Calaphot

La photométrie d’ouverture avec Calaphot

Calaphot est un outil d’analyse de photométrie différentielle intégré dans le logiciel libre AudeLA. Il est développé par Jacques Michelet et Olivier Thizy qui appartiennent tous deux au Club d’Astronomie de Lyon Ampère (… d’où le nom CALAphot).

Trois modes de calculs sont implémentés dans Calaphot : la modélisation d’étoiles, la photométrie d’ouverture et un calcul via l’algorithme SExtractor.

La méthode qui nous intéresse ici est la photométrie d’ouverture : le flux de l’astre est mesuré dans un disque interne et le fond de ciel est mesuré dans une couronne externe. Un des atouts de Calaphot est de pouvoir définir des ouvertures elliptiques qui s’adaptent automatiquement à la forme (FWHM) des astres à mesurer. Cette fonction est particulièrement bien adaptée aux images amateurs où les étoiles ne sont pas toujours parfaitement rondes.




Installation et configuration d’AudeLA :

Le logiciel AudeLA peut être téléchargé sur le site : http://www.audela.org/

AudeLA est multiplateforme, il fonctionne aussi bien (sinon mieux) sous Linux que sous Windows. La dernière version de Calaphot (version 7) est disponible à partir de la version 20120515 d’AudeLA (version de développement).

Après installation, il est nécessaire de configurer le répertoire de travail dans lequel se situent les images au format FIT à analyser. Pour cela : Configuration > Répertoires…

Note : veiller à ne pas utiliser de caractères spéciaux (accents, espace …) dans le chemin du répertoire de travail sous peine de voir apparaitre une erreur dans le script de recalage des images au lancement de Calaphot (Erreur libtt)


Paramétrage de Calaphot :

Calaphot est accessible depuis le menu Analyse > Courbes de lumière (Calaphot)

Note : le menu peut ne pas apparaitre lors de la première installation d’AudeLA. Il faut alors se rendre dans Configuration > Sélection des outils … et cocher Courbes de lumière (Calaphot)

Les 9 premiers paramètres sont à saisir de façon informelle, ils complèteront l’entête des fichiers résultats pour publication. Les niveaux de gris minimal et maximal doivent correspondre aux seuils de linéarité du capteur CCD utilisé. Le rapport Signal/Bruit limite permet de filtrer les images douteuses présentant par exemple un défaut de suivi ou un passage de nuages.


Note : il peut être judicieux de fixer un niveau de gris minimal négatif car, dans certaines conditions, peuvent apparaître des pixels négatifs si le fond de ciel est très noir, le temps de pose court et le bruit de la caméra élevé. La valeur du gain et du bruit de lecture de la caméra seront utilisés pour effectuer les calculs d’incertitude.


Note : il est conseillé de travailler sur des images non recalées. En effet, un rééchantillonage des pixels de l’image peut entrainer une dégradation de l’information que l’on cherche à mesurer. Calaphot est capable d’analyser le déplacement des étoiles d’une image à l’autre et de procéder ainsi à une mesure de photométrie sur les images non recalées.


Note : la fonction Reprise des objets déjà saisis se montre très utile pour rejouer le script en modifiant plusieurs paramètres sans passer par l’étape de sélection des étoiles de référence.

Les paramètres pour le mode photométrie d’ouverture impactent de façon directe la justesse des calculs. Un exemple de valeurs cohérentes est donné ci-dessous :

  • Facteur de division des pixels : 20
  • Rayon de l’ovale intérieur (en FWHM) : 2 ± 0.4
  • Rayon interne de la couronne (en FWHM) : 3.5 ± 0.5
  • Rayon externe de la couronne (en FWHM) : 5 ± 1


Exécution du script :

Après validation des paramètres généraux du script, Calaphot ouvre la première image de la série et une boite de dialogue apparait en haut à gauche de l’écran. Cette interface permet la saisie des étoiles de références qui vont être utilisées comme étalon.

Note : il est conseillé de choisir des étoiles de références de magnitude et d’indice de couleur proche de l’objet à analyser. Une analyse rapide de la qualité photométrique de ces étoiles peut être réalisée avec le logiciel Muniwin et la fonction find variables.

Pour ce faire, tracer un rectangle avec la souri autour de la première étoile de référence. La validation s’effectue en cliquant sur de bouton Ajouter une étoile de la boite de dialogue. La valeur de sa magnitude peut alors être définie.

Note : un catalogue d’étoiles suffisamment complet et homogène comme peut l’être l’USNO-A2 ou l’UCAC3 est conseillé. Ils sont tous deux disponibles à travers l’application Aladin du Centre de Données astronomiques de Strasbourg. Dans le cas où l’image n’est pas filtrée, prendre la magnitude rouge comme donnée d’entrée.

Répéter l’opération pour sélectionner les autres étoiles de références. En pratique, on utilise entre 4 et 8 étoiles de références.

L’action sur le bouton Suite du script invite à sélectionner l’objet à mesurer présent sur la première image de la série. Après validation, la dernière image de la série s’affiche, il faut alors de nouveau sélectionner l’objet à mesurer. Cette étape permet de calculer la trajectoire d’un astéroïde sur toute la série d’images.

La dernière étape du script permet d’éliminer une ou plusieurs étoiles de références précédemment sélectionnées.

Après une nouvelle action sur le bouton Suite du script, l’analyse débute et trois graphiques apparaissent sur la droite de l’écran. Le premier (en partant du haut) représente la courbe de lumière de l’objet à mesurer. Le deuxième regroupe les courbes de lumières des étoiles de référence. Enfin, le dernier graphique appelé constante des magnitudes permet de caractériser la transparence du ciel tout au long de la série d’images.




Fichiers résultats :

Lorsque le script de mesure est terminé, Calaphot génère différents fichiers résultats qui sont enregistrés dans le répertoire de travail :

  • Le format CDR est directement interprétable par le logiciel CourbRot, il est donc à privilégier pour une communication des mesures à l’astronome Raoul Behrend de l’observatoire de Genève.
  • Le fichier ETD est formaté pour être reconnu par l’Exoplanet Transit Database.
  • Le fichier CSV peut être ouvert dans un tableur, il contient plus d’information que les fichiers précédemment cités, comme par exemple la magnitude des étoiles de référence et une information sur la qualité des mesures.


Pour aller plus loin …

Le manuel d’utilisation de Calaphot est disponible sur le site de Jacques Michelet.


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