Friday, June 25, 2021

HFR, FWHM, Excentricidade, SNR, Dawes Limit


Astrofotografia é um hobby prazeroso, mas dá para complicar 😁. Na busca pelo aperfeiçoamento das técnicas de captura e processamento de imagens é inevitável se deparar com uma sopa de letrinhas e conceitos. Listo alguns que para mim são mais relevantes e que utilizo na maioria das vezes para ajustar o equipamento durante as noites de captura e processamento.

Excentricidade

Excentricidade de uma estrela indica o quão próximo de estar em formato circular ela está, o valor varia de 0 a 1. Algumas referências indicam que algo por volta de até 0.4 é perfeitamente circular para nossos olhos. Para valores muito acima disso, veremos estrelas não circulares. Isso pode indicar algum tilt no conjunto óptico, erro grande de guiagem, colimação ruim, etc.

Dawes Limit

Esse é o limite de resolução do seu sistema óptico. Se você pratica astrofotografia planetária, quanto menor esse valor melhor será a capacidade de capturar detalhes dos objetos. Isso porque as técnicas de captura (Lucky Framing) conseguem "driblar" condições em média não muito boas de seeing, através da velocidade de captura. Mas se você é praticante de astrofotografia de céu profundo, ter um Dawes Limit pequeno faz sentido se em média você também possui um céu com ótimo seeing, caso contrário sua capacidade de resolver detalhes dos objetos ficará limitado as técnicas de pós-processamento.
O ideal é que seu conjunto óptico ( ota + reducer/barlow + pixel size) respeite esse limite.

FWHM

Full Width at Half Maximum. Dado um pulso de fluxo emitido por uma estrela, mede-se a largura desse fluxo espectral entre valores extremos, quanto menor esse valor em tese mais pontual está a estrela. Essa métrica é utilizada por alguns algoritmos para ajustar o foco do seu conjunto óptico. Tenho visto essa métrica ser representada em duas unidades: Pixel(px) ou arcsec/px. No primeiro, valores grandes (ex: 10px) podem indicar uma condição de oversampling, ou seja, muitos pixels estão sendo usados para representar a informação, as estrelas podem parecer fora de foco, maiores e mais tênues. Nesse caso técnicas de processamento como Deconvolução podem ajudar a recuperar detalhes e nitidez. Números muito pequenos (ex >1px) podem indicar undersampling, suas estrelas podem aparecer com formatos não circulares. Nesse caso técnicas como Drizzle podem ajudar. Tenho visto que valores entre 2 e 3px são ideais, mas não diria que há consenso. Quando a métrica é dada em arcsec/px nos ajuda a ter uma idéia da qualidade do céu, condições de seeing. Isso porque é possível aproximar FWHM como: 

FWHM' = SQRT(Seeing^2 + Dawes  Limit^2 +

Erro de Guiagem^2 + Escala de Resolução^2).


As variáveis Dawes Limit, Erro de Guiagem e Escala de Resolução podemos considerar que são fixas ou então mais facilmente controladas. Sobra então Seeing, fica fácil saber qual será seu melhor FWHM para condições de seeing muito boas e o quão longe você está disso em uma determinada noite de captura. No meu caso, em condições de seeing muito boas minha melhor estimativa de FWHM seria:

  • C8/f6.3+ASI2600, FWHM = SQRT(0.5^2 + 0.57^2 + 0.3^2 + 0.61^2) = 1'/px
  • 80mm/f6+ASI2600,  FWHM = SQRT(0.5^2 + 1.45^2 + 0.3^2 + 1.61^2) = 2.2'/px

 Valores acima disso podem significar condições piores de seeing.

HFR/HFD

Half Flux Radius/Diameter. De maneira simples, essa é a medida do raio da estrela. Essa métrica é muito utilizada por algoritmos para ajustar o foco do seu conjunto óptico. Quanto menor, melhor seu ajuste de foco. Alguns softwares conseguem monitorar esse valor de um conjunto de estrelas em cada frame de captura. É importante monitora-lo para verificar a necessidade de refazer o foco durante a noite. Em certas condições como mudança de temperatura, pode ser necessário.

SNR

Signal to Noise Ratio. Essa é a relação sinal/ruído. Acho que o mais relevante é entender que a razão cresce com a raiz da quantidade de sinal que é capturada. Isso significa que para você aumentar essa razão significativamente você acaba precisando de MUITAS horas de captura. Isso pode dizer que é hora de parar e mudar de alvo ou que você precisa comprar um OTA de maior abertura 😅

Não tente perseguir uma dessas medidas do setup do seu amigo, é possível perceber que a maior parte delas é dependente de cada conjunto óptico/setup e portanto servem muito mais para comparação, ajustes do seu próprio setup, seleção de frames e processamento.

Céu limpo a todos
@astronomianocerrado

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