Fotometrinin Temelleri Uzm. Dr. Özgür Baştürk Ankara Üniversitesi Kreiken Rasathanesi

Işık E = h  = c /  E = h c / 

Elektromanyetik Spektrum http://www.kanabona.com/www/?q=color

Atmosfer Pencereleri Atmosfer Pencereleri www.answers.com/topic/radio-window

Atmosfer Pencereleri Atmosfer Pencereleri Soğurucu Moleküller www.wikipedia.org public license

Hidrojen Atomu ve Düzeyler Arası Geçişler Görsel Bölge ve Önemi Atmosfer Pencereleri Göz alışkanlığı Dedektörlerin yapısı Yıldızların enerji dağılımı Düzeyler arası geçişler Hidrojen Atomu ve Düzeyler Arası Geçişler http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/

Fotometrik Gözlemler

Filtre - Parlaklık Filtre kullanılarak alınmış bir görüntü Copyright © 2002 Paul Kanevsky Filtre kullanılmadan alınmış bir görüntü Copyright © 2002 Paul Kanevsky

Parlaklık Hipparchus  İlk Parlaklık Sınıflaması Batlamyus  Almagest Halley  Parlaklık – Kadir ilişkisi Pogson  m1 – m2 = - 2.5 log (f1 / f2) Bir yıldızın parlaklığı  m* = - 2.5 log (f* / fvega)

Parlaklıklar İnsan Gözü  Görsel Parlaklık Fotoğraf Plağı  Fotoğrafik Parlaklık Fotoğraf – Göz  Fotogörsel Parlaklık

Dedektörler © J. Kristian

Bir Yıldızın Bir Banttaki Parlaklığı Renk Bir Yıldızın Bir Banttaki Parlaklığı http://spiff.rit.edu/classes/phys440/lectures/color/

Renk Ölçeği Örnek : B – V renk ölçeği B – V = mB - mV http://spiff.rit.edu/classes/phys440/lectures/color/

Fotometrik Sistemler Giriş M27 Dumbbell Bulutsusu’nun R filtresiyle çekilmiş görüntüsü Ankara Üniversitesi Gözlemevi T-40 Kreiken Teleskopu M27 Dumbbell Bulutsusu’nun V filtresiyle çekilmiş görüntüsü Ankara Üniversitesi Gözlemevi T-40 Kreiken Teleskopu

Fotometrik Sistem İhtiyacı Fotokatlandırıcı tüplerin astronomide kullanılmaya başlaması Fotoğraf plak ve filmlerinin farklı duyarlılık eğrilerine sahip olması Fotokatlandırıcı tüplerin farklı duyarlılık eğrilerine sahip olması Gözlemleri karşılaştırma ve birleştirme ihtiyacı

Fotometrik Sistemler Geniş bant  400 Å <  < 1000 Å Orta bant  70 Å <  < 400 Å Dar bant   < 70 Å Çok geniş bant   > 1000 Å * * Bessell, M.S., “Standard Photometric Systems”, ARA&A., 2005

Fotometrik Sistemler Bazı fotometrik sistemler Girardi ve ark. , 2002, Astronomy & Astrophysics, 391, 195.

Johnson – Morgan Standart Fotometrik Sistemi - UBV Johnson – Morgan Fotometrik Sistemi Johnson, H. L.; Morgan, W. W., “On the Color-Magnitude Diagram of the Pleiades”, ApJ, 1951

Johnson – Cousins Standart Fotometrik Sistemi - UBVRI Cousins tarafından Johnson-Morgan UBV fotometrik sistemine eklenen filtreler Bessell, M.S., “Standard Photometric Systems”, ARA&A., 2005

Bessell UBVRI Standart Fotometrik Sistemi Bessell UBVRI Standart Sistemi Bessell, M. S., “UBVRI passbands”, PASP, 1990

Renk - Sıcaklık Sıcak Yıldız B – V < 0 Soğuk Yıldız B – V > 0

Renk Sıcaklığı B - V Sıcaklık ( K) - 0.32 47000 0.00 9410 0.31 7160 - 0.32 47000 0.00 9410 0.31 7160 0.59 6010 0.66 5780 1.15 4270 1.61 3260 Bellatrix  - 0m.22 Rigel  - 0m.03 Vega  0m.00 Güneş  0m.63 Betelgeuse  1m.54

Renk  Parlaklık  Yıldız Parametreleri

Strömgren Fotometrik Sistemi Strömgren uvby Standart Fotometrik Sistemi http://obswww.unige.ch/gcpd

Strömgren - Crawford Strömgren uvby Standart Fotometrik Sistemiyle Birlikte Kullanılan H Filtrelerinin Geçirgenlik Eğrileri http://obswww.unige.ch/gcpd

Strömgren uvby Fotometrik Sistemi Strömgren uvby sistemi ve sıcak bir yıldızın tayfı http://spiff.rit.edu/classes/phys440/lectures/color/

Strömgren Fotometrik Sistemi c1 = (u – v) – (v – b) = u – 2v +b m1 = (v – b) – (b – y) = v – 2b + y  = H (geniş) - H (dar) parametresi : O'dan A'ya kadar yıldızlar için ışınım sınıfı A'dan G'ye kadar yıldızlar için sıcaklık c1 parametresi : O'dan A'ya kadar yıldızlar için sıcaklık A'dan F'ye kadar yıldızlar için ışınım sınıfı m1 parametresi : A tayf türü civarında metal bolluğu ve kimyasal tuhaflık F'den G'ye'ye kadar yıldızlar için kimyasal kompozisyon

RGB Filtreler Yüzük Bulutsusu

RGB Filtreler SBIG RGB Filtreleri http://www.lancs.ac.uk/users/spc/resources/observatory/specs.htm

Astrodon RGB filtreleri ve ek olarak L filtresi http://www.lancs.ac.uk/users/spc/resources/observatory/specs.htm

RGB Filtreler Whirlpool Gökadası

Diğer Fotometrik Sistemler RGU Fotometrik Sistemi http://ulisse.pd.astro.it/Astro/ADPS/Systems/

Diğer Fotometrik Sistemler Cenevre Fotometrik Sistemi http://ulisse.pd.astro.it/Astro/ADPS/Systems/

Diğer Fotometrik Sistemler Vilnius Fotometrik Sistemi http://ulisse.pd.astro.it/Astro/ADPS/Systems/

Diğer Fotometrik Sistemler Fotometrik Sistemler Hakkında Geniş Bilgi İçin: The General Catalogue of Photometric Data Lausanne Gözlemevi http://obswww.unige.ch/gcpd/system.html The Asiago Database on Photometric Systems Asiago Gözlemevi http://ulisse.pd.astro.it/Astro/ADPS/Systems/index.html

Atmosfer ve Fotometri Atmosfer Pencereleri www.answers.com/topic/radio-window

Görüş (Seeing) Boyutta küçük değişimler Konumda küçük değişimler M74, NGC 628 Spiral Gökadasının iki farklı görüş koşulu altındaki görüntüsü. Bill Keel, University of Alabama Clavius Krateri © Philipp Salzgeber

Sintilasyon Parlaklıkta küçük değişimler Konumda küçük değişimler John Oliver http://www.astro.ufl.edu/~oliver/

Sıcaklık Farkları ve Türbülans © Mila Zirkova

Gökyüzünün Parlaklığı Gökyüzünün kendi parlaklığı da gökcisimlerinin görülmesini zorlaştırır. http://home.cogeco.ca/~richardastro2/

Sönümleme ve Kırılma Kırılma ufuk yakınında gökcisimlerinin görünen konumlarının değişmesine ve parlaklıklarının farklı dalgaboylarında farklı miktarda etkilenmesine yol açar. www.asterism.org Atmosferik Sönümleme gökcisimlerinin olduğundan daha az parlak ve kırmızı görünmesine yol açar mintaka.sdsu.edu

Ankara Üniversitesi Gözlemevi Gözlemlere Etkisi B Bandı R Bandı Sönümleme ve Saçılma kısa dalgaboylarında maksimumdur. B bandında alınan görüntüler en fazla etkilenir. Ankara Üniversitesi Gözlemevi

Gözlemlere Etkisi Atmosferik Etkiler Nedeniyle Işık Eğrisindeki Saçılma Ankara Üniversitesi Gözlemevi

Astronomide Görüş Kavramı Airy Disk ve noktasal bir kaynak için “Nokta Dağılım Fonksiyonu” (Point Spread Function, PSF) Kırınım Olayı ve Airy Disk Oluşumu http://www.luminous-landscape.com

Ayırma Gücü ve Görüş  > 1”  <  Ayırma Gücü  Atmosferik Görüş   > 1”  <  Genellikle 

Atmosferik Sönümleme Optik Derinlik  f = f0 * e- “Optik Derinliği Sonsuz” “Optik Derinliği Sıfır”

Atmosferik Sönümleme Atmosferik sönümleme, bir gökcisminden Yer atmosferine ulaşan ışınımın bir bölümünün Yer atmosferi tarafından soğurma ve saçılmaya uğratılarak, gökcisminin parlaklığının azalmasına denir. (www.wikipedia.org) Kaynakları: havadaki moleküller tarafından yapılan Rayleigh saçılması aerosol (toz, polen vs.) tarafından gerçekleştirilen saçılma moleküler soğurma (moleküler oksijen ve ozon en önemli kaynaklarıdır)

Atmosferik Sönümleme Hava Kütlesi X = 1 / cos(z) = sec(z) z < 60 º X = sec(z) – 0.0018167(sec(z)-1) – 0.02875(sec(z)-1)2 - 0.0008083(sec(z)-1)3 z  60 º

h  30º Atmosferik sönümleme bir CCD görüntüsü boyunca dahi değişim gösterir. İkinci mertebeden (renge bağlı) atmosferik sönümleme bir CCD görüntüsü boyunca değişim gösterir. Kırılma, farklı renkten yıldızların görüntü üzerinde farklı miktarlarda yer değiştirmesine yol açacak kadar artar. Sintilasyon artar.

Birinci Mertebeden Sönümleme Katsayısı k’ = m / X Birinci Mertebeden Sönümleme Katsayısı yukaridaki şekilde verilen doğrunun eğimine eşittir.

İkinci Mertebeden Sönümleme Katsayısı İkinci mertebeden sönümleme katsayılarının hesaplanması için gece boyu mavi ve kırmızı standart yıldızların çeşitli hava kütlelerinde gözlemleri yapılır. Ankara Üniversitesi Gözlemevi

İkinci Mertebeden Sönümleme Katsayısı kBb = mB / X (Mavi standart yıldız için B Bandında toplam sönümleme katsayısı) kBr = mB / X (Kırmızı standart yıldız için B Bandında toplam sönümleme katsayısı) kBb = k'B + k''B x (B – V)b kBr = k'B + k''B x (B – V)r Her iki standart yıldızın B – V değerleri standart yıldız kataloğundan alınır. (örneğin Landolt ekvator standartları (http://www.cfht.hawaii.edu/ObsInfo/Standards/Landolt/) Toplam sönümleme katsayıları hesaplandıktan sonra yukarıda verilen denklem sistemi iki bilinmeyenli bir lineer denklem sistemine dönüşür. Birinci ve ikinci mertebeden sönümleme katsayıları hesaplanmış olur.

Kaynaklar Golay, M., “Introduction to Astronomical Photometry”, Astophysics and Space Science Library Volume 41, D. Reidel Publishing Co., 1974 Romanishin, W., “An Introduction to Astronomical Photometry Using CCDs”, http://observatory.ou.edu, 2006 Warner, B.D., “A Practical Guide to Lightcurve Photometry and Analysis”, Springer Science+Bussiness Media Inc., 2006 Bessell, M.S., “Standard Photometric Systems”, ARA&A, 1990, 43, 293 Howell, S.B., “Handbook of CCD Astronomy”, Cambridge Observing Handbooks For Research Astronomers, 2nd Ed., 2006 Bessell, M.S., “UBVRI Passbands”, PASP, 1990, 102, 181 Glass, I.S., “Classic and New Photometric Systems”, South African Astronomical Observatory, Presentation at IAU Prague, 2006 Persha, G., “Cousins/Bessell vs. Johnson Filter Standards”, http://www.optecinc.com/astronomy/products/filtmono.html Sekiguchi, M., Fukugita, M., “A Study of the B-V Color-Temperature Relation”, The Astronomical Journal, 2000, 120, 1072 Johnson, H.L., Morgan, W.W., “Fundamental Stellar Photometry For Standards of Spectral Type on the Revised System of the Yerkes Spectral Atlas”, The Astrophysical Journal, 1953, 117, 3 The General Catalogue of Photometric Data, Université de Lausanne Institute D’Astronomie http://obswww.unige.ch/gcpd/system.html The Asiago Database on Photometric Systems , http://ulisse.pd.astro.it/Astro/ADPS/Systems/index.html