Astronomi Berbantuan Elektronika dan Komputer AS3100 Laboratorium Astronomi Dasar I 2006/2007

Koleksi dan analisis informasi Karakteristik foton Karakteristik foton Sifat-sifat foton Strategi observasi Energi, panjang gelombang, frekuensi Liputan spektral Transmisi melalui atmosfer bumi Pemilihan detektor yang tepat Jumlah foton yang diterima (fluks) Ukuran luas penampang penerima (teleskop) Intensitas radiasi Sensitivitas detektor Fotometri Kebergantungan waktu (t  1/ ) Koheren temporal Analisis spektral Resolusi spektral Kebergantungan waktu (t >> 1/ ) Resolusi waktu Fotometri cepat Kebergantungan spasial (sudut) Pemetaan (mapping), pencitraan, resolusi spasial SpinPolarimetri

Sistem observasi Sistem observasi

Flux foton dikumpulkan pada permukaan A  bukaan detektor (obyektif teleskop)Flux foton dikumpulkan pada permukaan A  bukaan detektor (obyektif teleskop) Foton dikumpulkan dlm sudut ruang  (medan pandang)Foton dikumpulkan dlm sudut ruang  (medan pandang) Kehadiran sidelobes parasitik (sinyal yg datang selain dari sumber: sinyal latar belakang)Kehadiran sidelobes parasitik (sinyal yg datang selain dari sumber: sinyal latar belakang) Sistem optik: kombinasi cermin & lensa  mengkonsentrasikan energi yg diterima utk membentuk citra di bidang fokus.Sistem optik: kombinasi cermin & lensa  mengkonsentrasikan energi yg diterima utk membentuk citra di bidang fokus.  didekomposisikan ke elemen citra (pixel) masing- masing dg elemen sudut ruang   didekomposisikan ke elemen citra (pixel) masing- masing dg elemen sudut ruang  Piranti seleksi citra yg mengisolasi suatu domain frekuensi  radiasi yg tiba  pilihan spektral ditentukan olehPiranti seleksi citra yg mengisolasi suatu domain frekuensi  radiasi yg tiba  pilihan spektral ditentukan oleh 1. Karakteristik fisis sistem optik 2. Karakteristik fisis detektor 3. Penggunaan penapis

Polarisasi radiasi dapat ditentukan dengan penapis polarisasi (polarisator)  memilah dan mengukur derajat polarisasi linier atau sirkular dari radiasi yang tibaPolarisasi radiasi dapat ditentukan dengan penapis polarisasi (polarisator)  memilah dan mengukur derajat polarisasi linier atau sirkular dari radiasi yang tiba Sinyal e.m. tiba ditransformasikan oleh detektor atau penerima (receiver) ke kuantitas fisis yg dapat diukur & disimpan  arus listrik, tegangan, fotokimiaSinyal e.m. tiba ditransformasikan oleh detektor atau penerima (receiver) ke kuantitas fisis yg dapat diukur & disimpan  arus listrik, tegangan, fotokimia Sistem pendukung detektor: Piranti elektronika yang membentuk sistem akuisisi data untuk menganalisis & merekam sinyalSistem pendukung detektor: Piranti elektronika yang membentuk sistem akuisisi data untuk menganalisis & merekam sinyal  Liputan Spektral Sinar-  Sinar-XUVVisibelIRmmRadio  1900

Mengapa liputan spektral yang lebar penting? Hakekat multiwavelength observation: Mengapa liputan spektral yang lebar penting? Hakekat multiwavelength observation: Pengukuran intensitas Pengukuran intensitas Jumlah foton yg diterima per waktu  luas kolektor Jumlah foton yg diterima per waktu  luas kolektor Kinerja detektor menentukan presisi dan sentivitas yg dicapai Kinerja detektor menentukan presisi dan sentivitas yg dicapai Fotometri: Pengukuran intensitas radiasi yang diterima secara absolut mengacu kepada satuan fundamental fisika M 81: Galaksi spiral UltravioletKasat mataInframerah Radio Emisi dari daerah panas Radiasi bintang anggota galaksi Emisi dari debu Radiasi dari gas dingin

Refraktor Reflektor Evolusi pertumbuhan diameter teleskop optik Pertumbuhan daya kumpul foton Perkembangan sensitivitas detektor kasat mata Sensitivitas instrumen astronomi

Analisis spektral Analisis spektral Analisis spektral  komposisi kimia dan isotop, medan kecepatan, turbulensi, temperatur, tekanan, medan magnet, gravitasi, dll  astrofisika Analisis spektral  komposisi kimia dan isotop, medan kecepatan, turbulensi, temperatur, tekanan, medan magnet, gravitasi, dll  astrofisika Daya pisah spektral instrumen ( /  ): Kemampuan pengukuran dua garis spektral berdekatan dg masing-masing frekuensinya  spektrograf, luas daerah kolektor, waktu pengukuran dan sensitivitas detektor Daya pisah spektral instrumen ( /  ): Kemampuan pengukuran dua garis spektral berdekatan dg masing-masing frekuensinya  spektrograf, luas daerah kolektor, waktu pengukuran dan sensitivitas detektor

Variabilitas waktu Variabilitas waktu Bintang variabel dg variasi waktu lambat  Mira Ceti Bintang variabel dg variasi waktu lambat  Mira Ceti Pulsar dg periode milisekon ditemukan 1968 Pulsar dg periode milisekon ditemukan 1968  Sensitivitas & respons waktu detektor 

Pencitraan (Imaging) Pencitraan (Imaging) Tujuan: menera berkas radiasi e.m. yang tiba dari arah berbeda di ruang Tujuan: menera berkas radiasi e.m. yang tiba dari arah berbeda di ruang Kapasitas peranti observasi dlm melakukan ini: Daya pisah spasial  ukuran instrumen, panjang gelombang, efek turbulensi atmosfer Kapasitas peranti observasi dlm melakukan ini: Daya pisah spasial  ukuran instrumen, panjang gelombang, efek turbulensi atmosfer Resolusi Jumlah piksel untuk meliput 4  sr Informasi yg diperoleh Daerah spektral 1111 4  10 4 Radiasi latar belakang Survei langit milimeter sinar-   10 8 Survei langit IR (  m) 1111 5.4  Survei langit Obyek spesifik Kasat mata mm, IR, UV, sinar-X 0.01  5.4  Obyek spesifik IR, kasat mata 1 milidetikbusur 5.4  Obyek spesifik Radio [cm] 1 mikrodetikbusur 5.4  Obyek spesifik Radio [cm,mm]

Pemrosesan dan penyimpanan informasi Informasi astrofisika  data yang dikumpulkan dari seluruh rentang sumber. Informasi astrofisika  data yang dikumpulkan dari seluruh rentang sumber. Selalu meningkat kecermatannya Selalu meningkat kecermatannya Memiliki nilai historis yang amat tinggi Memiliki nilai historis yang amat tinggi Penambahan volume data yang dikumpulkan meningkat sangat tajam: Penambahan volume data yang dikumpulkan meningkat sangat tajam: 10 7 bintang telah dikatalogkan posisi, magnitudo dan warnanya 10 7 bintang telah dikatalogkan posisi, magnitudo dan warnanya Laju informasi dlm radio astronomi dari angkasa luar: 10 8 bits pertahun (1972)  bits pertahun (1982), HST (1989) : bits pertahun Laju informasi dlm radio astronomi dari angkasa luar: 10 8 bits pertahun (1972)  bits pertahun (1982), HST (1989) : bits pertahun

Source signal Observing system Raw data Data archive Preliminary reduction Quick-look data Commands, optimization Interactive analysis Full analysis Data bank Images, spectra … Result Images,spectra … Statistical analysis, modeling

Tahap-tahap dalam pemrosesan data astronomi & peranan sistem komputer Akuisisi informasi secara real-time Akuisisi informasi secara real-time  Fasilitas Quick-look : optimasi observasi Laju akuisisi: deteksi foton individual dari sumber redup (t ~ jam, hari) hingga deteksi cepat (10 8  10 9 bits per detik) Laju akuisisi: deteksi foton individual dari sumber redup (t ~ jam, hari) hingga deteksi cepat (10 8  10 9 bits per detik) Penanganan data real-time: pengurangan volume data mentah dan fasilitasi penyimpan permanen (kompresi dan penapisan) Penanganan data real-time: pengurangan volume data mentah dan fasilitasi penyimpan permanen (kompresi dan penapisan) Analisis interaktif: astronom-data-komputer Analisis interaktif: astronom-data-komputer Ekstraksi dan analisis informasi Ekstraksi dan analisis informasi Program untuk kalibrasi Program untuk kalibrasi Program untuk viewing & manipulasi Program untuk viewing & manipulasi

Data yang telah diproses meliputi taksiran galat  Nisbah sinyal terhadap derau Data yang telah diproses meliputi taksiran galat  Nisbah sinyal terhadap derau Disampaikan ke komunitas ilmiah melalui Disampaikan ke komunitas ilmiah melalui  Publikasi  Bagian dari data bank yang dilengkapi proses standarisasi dan homogenisasi format Analisis detail: Analisis detail:  Ekstraksi volume besar data dari data bank untuk pemodelan atau deskripsi statistika

Kelompok Lab. Astronomi Dasar I 2006/2007 Auriga: Zaki, Riga, Crystal, Monaliza, Irma Auriga: Zaki, Riga, Crystal, Monaliza, Irma Canis: Cometta, Yulia, Indri, Ichwan Canis: Cometta, Yulia, Indri, Ichwan Lyra: Samuel, Yosua, Johan, Fauzi Lyra: Samuel, Yosua, Johan, Fauzi Pegasus: Aditya, Anggi, Deva, Aprilia Pegasus: Aditya, Anggi, Deva, Aprilia

Tugas I Topik: CCD Astronomy Topik: CCD Astronomy Batasan: 4 hal A4 Batasan: 4 hal A4 Dikumpulkan 14 Sep 2006 (awal kuliah) Dikumpulkan 14 Sep 2006 (awal kuliah)