Proses Pengolahan Data (Fotometri) Astronomi Kuliah AS3100 Lab. Astronomi Dasar I Prodi Astronomi 2006/2007

Proses Citra Lab. Astronomi Operasi: ´ ¸ + - X Y Z Pengurangan Boolean Proses Citra Lab. Astronomi

Efek operasi aljabar citra (X op Y=Z) Normalisasi kecerlangan Z merupakan penskalaan nilai kecerlangan tiap piksel dalam X oleh tiap piksel dalam Y. Jika Y skalar, nilai kecerlangan Z berbanding terbalik dengan X oleh nilai Y Pembagian Kalibrasi kecerlangan Z merupakan perkalian nilai kecerlangan tiap piksel dalam X dan Y. Jika Y skalar, kecerlangan Z berbanding langsung dengan X oleh nilai Y Perkalian Perbedaan citra Z = beda nilai kecerlangan tiap piksel dalam X dan Y. Jika Y skalar <0, Z adalah citra X yang dipergelap Pengurangan Z = jumlah nilai kecerlangan tiap piksel dalam X dan Y. Jika Y skalar >0, Z adalah citra X yang diperterang Penjumlahan Penggunaan Efek Operasi Proses Citra Lab. Astronomi

Proses citra astronomi Tiga area proses citra astronomi: Kalibrasi: Proses untuk menghasilkan rekaman murni intensitas cahaya Analisis: Upaya mengekstrak sebanyak mungkin data dari citra yang dikalibrasi Pengubahan: Upaya mengungkapkan seluruh informasi yang dapat dilihat Citra diｇital astronomi dari pengamatan: Citra obyek langit (O) yang diambil dalam waktu eksposur t detik Kalibrator: Citra bias (B), Citra gelap (D), Citra medan datar (FF)

Citra bias: Citra tanpa penyinaran luar yang diambil dengan waktu eksposur 0 detik Citra gelap: Citra tanpa penyinaran dari luar yang diambil dengan waktu eksposur t detik Citra medan datar: Citra yang diambil dengan penyinaran oleh cahaya uniform Kalibrasi:

Bias (0 sec) Dark 3 sec Dark 20 sec Dark 30 sec

Ilustrasi pra-proses citra Citra mentah Dark Flat Citra bersih

Proses Citra Lab. Astronomi Penentuan pusat posisi obyek dalam citra Profil citra Proses Citra Lab. Astronomi

Signal-to-noise ratio (Gray 1992, Honeycutt 1993) q(): Efisiensi kuantum Ns,Nb : Jumlah foton dari bintang dan langit latar belakang : - ketidakpastian penentuan langit - jumlah piksel yang ditempati bintang & langit latar belakang. R: read-out noise (rms) [Nd: dark current; Nsc: scintillation noise  diabaikan]

Pengolahan Citra Citra yang direkam oleh kamera CCD adalah : Citra bias, B(x,y) : citra CCD yang mengandung nilai karakteristik yang dimiliki tiap piksel. Masih terdapatnya sejumlah elektron walaupun piksel sudah dibaca dan tidak disinari. Citra termal, T(x,y) : citra CCD yang mengandung derau termal. Citra gelap (dark), D(x,y) : citra CCD yang diperoleh tanpa melakukan pencahayaan. Waktu integrasi sama dengan waktu integrasi untuk citra mentah (objek). Citra gelap mengandung citra bias dan citra termal. Citra medan datar, F(x,y) : citra CCD yang diperoleh dengan mencahayai chip CCD dengan sumber cahaya yang uniform. Citra mentah, R(x,y) : citra CCD yang merekam objek yang diamati.

Pra proses citra Debiasing R(x,y) - B(x,y) Pengurangan citra gelap R(x,y) - median(D(x,y)) = Rd(x,y); Flat fielding Rd(x,y) / median(F(x,y))  Citra tereduksi

Fotometri bukaan Tahapan : Salah satu metoda pengolahan citra tereduksi dengan menggunakan tiga buah cincin digital untuk mengukur kecerlangan objek Tahapan : Penentuan titik pusat bintang Penentuan nilai rata-rata kecerlangan langit latar belakang Isky Penjumlahan intensitas total bintang I (setelah dikurangi Isky ) Hitung besar magnitudo (instrumen) bintang pada suatu filter (rentang panjang gelombang) Ambil C = 23,5 atau C = 25,0 Bersama-sama informasi waktu (HA) akan digunakan untuk menghitung koefisien ekstingsi atmosfer Bumi.

Bintang Tunggal atau Gugus Kemudahan menggunakan objek berupa bintang tunggal: Mudah mengidentifikasi objek Keuntungan menggunakan objek berupa field star: Penggunaan waktu yang relatif lebih sedikit. Keuntungan menggunakan objek berupa bintang- bintang pada gugus terbuka: Pada satu saat bersamaan dapat diperoleh informasi bintang pada berbagai kelas spektrum dan luminositas Ekstingsi materi antar bintang dapat ditentukan

Langkah Pengamatan (1) Pencocokan jam: LST Komputer (UT) Set temperatur CCD ( maks –45°C dari ambient temp.) Ambil citra bias Pasang filter (Johnson B,V,R,I) Cocokan orientasi dari chart terhadap orientasi di teleskop. Beri catatan daerah pada chart bila objek yang diambil berupa gugus terbuka. Rentang sudut jam pengamatan : -3 < HA < 3 Ambil citra objek sebanyak 3 kali. Ambil citra gelap setiap sebelum dan sesudah pengambilan objek. (untuk satu filter tertentu)

Langkah Pengamatan (2) Ulangi langkah 7 setiap dilakukan penggantian filter hingga semua filter dipergunakan. Bila menggunakan objek bintang tunggal, maka ikuti bintang dari timur sampai ke meridian atau dari meridian sampai ke barat. Bila menggunakan objek berupa field star, maka pengamatan dilakukan untuk sejumlah bintang yang memiliki posisi jarak zenith yang berbeda-beda. Pengamatan diakhiri dengan mengambil kembali citra bias. Citra medan datar dari tiap filter dapat diambil di luar jadwal pengamatan

Citra hasil pengamatan NGC 6405 filter : Str.y t= 60 detik Citra dark, D(x,y) Citra obyek (field star), R(x,y)

Citra hasil pengamatan NGC 6405 Citra medan datar (sky-flat), F(x,y) Citra R(x,y)-D(x,y) = Rd(x,y)

Citra hasil pengamatan NGC 6405 Citra Rd(x,y) / F(x,y) = Citra tereduksi.

Fotometri bukaan dengan menggunakan aplikasi IRIS Pendefinisian ketiga cincin dan pemberian besar konstanta.

Fotometri bukaan dengan menggunakan aplikasi IRIS Magnitudo(instrumen) bintang yang diperoleh.

Intensitas Total syarat i : , i = integer, j : , j = integer dengan a = absis titik pusat bintang (pusat bukaan). b = ordinat titik pusat bintang (pusat bukaan). r = jari-jari cincin. Iij = intensitas piksel pada koordinat (i,j). n = jumlah piksel di dalam cincin 1  .r2 . Isky = rata-rata count langit latar belakang. Batas-batas syarat untuk persamaan di atas diperlihatkan pada gambar