitales.
15. TRATAMIENTO DE IMAGENES. Aplicacion de filtros digitales para analisis de imágenes.
16. DEGRADACIÓN DE IMAGENES COMPRIMIDAS. Análisis de la perdida de información al utilizar algoritmos de compresion de imágenes FITS.
17. SINTESIS DE IMÁGENES FITS. Manipulación de imágenes FITS en formato ascii.