trouver par le calcul le nombre ADU sur une photo est-ce possible ?

[antoinebba]

Bonjour

 

J'essaye par le calcul de trouver le nombre ADU sur le pixel central d'une étoile connue en tout cas un ordre de grandeur

Voici un petit raisonnement de photométrie qui donne un résultat pas conforme a la réalité . Je fais une photo de 180 secondes avec un ESO1000D défiltré au foyer d'un C8 (diametre 200mm focale 2000mm) sur M27 à peut près au zénith.

 

1. Le recherche le flux de photo au dessus de l'atmosphère. selon https://www.astro.umd.edu/~ssm/ASTR620/mags.html, le flux de photon en haut de l'atmosphère dans la bande verte (celle qui sert pour les magnitudes visuelles) est de 3640* 1.51e7 *0,16 en photons/sec/m2 soit environ F0= 8,8 e9 photons/sec/m2
   
2. Je fais la photo de M27 l'étoile centrale a une magnitude visuelle de 13,5 le flux de cette étoile dans un pixel est alors de F=F0* 10^-0,4*13,5
   
3. La surface collectrice du télescope réduit le flux de S= 0,0314 m2 sa surface collectrice
   
4. l'atténuation atmosphérique de A=80 % environ dans la bande verte,
   
5. un rendement quantique de l'ordre de RQ=0,7 proche de l'inverse du gain donné de 1,41e/ADU que l'on trouve un peu partout sur le web
   
6. Sachant qu'une petite partie de l'énergie de l'etoile rentre dans un pixel avec une turbulence de 3* secondes d'arc. Cela représente environ T=0,03 selon le post et le simulateur excel de http://www.jeandijon.com/bruit%20CCD.htm
   
7. Je fait une photo pendant 180s donc le flux est multiplié par 180
   

 

 

Flux en ADU :8,8 10^9* 10^-0,4*13,5*0,8*0,7*0,03*0,0314*180/gain le gain est 1,41e/ADU à 800 ISO

 

cela donne pour l'étoile centrale 2360 ADU

 

Ce que j'observe est tout autre. Dans iris je fais un prétraitement, je récupère la composante verte v2 par >split_cfa v1 r b v, je supprime le fond par >offset -334

le pixel sur l'étoile centrale est de 443 ADU on est bien loin du calcul:?: voir l'image ci dessous

 

J'ai beau recommencer le raisonnement le résultat est le même

Il manque sans doute quelque chose ou les ordres de grandeur sont incorrects. Une piste : la bande V utilisée dans la magnitude n'est pas tout à fait la même que celle collectée par le pixel vert?

 

Merci aux spécialistes de la photométrie ou de l'astrophoto pour les avis*? je tourne en rond.

 

[cmltb612]

Salut Antoine,

 

Sur l'image obtenue, la lumière de ton étoile n'est pas concentrée sur un seul pixel mais sur plusieurs. Avec une coupe, (clic Dt profil), tu peux voir/imaginer la surface occupée par ton étoile.

Par ailleurs, c'est un peu plus compliqué car il y a du flux qui provient inévitablement de la nébuleuse autour de l'étoile.

Pour obtenir une valeur ADU il faut faire une photométrie d'ouverture :

http://www.astrosurf.com/buil/iris/tutorial15/doc38_fr.htm

 

Bien à toi,

c

[antoinebba]

Sur l'image obtenue, la lumière de ton étoile n'est pas concentrée sur un seul pixel mais sur plusieurs. Avec une coupe, (clic Dt profil), tu peux voir/imaginer la surface occupée par ton étoile.c[

 

Merci pour la réflexion mon image n'est effectivement par très nette. Le fwhm est de 4" au lieu de 3" j'avais pas fait attention. J'ai donc prêté attention à ce coefficient T qui donne la part de l’énergie totale de l’étoile qui tombe dans le pixel. C'est apparemment assez complexe à calculer selon le site de Jean Dijon (avec des fonctions de type erf ?). Je me suis amusé à faire la courbe de ce coefficient (voir fichier attaché) donnant la part de l'énergie totale de l'étoile dans le pixel centré sur l'étoile en fonction du FWHM en seconde d'arc. Ca varie entre 1% et 4% pour un fwhm de 7 ou de 4.

 

Dans mon cas effectivement j'ai une mauvaise focalisation fwhm de 4" au lieu de 3". dans mes calculs T devrais être de 1,3%. Le pixel central de l'étoile selon le calcul devrais 1000 ADU au lieu des 2400 ADU précédemments calculés. Dans la mesure avec IRIS je prends le maximum (statistique) qui doit correspondre au pixel central de l'étoile. J'ai encore un facteur 2,25.

 

Par ailleurs, c'est un peu plus compliqué car il y a du flux qui provient inévitablement de la nébuleuse autour de l'étoile.[

 

C'est vrais le signal de la nébuleuse se superpose à celui de l'étoile mais dans ce cas la mesure en ADU du pixel central de l'étoile est plus faible. J'ai déjà supprimé le fond du ciel (334 ADU) si je regarde le profil au de l'étoile il me donne un pic= 394 et un fond à 53 . C'est ce 391 ADU qui est représentatif du niveau ADU du pixel central de l'étoile je pense. Le facteur d'erreur passe donc à 2.7 ?

 

Après un petit passage sur le post proposé pour la photométrie et quelques essais sur la photo J'ai sans doute des choses à comprendre pour bien interpréter le calcul.

 

La photométrie donne une intensité de l'étoile d'environ 1000 avec le profil, un pic a 395 et un fond a 53 (voir fichier attaché). Avec l'outil de photométrie d'ouverture avec un rayon de 1 pixel, l'intensité 1700 en cherchant le maximum.

Ce que le calcul tente de faire le calcul est de déterminer le niveau en ADU du pixel placé au centre de l'étoile. Je pense que c'est le niveau donné par "max" dans les statistique pour une petite fenêtre autour de l'étoile mais je n'en suis pas sur ?

Modifié 16 octobre 2014 par antoinebba

[cmltb612]

Salut Antoine,

 

Je tarde un peu à répondre, boulot boulot :-(

 

Effectivement, ce qui est donné sous "max" est la valeur retournée par le pixel le plus "haut".

Un élément à prendre en compte, je crois, qui peut fausser ton calcul de départ :

des spécialistes t'en diront certainement plus, mais je ne crois pas qu'un capteur cmos comme ceux qui équipent nos apn ait un rendement aussi élevé que 0.7. C'est plutot de l'ordre de 04 à 0.5 - à vérifier.

Enfin, quand tu dis que tu as supprimé le fond du ciel, à -334, d'où vient cette valeur ?

 

c

Modifié 17 octobre 2014 par chrismlt

[antoinebba]

Enfin, quand tu dis que tu as supprimé le fond du ciel, à -334, d'où vient cette valeur ?

c

 

C'est le niveau du fond en ADU menusé par la commande bg ou la valeur moyenne dans une petite fenêtre sans étoile.

 

Salut Antoine,

mais je ne crois pas qu'un capteur cmos comme ceux qui équipent nos apn ait un rendement aussi élevé que 0.7. C'est plutot de l'ordre de 04 à 0.5 - à vérifier.

c

 

Tu as surement raison. Le randement quantique je l'ai fixé a 0.7 comme l'inverse de du gain en e-/ADU selon http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/031294.html le gain est de 1.41 e-/ADU

J'ai surement fait un raccourci en pensant que c'était l'équivalent du rendement quantique mais dans ce cas cela voudrait dire que le RQ dépend du gain en ISO. Je pense plutôt que c'est une caractéristique intrinsèque du capteur indépendant de son électronique. le rendement quantique mesure le passage du nombre de photons incident au nombre d'electron. le Gain en e-/ADU intervient après avec l'electronique du capteur. Je peux raisonner a l'inverse pour determiner ce RQ couplé au coef de transmission du petit filtre vert pour que le calcul me donne le resultat mesuré. RQ plus filtre serait alors de l'ordre de 0.3 plausible

 

Merci je vais réfléchir dans cette direction et essayer de trouver les valeurs de RQ dans le vert pour le capteur de EOS1000D ainsi que le coefficient de transmission moyen du petit filtre vert placé devant le pixel vert sur la bande V (de la magnitude visuelle). Cela devient plus compliqué.

[antoinebba]

Il y a un autre point sur lequel je n'ai pas bien réfléchi c'est le passage du flux dans le pixel. Sur un CCD pour une étoile on à bien un coeficient de 0.03 par contre pour un APN avec la matrice de bayer cela semble autre chose ?

 

Si sur un APN on indique un pixel de 5.6 micro, est bien 5.6 micron carré qui collecte les photons et ceci pour chaque couleur ? J'en suis pas si sur.

 

Je pencherais pour une surface collectrice de pixels 4 fois plus petite. Ce qui voudrait dire que j'ai un rapport 4 et je tombe à peu près sur mes pattes.

 

dans l'espace de 5,6 micron carré,

un 1/4 de pixel collecte pour le rouge, 1/4 de pixel collecte pour le bleu, 2/4 de pixel collectent pour le vert.

 

Autre chose a prendre en compte c'est la mesure que j'ai fait sur le pixel vert a quoi correspond t'elle

Si je fait la mesure du maximum avec différents type d'image avec IRIS

 

le maximum contient icii le fond de ciel et l'étoile

image row 777

image convertie CFA 568

pixel vert N°1 après un split_cfa : 777

pixel rouge :696

pixel bleu : 547

pixel vert N°2 760

sir j'additionne les 4 pixel :2880

 

Il faut bien savoir ce que l'on mesure et sur quoi apparemment.

Par contre dificille de comprendre la valeur du CFA?