Helligkeitsmessungen mit Astrometrica

Die vorige Untersuchung hat gezeigt, dass die Bestimmung des ZeroPoint (Kataloghelligkeit - instrumentelle Helligkeit) mit Astrometrica innerhalb der Standardfehler die gleichen Ergebnisse liefert wie das Aperture Photometry Tool (APT), das ich bisher für Helligkeitsmessungen benutzt habe. Es liegt also nahe auch die mit den beiden Programmen gemessenen Lichtkurven zu vergleichen. Als Beispiel dient hier die Lichtkurve von 43 Ariadne vom 02.11.2018. Der verwendete Aperture Radius ist bei beiden Programmen gleich (5 Pixel). Der Sternkatalog war für die Messungen mit APT Tycho2. Diesen Katalog kennt Astrometrica nicht, dort habe ich NOMAD benutzt. Für die ersten 18 Bilder mit 300 gain wurden Vergleichssterne mit 9-11 mag und für die letzten 7 Bilder mit 400 gain wurden Vergleichssterne mir 10-12 mag benutzt. Die Messungen mit Astrometrica haben dieses Ergebnis:

Links die Messungen mit Astrometrica, rechts die mit dem APT. Die x-Achse zeigt die Minuten nach 19 Uhr MEZ. Die Fehlerbalken sind ±0,03 mag.
Die Messungen mit dem APT sind durchschnittlich 0,072 mag heller als die mit Astrometrica. Das liegt an dem mit APT benutzten Vergleichsstern TYC 607 1083, dessen Tycho2-Helligkeit von 10,167 ± 0,059 mag ich für die Messungen benutzt habe. Die Helligkeit dieses Vergleichssterns ist im APASS-Katalog deutlich dunkler (und zwar genau um 0,072 mag) mit 10,239 ± 0,038 mag. Hier zeigt sich ein Vorteil von Astrometrica: Durch das einfache Verwenden vieler Vergleichssterne werden die Helligkeiten genauer bestimmt (die absolute Photometrie ist besser).

Es gibt einen offensichtlichen Ausreißer (bei 66,7 Minuten nach 19 Uhr MEZ). Nach dem Entfernen dieser Messung und dem Glätten der Lichtkurve mit gleitenden 3er-Mitteln ist das Ergebnis:

Links das Ergebnis von Astrometrica, rechts das entsprechende Ergebnis von APT zum besseren Vergleich korrigiert um +0,072 mag

Beide Lichtkurven zeigen einen sehr ähnlichen Verlauf. Die Differenzen zwischen den einzelnen Werten der beiden Lichtkurven sind sind für 17 der 23 Wertepaare kleiner als ±0,01 mag und für die übrigen 6 Wertepaare sind sie kleiner als ±0,021 mag:

Differenzen Astrometrica - APT [mag] der geglätteten Lichtkurven

Astrometrica liefert also auch bei einer Lichtkurve sehr ähnliche Ergebnisse wie das APT. Neben der besseren absoluten Photometrie mit Astrometrica durch die automatische Benutzung vieler Vergleichsterne (hier sind es 250 - 350 Sterne) ist auch die Verarbeitung der Ergebnisse benutzerfreundlicher. Astrometrica erzeugt automatisch eine Datei mit dem Namen PhotReport.txt mit diesem Inhalt für die hier benutzten Bilder:

EXPOSURE JD: Mid-exposure, not corrected for light time
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      JD         mag     Flt   SNR    ZeroPt      Cat   Design.
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2458425.27455   10.824 V  V  112.03   22.156    NOMAD   00043
2458425.27668   10.837 V  V  131.73   22.175    NOMAD   00043
2458425.27878   10.821 V  V  126.58   22.029    NOMAD   00043
2458425.28091   10.807 V  V  111.63   22.164    NOMAD   00043
2458425.28302   10.854 V  V  126.52   22.181    NOMAD   00043
2458425.28513   10.895 V  V  121.93   22.060    NOMAD   00043
2458425.28726   10.885 V  V  128.46   22.114    NOMAD   00043
2458425.28933   10.887 V  V  127.49   22.105    NOMAD   00043
2458425.29144   10.890 V  V  110.45   22.036    NOMAD   00043
2458425.29422   10.858 V  V  107.41   21.937    NOMAD   00043
2458425.29562   10.995 V  V  118.62   22.088    NOMAD   00043
2458425.29773   10.876 V  V  135.45   22.148    NOMAD   00043
2458425.29984   10.909 V  V  126.12   22.129    NOMAD   00043
2458425.30194   10.900 V  V  120.73   22.079    NOMAD   00043
2458425.30405   10.894 V  V  130.05   22.085    NOMAD   00043
2458425.30616   10.929 V  V  124.22   22.088    NOMAD   00043
2458425.30829   10.925 V  V  127.89   22.111    NOMAD   00043
2458425.31037   10.988 V  V  112.71   22.042    NOMAD   00043
2458425.31248   10.978 V  V  130.71   23.395    NOMAD   00043
2458425.31458   10.895 V  V  167.59   23.399    NOMAD   00043
2458425.31667   10.976 V  V  172.86   23.378    NOMAD   00043
2458425.31875   10.931 V  V  145.23   23.366    NOMAD   00043
2458425.32083   10.973 V  V   95.92   23.351    NOMAD   00043
2458425.32294   10.965 V  V  124.07   23.351    NOMAD   00043
2458425.32505   10.968 V  V   88.04   23.127    NOMAD   00043
----- end -----

Das sind die Messungen der Helligkeit von 43 Ariadne in den Bildern vom 02.11.2018 so wie sie von Astrometrica gespeichert wurden. Schön ist, dass auch SNR, ZeroPoint und Katalogname zu jeder Messung angegeben werden.

Bestimmung der Himmelshelligkeit

Am oberen Rand des ersten Summenbildes werden in einem kleinen Auswahlrechteck, das keine Sterne enthält (bei dem Maximum und Minimum nahe beieinander liegen), durchschnittlich 5237 ADU/Pixel gemessen. Das entspricht -2,5 * log₁₀(5237) + 22,156 = 12,86 mag/Pixel. Bei einer Pixelgröße von 14,2" x 14,2" sind das -2,5 * log₁₀(5237/14,2/14,2) + 22,156 = 18,62 mag/Quadratbogensekunde.

Ein zweiter Vergleich von Astrometrica mit APT

Für den zweiten Vergleich habe ich die ersten 13 Summenbilder von 43 Ariadne am 03.11.2018 benutzt. Die gleitenden 3er-Mittel vom APT sind dieses Mal im Durchschnitt 0,097 mag heller als die von Astrometrica (am Abend davor waren es 0,072 mag). Nach der Subtraktion von 0,097 mag von den APT-Werten sehen die Differenzen APT-Astrometrica so aus:

Die ersten sechs Wertepaare stimmen sehr gut überein, wenn 0,100 statt 0,097 mag subtrahiert werden. Aber bei den letzten fünf Wertepaaren zeigen sich große Differenzen zwischen den Helligkeitsmessungen von APT und Astrometrica.

Die Messungen vom 2. und 3.11. liegen fast genau vier Rotationsperioden von 43 Ariadne auseinander. Die beiden Lichtkurven lassen sich übereinanderschieben und sollten sich möglichst wenig voneinander unterscheiden. So läßt sich feststellen welche Messungen zuverlässiger sind - die vom APT oder die von Astrometrica:

Helligkeiten von 43 Ariadne am 2. (grün) und 3.11.2018 (blau) kombiniert
Zeiten in Minuten seit 19 Uhr MEZ für den 03.11.2018 und am 02.11.2018 korrigiert um -57 Minuten
Links die Messungen von Astrometrica, rechts die Messungen mit dem APT.

Bei den letzten fünf Wertepaaren liegt Astrometrica vorne mit nur einer großen Differenz bei etwa 40 Minuten, während APT zwei große Differenzen bei etwa 40 und 43 Minuten liefert. Insgesamt sind die Ergebnisse vom APT und von Astronomica recht ähnlich, wobei Astrometrica die besseren "absoluten" Helligkeiten liefern sollte.