El brillo del cielo en
J, H y K' en SPM
20 de
mayo 2006
Michael
Richer
Para
medir el brillo del cielo, se usan observaciones del fondo en las imágenes
tomadas a diferentes masas de aire, extrapolando hasta una masa de aire de
1.0. Para la banda K', el proceso
es ligeramente distinto al proceso para las bandas J y H. En K', es necesario tomar en cuenta la
emisión térmica del instrumento.
En J y H, dicha emisión no existe.
En K', el método depende de que la contribución de la emisión térmica
del instrumento es constante mientras que la emisión del cielo varía en función
de la masa de aire. Por lo tanto,
ajustando una línea recta, se obtiene la contribución instrumental de la
intersección del ajuste y el brillo del cielo en el cenit de la pendiente. En las bandas J y H, se procede de la
misma manera, salvo que se insiste que el ajuste pasa por el origen, lo que es
equivalente a suponer que el instrumento no contribuye al fondo en J y H. Se
convierte el fondo del cielo de unidades instrumentales (ADU/s/píxel) a
magnitudes por segundo de arco cuadrado dividiendo el fondo del cielo
(ADU/s/píxel) por el área de un pixel (ADU/s/c") y luego por el punto cero fotométrico para
una estrella de magnitud 0.0 mag
en el cenit. Convirtiendo
este último resultado a magnitudes, se obtiene el brillo del cielo en mag/c".
Notar que la óptica temporal que se usó durante marzo-agosto 2005
produjo una escala de placa
diferente a la
usual. Igualmente, los puntos cero
fotométricos son diferentes con las dos ópticas.
La
siguiente gráfica presenta los datos en K' para la noche del 24 de marzo 2005
como ejemplo. Los puntos
representan el fondo medido en un mismo punto (en realidad la mediana de una
caja de 10x10 píxeles) de una serie de imágenes tomadas a cuatro masas de aire
diferentes. El ajuste indica un
fondo instrumental (intersección) de 340±28 ADU/s/píxel y un brillo del cielo
(pendiente) de 148±19 ADU/s/píxel/c (donde c es la masa de aire).
Para convertir este resultado a mag/c", se divide por el área de un píxel: la escala de placa (óptica temporal) era de
0.75"/píxel, lo que implica un brillo del cielo de 263 ADU/s/c"/c.
Esa noche, observaciones de estrellas estándares indicaron un punto cero
en K' de 1.54x108 ADU/s para una estrella de K' = 0.0 mag en el
cenit. Dividiendo por este punto
cero y convirtiendo el resultado a magnitudes, uno obtiene un brillo del cielo
de 14.4 mag/c".
La
tabla presenta los resultados para todas las noches. Además del fondo instrumental y del brillo del cielo en
unidades de conteos/segundo, la tabla incluye el punto cero fotométrico y el
brillo del cielo en magnitudes por segundo de arco cuadrado. (Para las noches en marzo y abril 2005
sin medición del punto cero fotométrico, usamos el promedio de las mediciones
disponibles.)
Tanto
el fondo instrumental como el brillo del cielo varían de un día a otro, lo que
es de esperarse. El fondo instrumental
se establece como resultado del equilibrio entre la temperatura ambiente de la
cúpula y el sistema de enfriamiento del banco óptico de Camila (circulación de
alcohol hasta el 2005 y de nitrógeno líquido desde el 2006). El cielo por su parte varía (en escalas
temporales de minutos) debido a las contribuciones variables de emisión térmica
que empieza a notarse en la banda K' y la emisión molecular de OH (J, H y
K'). Obviamente el fondo debido al
instrumento depende sensiblemente de la temperatura del banco óptico como
demuestran los datos de abril 2005.
El brillo del cielo en mayo 2006 es más alto que medido en marzo y abril
2005, probablemente debido al calentamiento de la atmósfera en función del
estación del año (un efecto que uno NO espera en las bandas J y H).
Brillo del cielo en J,
H y K'
|
Fecha |
Filtro |
Fondo instrumental |
Temp |
Brillo del cielo |
Punto cero |
Brillo del cielo |
|
|
|
(ADU/s/pixel) |
(°C) |
(ADU/s/píxel/c) |
(107 ADU/s) |
(mag/c") |
|
21
marzo 2005 |
K' |
392±61 |
|
155±33 |
15.6 |
14.4 |
|
24
marzo 2005 |
K' |
272±19 |
|
94±11 |
15.6 |
14.9 |
|
26
marzo 2005 |
K' |
375±99 |
|
131±61 |
15.6 |
14.6 |
|
19
abril 2005 |
K' |
875±10 |
+6 |
81±6 |
15.6 |
15.1 |
|
20
abril 2005 |
K' |
459±13 |
-22 |
88±8 |
15.5 |
15.0 |
|
21
abril 2005 |
K' |
395±30 |
-22 |
103±17 |
15.9 |
14.8 |
|
25 abril
2005 |
K' |
340±28 |
-25 |
148±19 |
15.4 |
14.4 |
|
17
mayo 2006 |
K' |
1113±77 |
|
232±48 |
9.68 |
13.9 |
|
18
mayo 2006 |
K' |
1200±19 |
|
308±11 |
9.78 |
13.6 |
|
19
mayo 2006 |
K' |
1520±55 |
|
209±31 |
9.28 |
14.0 |
|
21
abril 2005 |
J |
0 |
-22 |
26±1 |
27.8 |
16.9 |
|
25
abril 2005 |
J |
0 |
-25 |
58±7 |
29.3 |
16.1 |
|
25
abril 2005 |
H |
0 |
-25 |
258±10 |
20.1 |
14.1 |
Notar
que
a) Temp
es la temperatura del banco óptico de Camila (el termómetro “carnicero”).
b) c = masa de aire.