โฟโตมิเตอร์และกล้องถ่ายภาพ
โฟโตมิเตอร์และกล้องถ่ายภาพใช้วัดความสว่างของแหล่งกำเนิดทางดาราศาสตร์และบันทึกภาพผ่านฟิลเตอร์ที่เลือกไว้ ซึ่งให้ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับตำแหน่ง ฟลักซ์ และความแปรปรวน
Definition
โฟโตมิเตอร์หรือกล้องถ่ายภาพเป็นเครื่องมือที่ระนาบโฟกัสซึ่งสร้างภาพท้องฟ้าผ่านฟิลเตอร์หนึ่งตัวหรือมากกว่า และวัดความสว่างของแหล่งกำเนิดภายในภาพนั้น โดยปรับเทียบกับมาตราส่วนแมกนิจูดและฟลักซ์มาตรฐาน
Scope
หัวข้อนี้ครอบคลุมระบบฟิลเตอร์และแถบโฟโตเมตริก การวัดแสงแบบรูรับแสงและฟังก์ชันการกระจายจุด กล้องถ่ายภาพมุมกว้างและแบบโมเสก ระบบแมกนิจูดและดาวมาตรฐาน การลดทอนแสงในชั้นบรรยากาศและพจน์สี และการวัดแสงแบบอนุกรมเวลาสำหรับการศึกษาความแปรปรวนและการผ่านหน้าดาวเคราะห์
Core questions
- วัดความสว่างของแหล่งกำเนิดจากภาพได้อย่างไร?
- ระบบฟิลเตอร์โฟโตเมตริกกำหนดมาตรฐานอะไรบ้าง?
- แก้ไขผลกระทบจากการลดทอนแสงในชั้นบรรยากาศและพจน์สีได้อย่างไร?
- การถ่ายภาพแบบอนุกรมเวลาเผยให้เห็นความแปรปรวนและการผ่านหน้าดาวเคราะห์ได้อย่างไร?
Key theories
- ระบบแมกนิจูดและดาวมาตรฐาน
- ความสว่างแสดงในมาตราส่วนแมกนิจูดแบบลอการิทึมที่เชื่อมโยงกับเครือข่ายของดาวมาตรฐาน ซึ่งช่วยให้การวัดจากกล้องโทรทรรศน์และคืนที่แตกต่างกันสามารถนำมาเปรียบเทียบกันได้
- การวัดแสงแบบรูรับแสงและ PSF
- ความสว่างของแหล่งกำเนิดวัดได้โดยการรวมแสงภายในรูรับแสง หรือโดยการปรับฟังก์ชันการกระจายจุดของเครื่องมือ ซึ่งวิธีหลังนี้มีความสำคัญในบริเวณที่มีดาวหนาแน่น
- การลดทอนแสงในชั้นบรรยากาศและพจน์สี
- ชั้นบรรยากาศทำให้แสงดาวหรี่ลงในปริมาณที่ขึ้นอยู่กับมวลอากาศและความยาวคลื่น และการแปลงการวัดจากเครื่องมือให้เป็นระบบมาตรฐานจำเป็นต้องแก้ไขการลดทอนแสงและการตอบสนองที่ขึ้นกับสี
Clinical relevance
การวัดแสงและการถ่ายภาพให้แคตตาล็อกของตำแหน่ง ความสว่าง และสีที่เป็นรากฐานของดาราศาสตร์ และการวัดแสงแบบอนุกรมเวลาที่แม่นยำสามารถตรวจจับการผ่านหน้าของดาวเคราะห์นอกระบบ บ่งชี้ลักษณะของดาวแปรแสงและดาวคู่บังกัน และค้นพบเหตุการณ์ชั่วคราว
History
มาตราส่วนแมกนิจูดถูกกำหนดให้เป็นมาตราส่วนลอการิทึมโดย Pogson ในศตวรรษที่สิบเก้า และการวัดแสงด้วยโฟโตอิเล็กทริกในศตวรรษที่ยี่สิบนำมาซึ่งความแม่นยำ ระบบฟิลเตอร์ Johnson-Morgan ได้กำหนดมาตรฐานแถบโฟโตเมตริก และกล้อง CCD แบบมุมกว้างในปัจจุบันช่วยให้สามารถสำรวจภาพเชิงลึกที่ครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ของท้องฟ้าได้
Key figures
- Norman Pogson
- Harold Johnson
- William Morgan
Related topics
Seminal works
- budding2007
- howell2006
Frequently asked questions
- ทำไมความสว่างทางดาราศาสตร์จึงระบุเป็นแมกนิจูดแทนที่จะเป็นหน่วยปกติ?
- ระบบแมกนิจูดเป็นมาตราส่วนลอการิทึมที่สืบทอดมาจากแคตตาล็อกดาวโบราณ โดยที่วัตถุที่สว่างกว่าจะมีแมกนิจูดน้อยกว่า ระบบนี้ครอบคลุมช่วงความสว่างอันมหาศาลของจักรวาลได้อย่างสะดวก และสอดคล้องกับการตอบสนองแบบลอการิทึมโดยประมาณของดวงตา ดังนั้นจึงยังคงเป็นมาตรฐานแม้จะมีข้อจำกัดบางประการ
- การถ่ายภาพสามารถตรวจจับดาวเคราะห์ที่เล็กเกินกว่าจะมองเห็นได้อย่างไร?
- ด้วยการวัดความสว่างของดาวฤกษ์อย่างแม่นยำในช่วงเวลาหนึ่ง กล้องสามารถตรวจจับการลดลงเล็กน้อยเป็นคาบที่เกิดขึ้นเมื่อดาวเคราะห์เคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์เองไม่สามารถแยกแยะได้ แต่เงาจากการผ่านหน้าของมันจะปรากฏในกราฟแสงของดาวฤกษ์