Tutti le applicazioni e le librerie da noi utilizzate, a partire dalla gestione degli strumenti fino all’elaborazione dati, lavorano sotto ambiente Linux, e possono essere scaricate e utilizzate gratuitamente per scopi di ricerca in ambito astronomico.
Pipeline (Python/Astropy)
Una pipeline di nostra realizzazione, scritta in Python/Astropy, esegue questi passaggi:
- riduzione dei FITS con dark e flat (programma SIC);
- calibrazione astrometrica dei file risultanti e aggiornamento automatico WCS (programma SIC);
- fotometria d’apertura, ottenuta mediante calcolo dello zeropoint dell’immagine e riportando le magnitudini strumentali al sistema fotometrico VEGAMAG adottando gli zeropoint calcolati (programma LEAPP);
- produzione report (programma LEAPP);
- nel caso di ammassi stellari, tracciamento del diagramma colore-magnitudine (programma Extractor + programma CMD).
Il processo, in dettaglio
- caricamento dati fotometrici per le diverse bande: B, V, R, I;
- caricamento catalogo di riferimento esterno; nel caso specifico, abbiamo scelto PanStarrs;
- associazione tra le coordinate celesti delle sorgenti individuate nel FITS, espresse in RAJ2000 e DEJ2000, e le sorgenti ricavate dal catalogo di riferimento;
- calcolo delle magnitudini e degli indici di colore;
- inserimento della distanza in parsec nell’input del codice;
- applicazione del fattore di correzione per la magnitudine assoluta;
- estrazione (opzionale) di un campione di stelle nel FITS analizzato, basandosi sulla funzione Cone Search o sulla parallasse stellare ricavata dal catalogo GAIA;
- costruzione del diagramma CMD e del diagramma colore-colore;
- possibilità di selezionare interattivamente un rettangolo specifico nel diagramma (sia CMD che colore-colore), specificando un intervallo minimo e massimo per gli assi X e Y, al fine di isolare un campione di stelle;
- identificazione delle sorgenti selezionate ed estrazione delle relative coordinate celesti.
Il codice è basato sulla libreria Astropy per la gestione di dati astronomici. Le librerie utilizzate sono quelle standard: os, glob, shutil, pathlib, numpy, sidecar, QTable, SkyCoord, ascii.
Applicazioni specifiche
La nostra pipeline affianca queste altre applicazioni, che usiamo abitualmente:
| EKOS, INDI, KStars | gestione osservatorio e planetario |
| Aladin | atlante celeste interattivo |
| AstroimageJ | fotometria, curve di luce, fitting dati |
| ASTAP | astrometria e stacking |
| VaST (Variability Search Toolkit) | rilevazione stelle variabili |
| Siril | elaborazione immagini astronomiche |
| SAOImage DS9 | applicazione avanzata per lavorare su FITS |
INDI
INDI Library è un set di librerie open source (licenza LGPL v2, che permette l’utilizzo e la modifica del codice sorgente per adattarlo alle esigenze specifiche della strumentazione) dedicato al controllo di apparecchiature astronomiche. Si basa sul protocollo Instrument Neutral Distributed Interface (INDI) che è uno standard per l’interfacciamento tra dispositivi hardware e front-end software. Grazie all’architettura server/client di INDI, è possibile comunicare con la strumentazione sia localmente sia in remoto (in quest’ultimo caso occorre un IP pubblico con DNS dinamico). Qui la lista dei programmi che attualmente supportano i driver INDI.
Ekos
Ekos è uno strumento avanzato di controllo e automazione dell’osservatorio, fornito con KStars. E’ multipiattaforma ed è in grado di governare telescopio, camera di imaging, ruota portafiltri, focheggiatore, guida; in breve qualsiasi dispositivo ausiliario, purché sia compatibile con INDI (la lista completa è consultabile a questa pagina). Utilizza un risolutore astrometrico capace di fornire GOTO altamente accurati, e possiede funzionalità di misurazione e correzione degli errori di allineamento polare, strumenti per la messa a fuoco automatica, l’autoguida, l’acquisizione di immagini singole o in serie con il supporto della ruota portafiltri.
AstroImageJ
AstroImageJ è un pacchetto software basato su Java specializzato per l’astronomia. Offre strumenti per la calibrazione delle immagini e la riduzione dei dati, ed è ottimizzato per fotometria differenziale di serie temporali, detrending, fitting di curve di luce. E’ particolarmente indicato per le analisi di dati finalizzate a produrre curve di luce ultraprecise (ad esempio, i transiti di esopianeti).
ASTAP
ASTAP è un programma di stacking e risoluzione astrometrica (plate solving). E’ possibile utilizzare il solutore astrometrico con i programmi CCDCiel, NINA, APT, Voyager o SGP per sincronizzare la montatura in base all’immagine scattata.
Aladin
Aladin è un atlante del cielo interattivo in grado di visualizzare immagini astronomiche, di sovrapporre voci di cataloghi astronomici o database e di accedere in modo interattivo a dati e informazioni fotometriche correlati al database Simbad, al servizio VizieR e altri archivi, per tutti gli oggetti astronomici noti visibili sul campo di vista.
VaST
VaST è un’applicazione scritta in C (e in parte in linguaggio di scripting BASH) per il sistema operativo GNU/Linux. Esegue la ricerca di oggetti variabili su una serie di immagini astronomiche, utilizzando SExtractor su ogni immagine ed eseguendo fotometria di apertura, costruendo infine una curva di luce per ogni oggetto. I FITS devono essere ripresi con lo stesso strumento e lo stesso filtro, e devono essere già calibrati con dark e flat. VaST può essere utilizzato anche in caso di PSF instabile (a causa ad esempio di guida imprecisa).
Siril
Siril (nome che sta per “Iris per Linux”: sirI-L) è uno strumento di elaborazione di immagini astronomiche, in grado di pre-processare i FITS, allinearli automaticamente o manualmente, impilarli e – nel caso in cui l’obiettivo della ripresa sia di natura estetica e non di analisi fotometrica – migliorare l’immagine risultante, anche tramite l’utilizzo di script appositamente realizzati con l’obiettivo di migliorare il rapporto segnale/rumore.
SAOImage DS9
SAOImageDS9 è un’interfaccia grafica, sviluppata per la visualizzazione e l’elaborazione di immagini e dati astronomici, implementata con Tcl/Tk.