Odredjivanje optimalnog vremena ekspozicije za snimanje spektra EMZ Sunca

1. Letnja praksa 2007. u Ondřejov Opservatoriji, Ceska Republika Mentor: Prof. Dr. Pavel Kotrč Odredjivanje optimalnog vremena ekspozicije za snimanje spektra EMZ Sunca [na talasnim duzinama Hα, Hβ, D3, Ca u vidljivom delu EMS] Sonja Vidojevic i Neda Stojkovic

2. Instrument: HSFA-2 (Horizontal Sonnen Forschungs Anlage – “horisontal device for solar research” • Originalno postavljen 1980. kao horizontalni teleskop (Carl Zeiss Jena) sa solarnim spektrografom Czerny-Turner • Obnovljen nedavno I prepravljen u multikanalni spektrograf sa simultanim snimanjem 4 linije vid. dela spektra i slit jaw

3. Parametri: • Precnik glavnog ogledala: DT=500mm • Fokalna duzina glavnog ogledala: fmirr=35m • Fokalna duzina kolimatora: Fcoll=10m • Glavna tal. duzina I reda difrakcije: 500nm • Sirina dif. resetke: W=206mm • Duzina dif. resetke: H=154mm • Kamera: VDS Vosskuehler - CCD1300LN • Velicina piksela: 6.7μm X 6.7μm • Velicina chipa: 1280px X 1024px Opticka shema

4. HSFA-2 snima simultano sa svojih pet CCD kamera cetiri linije spektra: Hα (656.3nm), Hβ (486.13nm), D3 (587.56nm), Ca (430.77nm) i slit jaw. • CCD kamere snimaju slike u .fits formatu – osvetljenost cipa 0-4096 • Snimanje je automatsko za svaku seriju slika, rucno se unosi vreme ekspozicije za svaku kameru ponaosob, i to po proceni snimatelja. • Ne postoji automatsko popravljanje vremena ekspozicije u toku snimanja, tako da moze da se desi da cela serija bude neupotrebljiva jer je pre- ili podeksponirana. • Sem odluke snimatelja, vaznu ulogu imaju meteoroloski uslovi (temperatura, pritisak, vlaznost vazduha koji svi imaju uticaja na optimalno vreme ekspozicije)

5. Zadatak: • Na osnovu eksperimentalnih podataka odrediti optimalno vreme ekspozicije za svih pet kamera (za svaku ponaosob) u zavisnosti od meteo uslova • Napraviti program kojim ce se vrsiti test optimalne vrednosti ekspozicije u toku snimanja

6. Rezultati: • Ideja: ukoliko pri odredjenim vremenskim uslovima snimamo seriju slika sa odredjenim korakom vremena ekspozicije, mozemo dobiti gotovo linearnu zavisnost, koju cemo linearno fitovati funkcijom: ADU=f(ExT)=A+B*ExT Kalibraciona kriva za CCD kameru ce biti bas ova linearna funkcija, za te meteo uslove.Sa ove kalibracione krive mozemo procitati gornju I donju granicu ekspozicije. Cvorovi funkcije koja se fituje ce biti (xi , yi)=(ExTi , ADUi)

7. Rezultati: • Predlozen je eksperiment kojim ce se prikupiti podaci za kalibraciju – veliki broj serija za svaku liniju i za razne meteo uslove koje ce biti programski analizirane i odakle cemo dobiti veliki broj kalibracionih krivih. • Problem analize serija i odredjivanja koeficijenata kalibracione krive resili smo u programskom jeziku IDL (“ev.pro”).Program se moze naci na adresi: http://www.asu.cas.cz/~pkotrc/index5.htmlpod odrednicom Software. Korak ExT: - 1ms za ExT od 1 do 10ms - 5ms za ExT od 10 do 100ms

8. Programsko resenje: Kod: Kalibracione krive:

9. Rezultati: • Kao test za optimalnu vrednost ekspozicije, razvili smo malu aplikaciju u IDL-u koriscenjem WIDGET rutina, sposobnu da racuna srednju vrednost osvetljenosti piksela po celoj slici ili po delu slike (sto je bitno, jer se na ovom instrumentu uglavnom prate protuberance I uopste aktivnosti na suncu), I u kojoj ce (uz buduca poboljsanja) biti moguce vizuelno uociti preeksponirane I podeksponirane piksele. • Ovaj program bi trebalo koristiti da se testira prva slika u seriji, pa ako na njoj ima neodgovarajucih oblasti, izmeniti vreme ekspozicije u skladu sa kalibracionim krivama. • Da bi se izbegle nagle promene u kvalitetu snimaka (npr. kada iznad celostata predje oblak), trebalo bi testirati ne samo prvu sliku, vec svaku petu ili desetu, I u skladu sa tim, menjati vreme ekspozicije. • Ovaj program (“exposice.pro”) takodje se moze naci na adresi: http://www.asu.cas.cz/~pkotrc/index5.htmlpod odrednicom Software.

10. Rad programa “exposice.pro”

11. Programsko resenje: Kod:

12. Otkrivanje uzroka lose obrade pojedinih snimaka spektra i popravka programa za obradu Sladjana Nikolic i Kristina Rackovic

13. Zadatak: • Prilikom obrade pojedinih snimaka spektra uoceno je da vec postojeci program “redat.pro” ne daje dobre rezultate.Zadatak je bio da se otkrije uzrok ovom problemu, I u skladu sa tim greska u programu ispravi.

14. Resenje: • Testiranjem programa “redat.pro” uoceno je da je razlog loseg funkcionisanja pomeranje repernih linija (konaca) na snimcima – vertikalno za nekoliko piksela, kao i za neki ugao kada se posmatra jedna u odnosu na drugu nit.Prvi problem je resen programski, uklanjanjem losih slika iz serije, dok je za drugi problem uzrok bio komplikovaniji – naime, jedno od cilindricnih sociva sistema je bilo pod losim uglom u odnosu na opticku osu.Ovaj problem moze da otkloni samo ekipa za kalibraciju optickog sistema. • Neodgovarajuce slike su otklonjene iz serija na sledeci nacin: pomocu programa “poluautomatski.pro” pronalazili smo tacnu poziciju repernih linija I tu poziciju uporedjivali sa pozicijom linija na slikama koje zadovoljavaju.One slike na kojima je vertikalno pomeranje bilo vece od dozvoljene granice su izbacene iz serije. • Ovaj program (“poluautomatski.pro”) takodje se moze naci na adresi: http://www.asu.cas.cz/~pkotrc/index5.htmlpod odrednicom Software.

15. Programsko resenje: Kod:

16. Linkovi: • Astronomski Institut, Ceska Akademija Nauka: http://www.asu.cas.cz/english/ • Na stranici: http://www.asu.cas.cz/~pkotrc/index5.html mogu se naci tehnicki detalji za HSFA-2 (odrednica HSFA-2), svi nasi programi (odrednica Software), najnoviji snimci HSFA-2 (odrednica Latest Data). Na stranici: http://www.asu.cas.cz/~pkotrc/summer_practice_2007.html je nase malo parce sajta , sa galerijom slika.