Astronomie

Sont-ce du bruit ou des étoiles ?

Sont-ce du bruit ou des étoiles ?

Il y a donc cette énorme photo de Hubble.

Mieux encore, avec l'outil de zoom

Et si vous zoomez au niveau maximum, vous pouvez voir des points orange et bleu apparemment uniformément répartis. S'agit-il réellement d'étoiles et peut-être de galaxies derrière elles et pas seulement de bruit de caméra ?

De plus, j'essaie de comprendre la grande partie du ciel que cette photo représente.

À 3,4, la magnitude apparente de la galaxie d'Andromède est l'une des plus brillantes de tous les objets Messier, la rendant visible à l'œil nu les nuits sans lune, même lorsqu'elle est vue depuis des zones à pollution lumineuse modérée. Bien qu'elle apparaisse plus de six fois plus large que la pleine Lune lorsqu'elle est photographiée avec un télescope plus grand, seule la région centrale la plus lumineuse est visible à l'œil nu ou lorsqu'elle est vue à l'aide de jumelles ou d'un petit télescope.

Disons qu'il s'agit d'environ la moitié du diamètre de la galaxie, donc cette photo fait environ 3 lunes de large, n'est-ce pas ?


Ce n'est probablement pas du bruit.

Le bruit photographique sera généralement limité à environ un seul pixel. En effet, une grande partie est générée au niveau du pixel individuel (souvent une seule couleur, donc pas même un pixel entier) sur le capteur. Il y a aussi un lien avec cela et la surchauffe - je ne connais pas les systèmes de refroidissement du Hubble, mais il est vraisemblablement suffisamment sophistiqué pour empêcher un bruit grave de surchauffer.

En examinant la photo, vous pouvez voir qu'il ne s'agit pas de pixels individuels mais d'une lumière apparemment ponctuelle arrondie. Il est difficile de dire s'il s'agit d'une représentation précise de leur diamètre angulaire réel, car ils peuvent avoir acquis une partie de cet arrondi par diffraction. Quoi qu'il en soit, cela suggère qu'il ne s'agit pas d'artefacts du capteur mais de véritables sources de lumière. Pour une photographie à longue exposition, cela signifie également qu'ils sont une source de lumière persistante. Les couleurs qui les composent correspondent également aux couleurs que l'on s'attendrait à voir des étoiles.

À moins qu'il n'y ait eu de très gros montages dans le but de représenter le bruit sous forme d'étoiles, je pense qu'il est assez sûr de dire que ce sont toutes des étoiles ou d'autres sources lumineuses semblables à des étoiles.


Selon ce tableau, Hubble est bon jusqu'à une magnitude d'environ 31,5. Avec l'empilement numérique des expositions, ce nombre doit refléter un point auquel le bruit du détecteur est égal au signal entrant. À la distance de M31, 778000pc, cette luminosité correspond à une magnitude absolue de M = 31,5 -5((log778000)-1) = 7. C'est à peu près aussi brillant qu'Epsilon Indus, une étoile de classe K3, 0,45 à 0,8 fois la masse du soleil.

Si Hubble voit aussi profondément, c'est un peu surprenant à quel point peu étoiles qu'il a captées dans cette image de notre galaxie voisine.


Signal versus bruit (avec illustrations)

Les astronomes veulent savoir combien de temps ils ont besoin pour exposer leurs images. La réponse dépendra toujours de objectif pour laquelle les données sont acquises : quelqu'un qui veut mesurer l'orbite d'un astéroïde n'a besoin que d'une simple détection, comme celles-ci :

D'un autre côté, si l'on recherche de très, très petites variations de la lumière d'une étoile - dues aux ondes sonores se déplaçant dans son atmosphère, qui ont des amplitudes extrêmement faibles :

alors il faut un signal beaucoup plus élevé, et une exposition beaucoup plus longue.

Etant donné une question scientifique particulière, on peut estimer la qualité des données qui sont nécessaires pour y répondre. Nous décrivons souvent la qualité par le rapport signal sur bruit, parfois abrégé SNR ou alors S/N. Pour nos besoins, le S/N est inversement proportionnel à l'erreur fractionnaire dans une mesure :

Ainsi, par exemple, si l'incertitude d'une mesure est de 2 %, l'incertitude fractionnaire est de 0,02. Le rapport S/B serait alors 1/(0,02) = 50.

Il existe une relation pratique entre le rapport signal/bruit et l'incertitude dans les mesures de magnitudes. Pour des valeurs d'incertitude relativement faibles -- disons, moins de 20 pour cent --

C'est-à-dire qu'une mesure avec une incertitude fractionnaire de 3 % = 0,03 conduira à une incertitude d'environ +/- 0,03 magnitude.

Source de signal

Il n'y a qu'une seule source de signal provenant d'une étoile : la lumière de l'étoile elle-même. Si l'étoile provoque N(étoile) photons pour frapper la puce CCD pendant l'exposition, et tous libèrent un électron, alors l'image devrait avoir N(étoile) électrons. C'est le signal.

Pour les bandes passantes astronomiques standard, il existe des équations qui donnent le nombre de photons par seconde collectés par un télescope d'une taille particulière à partir d'une étoile d'une magnitude particulière. Une bonne source de ces flux de point zéro est le flux d'Allen Grandeurs astrophysiques. Quelques références supplémentaires sont rassemblées à la fin de la conférence d'aujourd'hui. J'utilise ces valeurs :

  1. En ignorant l'extinction atmosphérique, combien de photons devraient frapper un CCD en 15 secondes d'exposition avec le télescope RIT de 12 pouces à travers le filtre V d'une étoile de magnitude V = 13 ?

Comment le signal dépend-il du temps d'exposition ?

De manière linéaire simple : si on expose deux fois plus longtemps, on obtient deux fois le signal. Génial!

Sources de bruit

Il existe quatre sources principales de bruit pour la photométrie d'ouverture simple sur un CCD : le bruit de tir de l'étoile elle-même, le bruit de tir du ciel de fond, le bruit thermique du CCD et le bruit de lecture du CCD. Considérons chacun à son tour.

    Bruit de l'étoile : L'étoile produit des photons selon un processus de Poisson aléatoire, de sorte qu'il existe des variations aléatoires du nombre de photons qui frappent la puce chaque seconde. Ces variations sont parfois appelées bruit de grenaille. La taille de ces variations aléatoires est simplement la racine carrée du nombre d'électrons produits :

Regardons le bruit dû aux fluctuations aléatoires du nombre d'électrons libérés par la lumière des étoiles. Comment se comporte-t-il en fonction du temps d'exposition ?

D'accord. Si nous savons comment se comportent le signal et le bruit, nous pouvons calculer le rapport signal/bruit d'une étoile isolée mesuré avec un détecteur parfait.

  1. Pour doubler le S/N pour une mesure dans ces conditions, combien de temps faut-il encore exposer ?
  2. Pour augmenter le S/B d'un facteur 10 pour une mesure dans ces conditions combien de temps faut-il encore exposer ?

Pour mesurer la lumière d'une étoile dans une image numérique, nous devons tracer un petit cercle autour de l'étoile. Pour des raisons historiques, ce cercle est appelé le ouverture.

Lorsque nous additionnons tous les électrons dans l'ouverture, certains peuvent provenir de l'étoile, mais certains seront dus à cette contribution thermique. Si nous prenons une série d'expositions sombres, nous pouvons mesurer la valeur MOYENNE du courant d'obscurité dans chaque pixel. mais il y aura des fluctuations aléatoires autour de cette moyenne. On peut soustraire la valeur moyenne de cette contribution thermique, mais on ne peut rien contre les variations aléatoires. Étant donné que les électrons thermiques suivent également une distribution de Poisson, le bruit dû à cette variation aléatoire est Nous pouvons diviser cela en deux facteurs : le nombre d'électrons thermiques par pixel et le nombre de pixels dans l'ouverture que nous utilisons. On peut donc écrire le bruit thermique sous la forme

Prenons un exemple simple : supposons que nous regardions une étoile brillante et isolée dans un ciel parfaitement sombre. Ensuite, le signal de l'étoile croît linéairement, comme d'habitude. Cependant, le nombre d'électrons thermiques augmente également avec le temps :

On retrouve maintenant deux contributions au bruit, qui se comportent de façon similaire :

Le rapport signal sur bruit sera donc un peu plus faible en raison du bruit thermique.

  1. Pour doubler le S/N pour une mesure dans ces conditions, combien de temps faut-il encore exposer ?
  2. Pour augmenter le S/B d'un facteur 10 pour une mesure dans ces conditions combien de temps faut-il encore exposer ?

Dans nos calculs de rapport signal/bruit, nous devons convertir du stdev à la variance correspondante : puis additionner la variance de tous les pixels qui tombent à l'intérieur de l'ouverture photométrique. Le résultat est

Cette source de bruit se comporte différemment : elle n'augmente PAS avec le temps d'exposition.

Pour des temps d'exposition très courts, le bruit de lecture peut être le plus grand contributeur à la partie "bruit" du rapport signal sur bruit.

Pour les expositions longues, d'autres sources de bruit finissent par dominer.

Ainsi, lorsque nous plaçons une ouverture autour d'une étoile dans une image,

nous intégrerons un mélange d'électrons produits par la lumière de l'étoile, d'électrons libérés par les mouvements thermiques et d'électrons créés par les photons de ces sources célestes « d'arrière-plan ». Nous pouvons mesurer la quantité de cette lumière "de fond" en examinant les valeurs de pixels dans une région proche de l'objet cible,

puis soustraire la valeur moyenne. Cependant, tout comme le nombre de photons d'une étoile varie aléatoirement selon les statistiques de Poisson, le nombre de photons du ciel varie également. Il existe toujours une certaine incertitude quant à la quantité de lumière de fond soustraite de l'ouverture. Le bruit dû à cette variation aléatoire est. Nous pouvons (encore une fois) décomposer cela un peu plus : pour calculer la contribution du ciel, nous déterminons un niveau de ciel local par pixel, puis multiplions par le nombre de pixels dans l'ouverture. On peut donc écrire le bruit du ciel sous la forme

Si le ciel est très lumineux - ou si nous choisissons une grande ouverture - alors l'arrière-plan peut créer encore plus d'électrons que de photons de notre objet cible.

Dans ce cas, le bruit peut également être dominé par la lumière de fond :

Le rapport S/B global serait alors bien inférieur à celui de l'étoile sur fond parfaitement sombre :

Nous pouvons additionner les quatre sources de bruit : la façon de le faire est d'additionner tous les électrons qu'elles produisent, puis de faire à nouveau appel aux statistiques de Poisson pour trouver le bruit.

Si nous regardons une étoile faible dans un fond clair, nous pourrions avoir des contributions de bruit comme

Afin de trouver le rapport S/B, nous divisons simplement le signal total par le bruit total.

N'oubliez pas d'être cohérent dans vos calculs. Utilisez toujours des électrons, dans tous les termes. Il est facile d'oublier et de mélanger des comptes avec des électrons, mais cela condamnera votre travail.

Dans l'exemple ci-dessus, nous trouvons un rapport S/B qui croît avec le temps d'exposition comme ceci :

Considérez la situation suivante.

Joe utilise un petit télescope, avec un diamètre P = 20 cm, pour observer une étoile dans le ciel de Rochester. A quelques pas de là, Alice utilise un grand télescope, P = 60 cm, pour observer exactement la même étoile. Joe et Alice adoptent tous deux une ouverture circulaire de la même taille dans les images de Joe, le signal de l'étoile est à peu près le même que le nombre total d'électrons dus aux sources de fond dans l'ouverture. Le bruit de lecture est suffisamment faible pour être ignoré. Si les deux prennent des images avec le même temps d'exposition, comment le S/N de leurs mesures se comparera-t-il ?

  1. Comment le nombre d'électrons de l'étoile dans l'image d'Alice se compare-t-il au nombre d'électrons de l'étoile dans l'image de Joe ?
  2. Comment le rapport de (nombre d'électrons dus à l'étoile) à (nombre d'électrons de l'arrière-plan) dans l'image d'Alice se compare-t-il au rapport 1 pour 1 dans l'image de Joe ?
  3. Comment le rapport signal sur bruit dans la mesure d'Alice se compare-t-il au rapport dans la mesure de Joe ?

Calcul du rapport signal sur bruit avec des images réelles

Note aux lecteurs : ce qui suit est une version simplifiée du bon calcul, car nous prétendons que chaque "compte" dans une image numérique correspond à un électron. Comme nous le verrons la semaine prochaine, en discutant du gain CCD, ce n'est pas nécessairement vrai. Dans ce cas particulier, chaque « compte » correspond à environ 2,6 électrons.

Vous devrez copier deux images particulières dans votre propre répertoire pour cet exercice, $dd/signal/v585_clean.fit et $dd/signal/dark30.fit.

  1. Afficher le v585_clean.fit image. Mesurez la position de l'étoile brillante en bas à droite, près de la rangée=230, col=360.

  2. Définissez une boîte qui inclut l'étoile, et est de 10 par 10 pixels : vous pouvez taper où vous remplacez xxx par la position de rangée de l'étoile, et aaaa par la position de la colonne de l'étoile.

  3. Additionnez tous les comptes à l'intérieur de cette boîte : Regardez la valeur « tot. adus » pour la somme totale.

  4. Définissez maintenant une boîte de la même taille qui n'inclut PAS cette étoile, ni aucune étoile. où vous choisissez les coordonnées zzz et www être l'emplacement d'une région vierge du ciel.

  5. Additionnez tous les comptes à l'intérieur de cette autre case : Appelez cela le fond de ciel. En supposant que chaque "compte" représente un électron calculer le nombre d'électrons du ciel par pixel. Supposons également que cette hypothèse de fond soit la même dans les deux cases (est-ce une bonne hypothèse ?).

  6. Calculez le signal de l'étoile à l'intérieur de la première case. Encore une fois, supposons que chaque "compte" représente un électron.

  7. Additionnez tous les comptes dus au mouvement thermique à l'intérieur de la première case. Calculez le nombre d'électrons dus aux mouvements thermiques par pixel.

  8. Cette image est regroupée 3x3 à partir de l'image plus grande d'origine. Le bruit de lecture de 15 électrons par pixel (normal) correspond donc à 45 électrons par pixel (classé). Vous pouvez utiliser R = 45 électrons par pixel pour le bruit de lecture.

  9. Calculez le bruit à l'intérieur de la première case. Veuillez noter explicitement tous ces termes avant de les additionner. Quelle est la valeur de npix dans ce calcul ?

  10. Lequel des termes de bruit est/sont dominants ? Lequel est/sont négligeables ?

  11. Calculer le rapport signal sur bruit.

  12. Estimez l'incertitude, en magnitudes, d'une mesure de magnitude de l'étoile à partir de cette image.

    Voyons maintenant si nous pouvons déterminer si le calculateur signal/bruit en ligne donne un résultat similaire. Nous devons d'abord connaître la magnitude de l'étoile, alors utilisons Aladin.

  13. Utilisez Aladin pour créer une carte du ciel près de V585 Lyr utilisez l'image POSS-I E, de 14,2 x 14,2 minutes d'arc.

  14. Choisissez le catalogue "UCAC4" dans l'onglet "Sondages" d'Aladin (regardez à droite de la fenêtre). L'étoile que vous avez mesurée doit avoir une entrée dans le catalogue UCAC4. Quelle est sa magnitude dans la bande V ?

  15. Utiliser le XVista tampons pour regarder l'en-tête FITS et déterminer le filtre utilisé dans cette image.

  16. Maintenant, utilisez la calculatrice en ligne pour calculer le rapport signal/bruit attendu pour cette étoile. Certaines valeurs que vous pouvez utiliser sont
    • diamètre du télescope = 30 cm
    • CCD pas cher
    • Bruit de lecture CCD 45 électrons
    • luminosité du ciel : banlieue
    • masse d'air : 1,2
    • rayon pour la photométrie : 10
    Quel est le rapport signal/bruit attendu donné par le calculateur ?

  17. Comment cette valeur se compare-t-elle à la valeur que vous avez calculée à partir de l'image réelle elle-même ?

Vous pouvez voir la dispersion réelle dans les mesures de magnitude de cette étoile en consultant cette page décrivant les observations V585 Lyr du 20 septembre 2003. L'étoile brillante que vous avez choisie est celle marquée "A" dans le graphique. Sa dispersion est indiquée par le deuxième point en partant de la gauche dans le diagramme sigma-vs-mag. Vous pouvez voir des gros plans des mesures de magnitude.

Avons-nous fait toute hypothèse dans nos calculs qui pourraient entraîner une différence dans les résultats ?

Il n'est pas rare que la dispersion mesurée d'une étoile, basée sur une série de mesures, soit un peu plus grande que l'estimation basée sur des bases statistiques pures.

Pour plus d'informations

  • Radiométrie et photométrie en astronomie
  • Photométrie d'ouverture bidimensionnelle - Rapport signal/bruit des observations de source ponctuelle et techniques d'extraction de données optimales un article de Steve Howell de PASP, 101, 616 (1989). Une bonne introduction au sujet des calculs signal-bruit avec les CCD.
  • Considérations signal-bruit pour les données CCD soustraites du ciel un article de Michael Newberry de PASP, 103, 122 (1991). Il comprend des détails négligés par d'autres auteurs.
  • DAOPHOT -- Un programme informatique pour la photométrie stellaire à champ encombré, article de Peter Stetson de PASP, 99, 191 (1987). Il décrit le programme DAOPHOT en passant par de nombreuses étapes de traitement de manière très détaillée.
  • Mon calculateur signal/bruit CCD peut vous aider à planifier votre observation.

Copyright & copie Michael Richmond. Ce travail est sous licence Creative Commons.


Le bruit numérique en astrophotographie

Au fur et à mesure que la technologie des appareils photo a progressé, photographier le ciel nocturne est devenu possible pour les photographes de tous niveaux et de tous budgets. Les performances en basse lumière continuent de s'améliorer, nous permettant de photographier les étoiles à des ISO de plus en plus élevés. Cependant, le bruit numérique continue d'être l'un des plus grands défis pour les astrophotographes.

Il existe un certain nombre d'approches différentes pour gérer le bruit numérique dans votre astrophotographie, des réglages de votre appareil photo à la façon dont vous les traitez en post-production.

Le bruit numérique est causé par plusieurs choses. Premièrement, le capteur de l'appareil photo chauffe lorsqu'il expose une image, provoquant une augmentation du bruit. Deuxièmement, une augmentation de la sensibilité du capteur, ou ISO, peut entraîner plus de bruit numérique dans vos images. Comme les valeurs ISO élevées et les expositions longues vont conduire à plus de bruit numérique, vous aurez besoin d'une stratégie pour y faire face dans votre astrophotographie.


Voler parmi les étoiles : un professeur de l'Université Purdue utilise la réalité virtuelle pour enseigner l'astronomie

Avis aux journalistes: Pour obtenir une copie du document, veuillez contacter Brittany Steff, Purdue News Service, à [email protected] ou au 765-494-7833. Une vidéo et des photos sont disponibles via Google Drive. Les journalistes visitant le campus doivent suivre les directives de santé des visiteurs .

WEST LAFAYETTE, Ind. — Un professeur de l'Université Purdue enseigne l'astronomie à ses étudiants en les laissant toucher les étoiles. Danny Milisavljevic, professeur adjoint de physique et d'astronomie au College of Science, utilise une nouvelle technologie innovante pour que ses étudiants utilisent des casques de réalité virtuelle pour explorer l'espace.

Première technologie du genre à permettre la connexion des étudiants à différents endroits plutôt que sur le même réseau Wi-Fi, les casques sont également basés sur du matériel léger, relativement peu coûteux et disponible dans le commerce. La technologie a été utilisée pour la première fois le mois dernier dans son cours d'astronomie intermédiaire II.

Un professeur de Purdue utilise une nouvelle technologie innovante pour enseigner aux étudiants dans des environnements immersifs, y compris des vestiges stellaires à des milliers d'années-lumière. (Image de l'Université Purdue) Télécharger l'image

L'environnement de réalité virtuelle permet aux étudiants de voler à travers et autour d'objets astronomiques, y compris les étoiles et les supernovae, et de les manipuler pour observer comment ils ont changé au fil du temps, ce qui est possible grâce à d'énormes quantités d'informations et d'analyses de modélisation 3D riches. Le système met l'accent sur la fidélité scientifique, donnant une description claire et précise des ensembles de données. Des systèmes similaires pourraient éventuellement permettre aux étudiants d'étudier d'autres sujets, notamment l'examen de données microscopiques ou cellulaires, l'anatomie, les terrains géospatiaux, les emplacements historiques ou même des machines animées complexes. Une vidéo est disponible sur YouTube.

D'autres entreprises et institutions ont déjà utilisé la réalité virtuelle de la même manière, mais la solution de Milisavljevic est plus évolutive et moins chère, elle coûte des centaines de dollars par unité plutôt que des milliers et améliore considérablement l'accessibilité, permettant aux étudiants de collaborer à partir de partout dans le monde avec le Wi-Fi.

Milisavljevic, professeur adjoint de physique et d'astronomie, est à l'avant-garde de nouvelles façons d'enseigner aux étudiants les objets astronomiques lointains. (Photo de l'Université Purdue/Mark Simons) Télécharger l'image

Milisavljevic avait déjà construit la plate-forme de réalité virtuelle, mais avec le début de la pandémie et des mandats simultanés pour l'apprentissage à distance sociale, il a demandé une subvention RAPID de la National Science Foundation pour l'aider à développer cette technologie afin que les gens n'aient pas à être dans le même emplacement physique pour partager un environnement virtuel.

« J'ai reçu une subvention à l'innovation pédagogique en tant qu'aide à l'apprentissage », a déclaré Milisavljevic. « Nous avons mis ce casque, ou même sur un PC ou un Mac, et maintenant nous pouvons tous être dans le même environnement virtuel. Les instructeurs et les étudiants ont un grand contrôle sur ce que nous voyons, et nous pouvons collaborer pour comprendre la dynamique stellaire qui se passe dans les galaxies et les nébuleuses lointaines.

Le premier test de la technologie dans un environnement de classe a été un énorme succès, selon Milisavljevic, et il continuera à l'utiliser tout au long de l'année. Ses élèves ont répondu très positivement.

Une technologie innovante, légère et accessible permet aux étudiants de s'immerger dans l'astronomie, peu importe où ils se trouvent sur Terre. (Image de l'Université Purdue) Télécharger l'image

“C'est la chose la plus cool que j'ai faite en un an !” a écrit un étudiant. "C'est tout simplement amusant, et c'est très utile visuellement pour un sujet comme l'astronomie où les choses peuvent être difficiles à visualiser en 2D."

« Ce fut une expérience formidable », a écrit un autre. « J'avais l'impression de me promener dans l'espace et la manipulation en temps réel des rendus des restes stellaires a vraiment ajouté à l'expérience d'apprentissage. »

À propos du Centre Envision

Le Centre Envision propose de nouvelles solutions pour communiquer efficacement des concepts de recherche complexes. L'infographie, la visualisation avancée, l'interaction auditive, haptique et multimodale s'intègrent à des calculs haute performance de pointe pour aider les chercheurs, les instructeurs et les dirigeants dans leur quête de nouvelles connaissances et de produits innovants.

À propos du Collège des sciences

Le Collège des sciences de l'Université Purdue s'est engagé à poursuivre constamment les connaissances mathématiques et scientifiques qui constituent le fondement même de l'innovation. Près de 350 professeurs menant à la permanence mènent des recherches qui changent le monde et offrent une éducation transformatrice à plus de 1 200 étudiants diplômés et 4 300 étudiants de premier cycle. Le collège est une communauté d'apprenants qui développe des solutions pratiques aux défis les plus difficiles d'aujourd'hui avec des programmes menant à un diplôme en sciences de la vie, sciences physiques, sciences informatiques, mathématiques et science des données.

À propos de l'Université Purdue

L'Université Purdue est une institution de recherche publique de premier plan qui développe des solutions pratiques aux défis les plus difficiles d'aujourd'hui. Classée n ° 5 des universités les plus innovantes aux États-Unis par U.S. News & World Report, Purdue propose des recherches qui changent le monde et des découvertes hors du commun. Engagé dans un apprentissage pratique et en ligne dans le monde réel, Purdue offre une éducation transformatrice à tous. Engagé en faveur de l'abordabilité et de l'accessibilité, Purdue a gelé les frais de scolarité et la plupart des frais aux niveaux de 2012-2013, permettant à plus d'étudiants que jamais d'obtenir leur diplôme sans dette. Découvrez comment Purdue ne s'arrête jamais dans la poursuite persistante du prochain pas de géant sur https://purdue.edu/.

Rédacteur, Contact média : Brittany Steff 765-494-7833 [email protected] 

La source: Dan Milisavljevic, [email protected] 

Journalistes en visite sur le campus : Les journalistes doivent suivre les protocoles Protect Purdue et les consignes suivantes :


L'astronomie culturelle a décrit les constellations Wiradjuri, y compris l'aigle à queue cunéiforme, l'émeu et le goanna, et leur relation avec la Terre.

Des histoires orales sur ces animaux en rapport avec les constellations ont toutes été documentées par des anthropologues remontant aux années 1800.

ABC Goulburn Murray : Greg Ryan

M. Leaman a dit que parfois les histoires de Dreamtime sur les constellations étaient spécifiques, parfois elles étaient vagues, mais le mouvement des animaux faisait partie de la science.

Dans le cas de la constellation du goanna, comme elle apparaît haut dans le ciel, le récit dit que le goanna grimpe à un arbre et que ce n'est pas considéré comme un bon moment pour chasser l'animal.

"Le rêve de Goanna se rapporte aux mois où il commence à descendre de l'arbre [le ciel] - c'est à ce moment-là qu'il est temps d'aller chasser", a déclaré M. Leaman.


Les étoiles sont indifférentes à l'astronomie

Sur leur septième album, Nada Surf a entrepris de capturer la sensation brute et excitée d'une jam session en salle d'entraînement.

Nada Surf a réussi quelques exploits au cours de sa carrière de deux décennies qui pourraient faire envie à n'importe quel groupe de rock indépendant: ils ont éclaté avec un succès omniprésent (bien que nouveauté) sur MTV et la radio alt-rock à une époque où ils étaient encore les seuls canaux par lesquels le faire et, peut-être plus important encore, ils ont tranquillement survécu à cette popularité pour marquer un deuxième acte en tant que outsiders du rock indépendant sans prétention.

Sur la sortie de Barsuk en 2002 Allons y, Nada Surf est réapparu comme le petit frère de ses camarades de label Death Cab For Cutie - l'angoisse des années 1990 a été remplacée par des mélodies plus délibérées et des arrangements plus doux à la fois opportuns, alors que cette marque de rock indie commençait à prendre le dessus, et intemporelle . Une décennie plus tard, le soft-touch "indie adult Contemporary" est devenu le papier peint national convenu en 2011, et Nada Surf tente de faire du bruit.

Notant qu'ils ont "toujours joué plus vite et un peu plus dur en live", le leader Matthew Caws et l'équipe ont entrepris de capturer la sensation brute et excitée d'une jam session en salle d'entraînement avec le septième album Les étoiles sont indifférentes à l'astronomie, la suite des années 2010 Si j'avais une chaîne hi-fi. Ils sortent en force avec le crunch de guitare déformé et les charleston chatoyants de "Clear Eye Clouded Mind". Le pré-chorus énergisant de la chanson sonne presque comme Thermals-lite, avec des lignes qui commencent à la fin de chaque mesure et s'enroulent jusqu'à la suivante, atterrissant toujours sur ce "" initial ".

L'album est toujours optimiste, en particulier selon les standards de Nada Surf, avec la section rythmique propulsant plusieurs chansons. Mais peut-être "recapture" est un mot plus précis pour l'envie derrière Astronomiela vivacité. De multiples chansons s'attardent sur des sentiments de désillusion et de jeunesse perdue. "Quand j'étais jeune" raconte les minutes banales d'une journée de cueillette de doigts élancés avant que la chanson ne grossisse et que Caws se demande, "Quand j'étais jeune. quel était ce monde dont je rêvais ?" "Laissez le combat faire le combat" met en garde :"Vous allez souhaiter être jeune à nouveau/ Vous allez souhaiter que ce soit amusant/Vous allez vouloir à nouveau avoir quelqu'un." La plupart gênant, cependant, pourrait être "Teenage Dreams", la nième itération de ce titre de chanson dans la mémoire récente, dont le refrain, "Il n'est jamais trop tard pour les rêves d'adolescent", se rapproche dangereusement du domaine de la parodie "30 Rock".

Ce sont des aspirations existentielles plus grandes que l'envie d'un autre hit croisé, bien sûr, mais elles alimentent l'idée que le groupe a dépassé son apogée – ce qui est étrange, car Nada Surf semble si confortable en roue libre. La voix de Caws est toujours légère et plumeuse, les membres du groupe sont tous des musiciens assez agiles, et des chansons telles que "Waiting for Something" touchent le même sweet sweet spot qui est secrètement chatouillé par, disons, les succès radio des Gin Blossoms. Mais malgré toute son habileté artisanale et ses tentatives de revitalisation, Les étoiles sont indifférentes à l'astronomie ressemble toujours à un album avec peu d'enjeux précieux. Les chansons sont bonnes mais en grande partie ineptes, et ce qui pourrait être un contraste animé entre les paroles moroses et la musique entraînante est trop souvent entravé par des clunkers à la fois génériques ("je suis perdu dans ma tête quand tu vas dormir") et spécifiques (quelque chose à propos des cartes de tarot) . À un moment où l'indie rock aurait probablement besoin d'un petit coup de pied dans le cul, Nada Surf semble avoir les bons instincts, mais peut-être pas le spleen pour les tirer. Plus difficile et plus rapide n'est pas nécessairement un jeu de jeune homme, mais ce n'est pas non plus vraiment celui de Nada Surf.


Alors pourquoi les progrès sont-ils encore si lents ?

Sept ans plus tard, nous nous attendrions à une augmentation du nombre de femmes recrutées et conservées à des postes de direction.

Et nous le sommes, mais l'effet est loin d'être uniforme. Ma propre organisation, le Centre d'excellence de l'ARC en astrophysique All-Sky en 3 dimensions (ASTRO 3D), est sur la bonne voie pour un ratio femmes-hommes de 50:50 travaillant à des niveaux supérieurs d'ici la fin de cette année.

L'École de physique de l'Université de Sydney a procédé à neuf nominations à des postes de direction au cours des trois dernières années, dont sept femmes.

Mais ces exemples sont des valeurs aberrantes. Dans de nombreux établissements, des taux d'embauche inéquitables et des taux de départ élevés persistent malgré un large bassin de femmes astronomes au niveau postdoctoral et l'encouragement positif des prix Pléiades.

À l'aide de ces résultats et de mes nouveaux modèles de main-d'œuvre, j'ai montré que les objectifs actuels de 33 % ou 50 % de femmes à tous les niveaux sont irréalisables si le statu quo demeure.


Astrophotographie : des signaux et du bruit

Par : Jerry Lodriguss 1er septembre 2016 5

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Vous ne pouvez pas vous débarrasser du bruit dans vos astrophotographies, mais vous pouvez réduire son impact avec plus de signal.

Prendre de bonnes images dépend de la relation entre les signaux - la lumière que nous souhaitons capturer - et le bruit. Nous quantifions cette relation avec ce que l'on appelle, à juste titre, le rapport signal sur bruit (S/B).

Les sources de lumière dans nos photographies incluent les photons de l'objet astronomique qui nous intéresse, mais aussi d'autres choses qui ne nous intéressent pas tant comme la pollution lumineuse et la lueur de l'air. Les électrons générés par la chaleur dans la caméra peuvent également produire une signature thermique appelée courant d'obscurité, que nous pouvons réduire avec le refroidissement et l'étalonnage de l'image sombre.

Étant donné que le signal de nos cibles choisies apparaît toujours au même endroit dans une image, il est facile de soustraire les sources de lumière indésirables telles que la lueur du ciel. Et vous pouvez réduire considérablement l'impact de certains types de bruit en augmentant la quantité de signal recueilli.

La nébuleuse du Voile - Une exposition de cinq minutes enregistre la nébuleuse du Voile sur un site du ciel sombre, mais a un faible rapport signal/bruit. Une pile de 35 expositions de cinq minutes, équivalant à 175 minutes d'exposition totale, a plus de signal et un rapport signal/bruit considérablement amélioré.
Jerry Lodriguss

Bruit

Le bruit peut avoir différentes origines, mais la principale dont vous devrez vous soucier est bruit de tir. Le bruit de grenaille provient de la variation statistique des émissions de photons d'une source au fil du temps. C'est cette variation qui conduit à l'incertitude (ou au bruit) dans le nombre de photons.

Dans une image, le bruit de tir ressemble à des taches, à des taches et à un grain semblable à du papier de verre dans des zones autrement lisses. Il est plus apparent dans les zones sombres et rend difficile la distinction des détails faibles dans les objets du ciel profond.

Le bruit de tir est incontournable dans nos images. Cela fait partie du signal lui-même et est dû à la nature quantique de la lumière. Même s'il ne peut pas être complètement éliminé, ses effets peuvent être réduits.

Signaux et bruit

Chaque fois que nous mesurons un signal, il y a toujours du bruit qui lui est associé. Ce bruit est égal à la racine carrée du signal. C'est une bonne chose car si nous recueillons plus de photons, le signal s'accumulera plus rapidement que le bruit.

Donc, la seule façon de traiter ce bruit est de le réduire en faisant la moyenne de plus de signal dans un processus connu sous le nom de empiler, où plusieurs expositions sont prises d'une cible puis combinées en un seul résultat. Lorsqu'ils sont combinés, le signal de notre cible reste le même, mais le bruit est moyenné. En effet, le signal est au même endroit dans chaque image alors que le bruit est aléatoire. Le terme empilement est une relique de l'époque de la photographie argentique, lorsque deux morceaux de film individuels étaient physiquement empilés l'un sur l'autre.

Voici un exemple de la façon dont nous améliorons le S/N dans les images numériques. Si nous comptons 100 photons, nous avons un compte de 10 pour le bruit (10 est la racine carrée de 100). Le rapport signal sur bruit est donc de 100/10 = 10.

Si nous collectons 10 000 photons, le bruit est de 100 (100 est la racine carrée de 10 000), et le rapport signal sur bruit est maintenant de 10 000/100 = 100. Ce rapport signal sur bruit plus élevé produira une bien meilleure image même si, techniquement, il a plus de bruit.

We can collect more photons with either longer individual exposures or a series of shorter exposures, which can be added or averaged together to equal a longer exposure.

When we average exposures, we reduce the noise by the square root of the total number of exposures. For example, 4 exposures will have twice the S/N of a single exposure, 9 exposures will have 3× the S/N, 100 exposures will have 10× the S/N of a single exposure, and so on. In averaging exposures, the signal stays the same in the final image, but the noise is reduced.

An image with a high signal-to-noise ratio can be more aggressively processed to bring out faint details, something we usually want to do with faint deep-sky objects.

At this point the question is often asked, can we just stack a single exposure on top of itself and get the same benefits? Unfortunately, the answer is no. This violates the “no free lunch” policy. Stacking the same image doesn’t work because the signal and the noise are in the exact same place. In different frames, noise will be in different places because it is random, so it can be averaged out.

After mastering the basics such as focusing and tracking, the single biggest thing that astrophotographers can do to improve their images is to gather more photons — either by taking longer exposures or recording more frames that can later be stacked to improve the S/N ratio.


Stars Blocked by the Moon

One technique, which gives very precise diameters but can be used for only a few stars, is to observe the dimming of light that occurs when the Moon passes in front of a star. What astronomers measure (with great precision) is the time required for the star’s brightness to drop to zero as the edge of the Moon moves across the star’s disk. Since we know how rapidly the Moon moves in its orbit around Earth, it is possible to calculate the angular diameter of the star. If the distance to the star is also known, we can calculate its diameter in kilometers. This method works only for fairly bright stars that happen to lie along the zodiac, where the Moon (or, much more rarely, a planet) can pass in front of them as seen from Earth.


That’s not noise–those are stars

There’s some spectacular new space imagery floating around the Internet and my Twitter timeline these days. And that’s good, because as the owner of a Retina 5K iMac, I am constantly on the lookout for images that are of high enough resolution to be deployed as desktop pictures.

The spectacular Hubble Space Telescope picture of Andromeda—a teeny, tiny segment of it is on this post—is a 17,384-by-5558 pixel (200MB) file that shows part of the nearby Andromeda galaxy. The dots in the image don’t represent noise in a digital photograph. As Phil Plait writes on Slate’s Bad Astronomy blog:

The entire full-res image shows something like 100 million stars. A hundred million! And you can see them, pick them out as individuals, due to Hubble’s extremely sharp vision… It’s incredible. This is an entirely different galaxy, and not only can we see individual stars in it, but hundreds of millions of them.

Then there’s the updated release of one of the telescope’s most famous images—”Pillars of Creation”—showing stars being born in the Eagle Nebula. That one’s also available as a 6780-by-7071 image (33MB).

Not only is this spectacular space imagery peering deep into the universe and allowing to better understand our place in it, but it’s enabled me to create two new items for my Desktop Pictures folder.

As I was writing this, my friend Rob Griffiths was doing the exact same thing. The needs of the Retina iMac display are powerful.

The two 5K desktop images I made from the Hubble Andromeda photo I like "right" best. https://t.co/5D4Y9afbe8 https://t.co/C4jHGvOSSD

— Rob Griffiths (@rgriff) January 7, 2015

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Are those noise or stars? - Astronomie

Why are there so many stars in the sky and what are their purpose of being there?

C'est une question intéressante. We might as well ask why there are so many trees in a forest and what are they there for. I don't think I can answer for the purpose of the stars, maybe there isn't one. If there is does that imply a higher being directing the universe? I'll leave you to decide that for yourself.

As for why there are so many stars in the galaxy - well that's the definition of a galaxy (just like you could say that the reason there are so many trees is that you are in a forest). Stars form out of giant clouds of dust and gas in galaxies. Since so many formed we can assume that it's quite easy for them to do that, or that the galaxy has been around a very long time. Probably both apply.

We actually live in a quite unpopulated area of the galaxy, almost two thirds of the way out. If we were closer to the centre there would be many more stars in the sky.

This page updated on June 27, 2015

About the Author

Maîtres Karen

Karen a été étudiante diplômée à Cornell de 2000 à 2005. Elle a ensuite travaillé comme chercheuse dans le cadre d'enquêtes sur les décalages vers le rouge des galaxies à l'Université Harvard et fait maintenant partie de la faculté de l'Université de Portsmouth dans son pays d'origine, le Royaume-Uni. Dernièrement, ses recherches se sont concentrées sur l'utilisation de la morphologie des galaxies pour donner des indices sur leur formation et leur évolution. Elle est la scientifique de projet pour le projet Galaxy Zoo.