Перевод фототеки ГАИШ в цифровую форму, поиск и

С.В. Антипин, А.А. Белинский,
Д.М. Колесникова, Н.Н. Самусь,
Л.А. Сат, К.В. Соколовский
ПЕРЕВОД ФОТОТЕКИ ГАИШ В
ЦИФРОВУЮ ФОРМУ,
ПОИСК И ИССЛЕДОВАНИЕ
ПЕРЕМЕННЫХ ЗВЕЗД
Ломоносовские чтения 2010
Москва, ГАИШ, 22 апреля 2010
В течение XX века многие астрономические
учреждения мира создавали архивы
фотографических снимков неба.
В конце XX века повсюду в мире произошло
осознание необходимости перевода богатых
астрономических фототек в цифровую форму:
гораздо легче сохранять, при необходимости
дублировать, размножать, распространять и
обрабатывать цифровые образы, а не сами
стеклянные негативы. К тому же стало понятно, что
важная астрофизическая информация,
содержащаяся на снимках, используется лишь в
малой части, и для того, чтобы ее не упустить,
необходимо оцифровать и автоматическими
методами обработать существующие снимки неба.
Московская коллекция астрофотографий ГАИШ - один из самых значимых
архивов как по богатству, так и по качеству хранящегося материала.
D,
см
F, см
Поле,
градусы
mlim
Годы
N
10
64
20×28
13–14
1895–1933
1100
Москва, S
16
82
16×22
14
1933–1956
2700
Москва, T
23
230
6×6
1955–1991
10000 Москва …
38
640
1.4×1.4
14
1902–1972
6400
40
160
10×10
17–18
1948–1996
22300 Кучино,
Крым, A
50
200
3.5×3.5
18–19
1958–2004
10000 Крым
50
200
Спектры
1959–2004
2300
Крым
70
1050
0.6×0.6
1961–1995
9500
Москва
13–18
Место набл.
Москва
(По Шугарову, Антипину, Самусю и Данилкиной (1999), с исправлениями и дополнениями.)
НАЧАЛО МОСКОВСКОЙ ФОТОТЕКИ. Серия S, 1895 г.
Распределение во времени старых (серии S и T) негативов
московской фототеки
Распределение во времени главной части московской фототеки –
пластинок 40-см астрографа (серия А).
Сканеры CREO EverSmart Supreme II в ГАИШ
Основные технические характеристики планшетных сканеров
CREO EverSmart Supreme II :
Система сканирования
Сенсор изображений
Представление результатов
Формат выходных данных
Max плотность
Оптическое разрешение
Диапазон автофокусировки
Область сканирования
Max толщина оригинала
Управляющий компьютер
Размер файла ограничен
Планшетный сканер с движением
сканирующей головки по всей области
сканирования (неподвижный стол
сканера)
Тройная линейка ПЗС, 3 x 8000 пикс.
16 бит/пиксель
TIFF
4.3 D Max
5600 dpi (используется: 2540 dpi)
От стекла до 5 мм вверх
305 x 432 мм
На просвет: 5 мм
В отражении: без ограничений
Apple® PowerMac G5, Mac®OS® X
СКАНИРОВАНИЕ:
Серии S и T (1895–1956, камеры 10 см и 16 см):
перекрывающиеся северные поля, сравнительно мало
пластинок каждого поля. Предел – 14 зв. величина. (~750)
Серия А, 40-см астрограф. Поля переменных звезд от
северного полюса примерно до склонения 30o, очень много
пластинок некоторых полей (до 500; для звезд в
пересекающихся полях возможно до 1000 наблюдений).
Типичная экспозиция – 45 мин. Предел – 17.5 зв. величина.
Кроме полей переменных звезд, избранные шаровые
скопления для исследований их переменных (типичные
экспозиции 10-30 мин). Качество большинства пластинок
очень хорошее. (Более 800)
10′
ОБРАБОТКА ИЗОБРАЖЕНИЙ
Пакет SExtractor
• выявление объектов
• фотометрия (апертурная, с произвольным нульпунктом)
• прямоугольные координаты
Astrometry.net
• массовая автоматическая идентификация измеренных
на пластинке звезд с каталогом USNO-A2.0
VaST (К. Соколовский и А. Лебедев, при участии
Д.
Насонова и С. Назарова)
• взаимная идентификация объектов на пластинках
серии
• поправки нуль-пункта, привязка к системе В-величин
каталога USNO-A2.0
• первичный отбор кандидатов в переменные звезды
На заключительном этапе проводился неавтоматический визуальный
контроль кривых блеска с окончательным отбором и изучением
переменных звезд и звезд, заподозренных в переменности.
ПИЛОТНЫЕ ПРОЕКТЫ (MDV 1 – 38)
Изучены 4 фрагмента полей 40-см астрографа.
Координаты
фрагмента (2000)
Размер
фрагмента
Число
пластинок
Результат
16 06 12
+33 22 16
1.2 × 1.2 град.
80
1 новая
переменная
13 16 27
+17 41 52
4 × 4 град.
247
15 новых
переменных
20 54 24
+41 05 38
1.5 × 1.5 град.
175
21 24 44
+36 21 51
1.5 × 1.5 град.
175
22 новых
переменных
ПОТОКОВОЕ СКАНИРОВАНИЕ
ПОЛЕ 66 ЗМЕЕНОСЦА
10ох10о, центр 18h00m.3, +4o22’ (J2000), 254 пластинки, 1976-95 гг.
• Насыщенная звездами область неба (~250 тысяч
объектов), в то же время вне плоскости Галактики.
• Прекрасная тестовая площадка – хорошо изученное поле
с большим числом известных переменных звезд,
обнаруженных как фотографическими, так и ПЗС методами
(ROTSE-I/NSVS, ASAS-3).
• Среднее для фототеки ГАИШ количество пластинок в
поле (254 негатива).
480 новых переменных звезд
Введена аббревиатура MDV
(Moscow Digital Variable)
MDV 39 – 518
в основном 13.5m–16.5mB (слабее
предела обзоров ASAS-3 и
ROTSE-I/NSVS).
• 3 цефеиды (CW)
• 157 затменных двойных систем
• 144 звезды типа RR Лиры
• 11 HADS (!)
• 55 полуправильных красных
переменных
• 110 неправильных переменных
(109 относятся к типу LB и одна –
белая звезда)
Новая «белая» неправильная переменная.
Для 43 известных переменных
звезд нами получена информация,
существенно дополняющая или
уточняющая содержащуюся в
каталогах или в опубликованных
работах: проведена
классификация, получены или
уточнены элементы изменения
блеска.
Для мириды V404 Oph исправлена
ошибочная идентификация.
50 звезд заподозрены в переменности, 5 из них с тех пор
подтверждены специальными ПЗС-наблюдениями
ПРОБЛЕМЫ
• Настройка алгоритма выявления кандидатов в переменные
звезды по оцифрованным фотопластинкам требует жесткой
фильтрации дефектов.
• Особенности применяемых методов неблагоприятны для
открытия транзиентных явлений, например, слабых мирид и
карликовых новых звезд, а также для выявления затменных
переменных типа Алголя с узкими минимумами.
СТАТИСТИКА ПЕРИОДОВ НОВЫХ
ЗАТМЕННЫХ ПЕРЕМЕННЫХ
(в скобках – доля в ОКПЗ)
P, сут
EA
EB
13%
(1.7%)
EW
0.2 - 0.4
6
45 50%
(47.8%)
0.4 - 0.6
21 47%
(15.4%)
37 42%
(30.9%)
0.6 - 0.8
5
22%
(3.7%)
10 22%
(17.8%)
5
6%
(14.0%)
0.8 - 1.0
4
17%
(5.0%)
4
9%
(13.4%)
2
2%
(5.5%)
4
9%
(51.7%)
> 1.0
14 61%
(89.2%)
ВЫСОКОАМПЛИТУДНЫЕ ПЕРЕМЕННЫЕ
ТИПА ДЕЛЬТА ЩИТА (HADS)
Общая численность звезд этого типа с амплитудой не менее
0m.2 в ОКПЗ – всего 121.
В нашей выборке (100 квадратных градусов, менее четверти
процента площади небесной сферы) – 13 переменных типа
HADS (11 новых и 2 ранее известные переменные, впервые
классифицированные как HADS).
Хотелось бы еще раз отметить ориентированность
нашей программы на поиск переменных звезд
параллельно с процессом оцифровки архива.