Фотометры и камеры для получения изображений

Фотометры и камеры для получения изображений измеряют яркость астрономических источников и записывают их изображения через выбранные фильтры, предоставляя основные данные о положении, потоке и изменчивости.

Definition

Фотометр или камера для получения изображений — это инструмент в фокальной плоскости, который формирует изображение неба через один или несколько фильтров и измеряет яркость источников в нем, калиброванную по стандартной шкале звездных величин и потоков.

Scope

Эта тема охватывает системы фильтров и фотометрические полосы, апертурную фотометрию и фотометрию по функции рассеяния точки, широкопольные и мозаичные камеры для получения изображений, систему звездных величин и стандартные звезды, атмосферную экстинкцию и цветовые термины, а также фотометрию временных рядов для изучения изменчивости и транзитов.

Core questions

• Как измеряется яркость источника по изображению?
• Что стандартизируют фотометрические системы фильтров?
• Как корректируются атмосферная экстинкция и цветовые эффекты?
• Как получение изображений временных рядов выявляет изменчивость и транзиты?

Key theories

Система звездных величин и стандартные звезды

Яркость выражается по логарифмической шкале звездных величин, привязанной к сетям стандартных звезд, что позволяет приводить измерения, полученные с разных телескопов и в разные ночи, к общему знаменателю.

Апертурная фотометрия и фотометрия по функции рассеяния точки

Яркость источника измеряется либо путем суммирования света в апертуре, либо путем аппроксимации инструментальной функции рассеяния точки; последнее существенно в переполненных полях.

Атмосферная экстинкция и цветовые термины

Атмосфера ослабляет звездный свет на величину, зависящую от воздушной массы и длины волны, а преобразование инструментальных измерений в стандартную систему требует коррекции на экстинкцию и цветозависимый отклик.

Clinical relevance

Фотометрия и получение изображений предоставляют каталоги положений, яркостей и цветов, которые лежат в основе астрономии, а точная фотометрия временных рядов позволяет обнаруживать транзиты экзопланет, характеризовать переменные и затменные звезды, а также открывать транзиентные события.

History

Шкала звездных величин была переведена на логарифмическую основу Погсоном в девятнадцатом веке, а фотоэлектрическая фотометрия в двадцатом веке обеспечила точность. Система фильтров Джонсона-Моргана стандартизировала фотометрические полосы, а широкопольные ПЗС-камеры теперь позволяют проводить глубокие обзорные съемки, которые картируют большие участки неба.

Key figures

• Norman Pogson
• Harold Johnson
• William Morgan

Seminal works

• budding2007
• howell2006

Frequently asked questions

Почему астрономические яркости указываются в звездных величинах, а не в обычных единицах?

Система звездных величин — это логарифмическая шкала, унаследованная от древних звездных каталогов, где более яркие объекты имеют меньшие звездные величины. Она удобно охватывает огромный диапазон космических яркостей и соответствует примерно логарифмическому отклику глаза, поэтому остается стандартом, несмотря на свои особенности.

Как получение изображений может обнаружить планету, которая слишком мала, чтобы ее увидеть?

Измеряя яркость звезды очень точно с течением времени, камера может обнаружить крошечное, периодическое падение, которое происходит, когда планета проходит перед звездой. Сама планета никогда не разрешается, но ее транзитная тень проявляется в кривой блеска звезды.