Universidad Complutense de Madrid – Curvas de luz de objetos variables – curso 2002-2003

CURVAS DE LUZ DE CURVAS DE LUZ DE OBJETOS VARIABLESOBJETOS VARIABLES

Trabajo académicamente dirigido. Curso 2002-2003

Alumno: Tanio Díaz Santos Profesores: Jaime Zamorano

Jesús Gallego

Departamento de Astrofísica y CC. De la AtmósferaUniversidad Complutense de Madrid

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Curvas De Luz De Objetos Variables

• Telescopio: LX200 12’’ Schmidt-Cassegrainde Meade:– Alineamiento dificultoso.

– Límite en alturas.

– Reductor focal: 12’x12’ → 18’x18’

– Filtro antipolución

• Cámara CCD: SBIG ST-9E

• Errores en las medidas: S/N ≈ S0 / (S0 + SC)1/2

m = C – 2.5⋅log S ⇒ δ m = |dm/dS|⋅δS = 2.5⋅(1/ln10)⋅(δS/S) ≈ N/S∆m = mcomp –mobjeto ⇒ δ (∆m) = δmcomp + δmobjeto

Instrumentación

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• Refrigeración de la cámara CCD muy lenta.

Curvas De Luz De Objetos Variables

Procedimiento experimentalAdquisición de las imágenes

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Curvas De Luz De Objetos Variables

Procedimiento experimentalAdquisición de las imágenes

• Imágenes de calibración.Flat-field de 5s de exposición. Dark de 5s de exposición.

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Procedimiento experimentalAdquisición de las imágenes (CCDSoft)

Curvas De Luz De Objetos Variables

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Procedimiento experimentalAdquisición de las imágenes

• DSS (Digitized Sky Survey).• AAVSO (American Asociation OfVariable Star Observers).

Curvas De Luz De Objetos Variables

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Procedimiento experimentalReducción de las imágenes

Curvas De Luz De Objetos Variables

• Reducción sencilla (CCDSoft).

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Fotometría diferencialFundamento teórico

Curvas De Luz De Objetos Variables

mλ0 + 2.5·log Fλ(c/s) = Cλ -Kλ⋅sec z

mλ0 ≡magnitud medida fuera de la atmósfera.

Fλ(c/s) ≡flujo del objeto medido en cuentas por segundo.Cλ ≡constante instrumental del sistema.Kλ ≡coeficiente de extinción para la noche de observación.sec z ≡masa de aire.

mλ10 = Cλ -2.5·log Fλ1(c/s) - Kλ⋅sec z

mλ20 = Cλ -2.5·log Fλ2(c/s) - Kλ⋅sec z

∆mλ0 = -2.5·log (Fλ1(c/s)/ Fλ2(c/s))

∆mλ0 = mλ*comparación

0 - mλobjeto0

• Fase del objeto: fase = resto[(JD-JD0)/T]

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Fotometría diferencialAnálisis de las imágenes

Curvas De Luz De Objetos Variables

• Programa IRIS

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ResultadosCuasar 3C273

Curvas De Luz De Objetos Variables

Carta de la AAVSO e imagen de 3C273

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ResultadosCuasar 3C273

Curvas De Luz De Objetos Variables

06/05/2003 16/05/2003 26/05/2003 05/06/2003 15/06/2003 25/06/2003 05/07/2003-0.20

-0.15

-0.10

-0.05

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

∆m

Fecha de observación

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ResultadosCuasar 3C273

Curvas De Luz De Objetos Variables

• Aleatoriedad en los datos obtenidos, acorde con la naturaleza de los cuasares.

• Tendencia general negativa (cada vez más débil).

• Disminución de la luminosidad en ≈0.3mag durante el último mes y medio.

06/05/2003 16/05/2003 26/05/2003 05/06/2003 15/06/2003 25/06/2003 05/07/2003-0.20

-0.15

-0.10

-0.05

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

∆m

Fecha de observación

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ResultadosNGC4151

Curvas De Luz De Objetos Variables

06/05/2003 16/05/2003 26/05/2003 05/06/2003 15/06/2003 25/06/2003 05/07/2003-0.10

-0.05

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

∆m

Fecha de observación

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06/05/2003 16/05/2003 26/05/2003 05/06/2003 15/06/2003 25/06/2003 05/07/2003-0.10

-0.05

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

∆m

Fecha de observación

• Aleatoriedad en los datos obtenidos, acorde de nuevo con la naturaleza del objeto.

• Débil tendencia negativa (reducción de la luminosidad).

• Disminución del brillo en ≈0.1-0.15mag durante el último mes y medio.

Curvas De Luz De Objetos Variables

ResultadosNGC4151

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• Periodo: 0.2783146 días.

• Magnitud: 7.10 -7.69

• Más de 5 horas de observación desde las 22:53:08 (UT) hasta las 04:07:27 (UT).

• Más de 900 imágenes obtenidas.

• ≈180 puntos para la construcción de la gráfica.

V W CEP

Curvas De Luz De Objetos Variables

Resultados

VW CEP

Comparación

Imagen de VW CEP de DSS

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V W CEP

-0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.92.65

2.70

2.75

2.80

2.85

2.90

2.95

3.00

3.05

3.10

3.15

3.20

∆m

Fase

Curvas De Luz De Objetos Variables

Resultados

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• Mínimos de aproximadamente la misma profundidad, acorde con lo esperado de una variable tipo EW.

• Amplitud de la curva de ≈0.3mag < ≈0.6mag.

• Error en las medidas inferior a 0.01mag.

V W CEP

-0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.92.65

2.70

2.75

2.80

2.85

2.90

2.95

3.00

3.05

3.10

3.15

3.20

∆ mFase

Curvas De Luz De Objetos Variables

Resultados

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• Periodo: 0.54 días (≈13h)

• Magnitud: 9.25 -10.18

• 2 noches de observación: 26/06/03 y 01/07/03

• ≈9 horas de estudio.

• ≈750 imágenes obtenidas.

• ≈190 puntos para la construcción de la gráfica.

EG CEP

Curvas De Luz De Objetos Variables

Resultados

EG CEP

Comparación2

Comparación

Imagen de EG CEP de DSS

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EG CEP

Curvas De Luz De Objetos Variables

Resultados

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

∆ m

Fase

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• Amplitud de la curva de ≈0.8mag.

• Mínimo principal y secundarios claramente definidos.

• Curva acorde con una variable de tipo EB.

• Se comprobó con una segunda estrella de comparación.

EG CEP

Curvas De Luz De Objetos Variables

Resultados

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

2ªnoche1ªnoche

∆m

Fase

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Curvas De Luz De Objetos Variables

ResultadosVesta

• Periodo encontrados: 5.34, 5.21,4.23 horas.

• Magnitud: ≈7

• Variación: ≈0.06mag.

• 4 horas de estudio.

• ≈370 imágenes obtenidas.

• ≈140 puntos para la construcción de la gráfica.

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Vesta

Curvas De Luz De Objetos Variables

Resultados

-0.02 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

2.68

2.70

2.72

2.74

2.76

2.78

2.80

2.82

2.84

2.86

2.88

∆m

Fase (24h)

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Vesta

Curvas De Luz De Objetos Variables

Resultados

-0.02 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

2.68

2.70

2.72

2.74

2.76

2.78

2.80

2.82

2.84

2.86

2.88

Data: Data1_curva1Model: Sine2A 2.79 ±0.01B 0.06 ±0xc 0.5 ±0w 0.225 ±0.002

∆m

Fase (24h)

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• Ajuste mediante el programa Microcal Origin

• Ajuste no lineal:y = A + B·sen(2·PI·(x-xc)/w)

• Parámetros fijos:B=0.06 ; xc=0.5

• Parámetros variables:

A=2.79±0.01 ; w=0.225±0.002

• Periodo obtenido: P(horas)=24·w=5.40±0.05

Ajuste de Vesta

-0.02 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

2.68

2.70

2.72

2.74

2.76

2.78

2.80

2.82

2.84

2.86

2.88

Data: Data1_curva1Model: Sine2A 2.79 ±0.01B 0.06 ±0xc 0.5 ±0w 0.225 ±0.002

∆ m

Fase (24h)

Curvas De Luz De Objetos Variables

ResultadosVesta

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• Hemos logrado obtener la variación de luminosidad de objetos débiles a lo largo de un mes y medio de observaciones.

• Hemos registrado dos nuevas curvas de luz de variables extrínsecas.

• Hemos conseguido calcular el periodo de rotación del asteroide Vesta.

• Se ha comprobado que el instrumental del que se dispone es suficiente como para realizar estudios científicos de calidad.

Curvas De Luz De Objetos Variables

Conclusiones