Visuellt vs fotometriskt i V-bandet

Studier av variabler, metoder och fotometri.
Post Reply
davhei
Posts: 71
Joined: 2017-10-13 12:09:51
spamtest: JA

Visuellt vs fotometriskt i V-bandet

Post by davhei »

Ämnet har säkert diskuterats innan, men jag hittade inget tydligt när jag sökte så startar en ny tråd, hoppas det är ok.

Det vore intressant att höra tankar kring skillnaderna mellan visuella observationer och fotometriska observationer i V-bandet (grönt antar jag?).

När jag tittar på ljuskurvor verkar de fotometriska observationerna ofta ligga något ljusstarkare jämfört med visuella observationerna i ungefär samma våglängdsområde.

Jag hade inte blivit förvånad om det varit tvärtom, dels på grund av överskattning av ljusstyrkan för t.ex. Miror på grund av objektens röda färg, och dels för att ögat har ett bredare frekvensband än endast grönt.

Hur ska man förstå det här? Handlar det om att fotometriska observationer mäter ljusstyrkan jämnt i hela våglängdsområdet vilket ger en sammantaget ljusstarkare magnitud, medan visuella observationer har olika känslighet för olika våglängder i visuella spektrumet så att ljusstyrkan i vissa våglängder underskattas?

Jag tänkte först att fotometriska mätningar i v-bandet var ett sorts facit för egna visuella observationer, men så kanske man inte ska tänka. Hamnar en visuell observation typiskt sett något ljussvagare än fotometriska V-bandet även om visuella observationen gjorts så korrekt som möjligt?
/David
SVO: DHE
AAVSO: HDAE
User avatar
DHEB
Posts: 689
Joined: 2017-08-21 20:23:43
spamtest: JA

Re: Visuellt vs fotometriskt i V-bandet

Post by DHEB »

Jag är ingen jätteexpert, men här kommer mina 2 öre:

Det är som du säger att det kan finnas ibland stora skillnader mellan fotometriska observationer med V filter och visuella. Johnson-Morgan filter V är centrerad på 551 nm våglängd, med en bredd på 88 nm (enligt Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Photometric_system).

Ögat är känsligt på en bredare segment av spektrumet än filtret. Detta medför skillnader om en observation görs samtidigt med V och visuellt beroende på hur starkt lyser en viss stjärna på just det fönstret där filtret "ser" jämfört med hur ögat integrerar och känner på sitt fönster. Det finns index som B-V som kan hjälpa att uppfatta dessa skillnader. Lägg till: sensorernas och ögats möjliga fel, variationer, brus, åldersrelaterade problem, mm och där har du största delen av skillnaden.

I korthet: fotometriska observationer med V filter och visuella observationer är jämförbara med försiktighet.

En kanske bra referens som hjälper med detta kan vara denna sida: https://www.atnf.csiro.au/outreach/education/senior/astrophysics/photometry_colour.html.
Hans Bengtsson
Posts: 5571
Joined: 2011-03-04 18:19:54
spamtest: JA

Re: Visuellt vs fotometriskt i V-bandet

Post by Hans Bengtsson »

Det finns mycket att säga i detta intressanta ämne, här är ett par kommentarer:

Visuell magnitud som den uppfattas med ögat (mv, mvis, Vis, förkortningar för samma sak) är till sin natur subjektiv. Olika observatörer har olika respons för olika våglängder. Skillnaden framträder i huvudsak vid långa våglängder, när vi har att göra med röda stjärnor. Det betyder att två skattningar av en röd variabel båda kan vara helt korrekta även om de numeriskt skiljer sig åt.

V-magnitud är objektiv. Den bygger på Johnson-Cousins-systemet (UBVRI) med noggranna filterdefinitioner.

För röda stjärnor är mvis ljussvagare än V eftersom V-filtret har större respons för rött ljus än vad ögat har. För en ”normal mira” handlar det om en skillnad på ca 0.2 magnituder, för en kolstjärna ytterligare någon tiondel.

Med ”ögat” menar jag egentligen ”medelögat” eftersom vi alla är olika. Om en röd variabel observeras flitigt av många observatörer kommer det att bli medelögats resultat som avspeglas i ljuskurvan. Ifall V-mätningar gjorts under samma tid kan dessa förväntas ligga några tiondelar högre i diagrammet.

För miror eller andra röda variabler med stor amplitud spelar några tiondelar hit eller dit en försumbar roll vid analyser. Och för mera ofärgade variabler är skillnaden mellan mvis och V inget man behöver fundera på särskilt mycket.

En fördel med visuella skattningar är att medelögat ser likadant ut under seklernas lopp. Vilka filter som används kan däremot variera. Johnson-Cousins har hållit många år, men vi ser nu i professionella kretsar hur Sloan börjat dominera. Det går att transformera mellan Johnson-Cousins och Sloan när man vet färgindexet, men det är en lätt riskfylld transformering när det gäller individuella objekt även om den statistiskt sett förstås är OK.

Vid visuella obsar bör man se till att jfr-stjärnorna är relativt ofärgade även om variabeln är röd. AAVSO-sekvenserna tar hänsyn till detta.

Mvh
Hans Bengtsson
davhei
Posts: 71
Joined: 2017-10-13 12:09:51
spamtest: JA

Re: Visuellt vs fotometriskt i V-bandet

Post by davhei »

Mycket intressant, tack för de fina svaren!
/David
SVO: DHE
AAVSO: HDAE
Hans Bengtsson
Posts: 5571
Joined: 2011-03-04 18:19:54
spamtest: JA

Re: Visuellt vs fotometriskt i V-bandet

Post by Hans Bengtsson »

En liten sedelärande historia kommer här.

År 1990 hade jag inte klart för mig skillnaden mellan mvis och V, jag betraktade V som ”facit” vid visuellt observerande. Det var då en helt annan tid när det gällde tillgänglighet av magnitudsekvenser för variabler. En ny variabelkarta sågs som en guldgruva.

I en facktidskrift, det kan ha varit Astronomical Journal som fanns på Chalmers-biblioteket, hittade jag en fotoelektriskt bestämd V-sekvens för den symbiotiska variabeln AG Dra. När jag kollade området i teleskopet blev jag dock förvånad. Tre av jfr-stjärnorna tycktes ljussvagare än vad V-magnituderna visade. Skillnaderna var inte stora men fullt märkbara, och jag skippade dessa tre för att få överensstämmelse mellan sekvensen och hur jag uppfattade ljusstyrkeförhållandena.

Med hjälp av kataloger jag hade på floppy-disk och som var inköpta från Strasbourg kunde jag konstatera att just precis dessa tre problemstjärnor hade spektrum K, dvs de var ganska röda. Jag insåg då skillnaden mellan mvis och V, och att K-stjärnor bör undvikas i detta sammanhang. Jag tänkte också att detta var en kul om än osäker metod för att spektralbestämma stjärnor trots att man inte såg någon färg i teleskopet ...

Mvh
Hans Bengtsson

Return to “Variabla stjärnor”