L'espectroscòpia del trànsit és una tècnica que s'utilitza per a estudiar l'atmosfera d'un exoplaneta.
Durant el trànsit, els discos del planeta i la seua estrela se solapen. Mentre que una part de la llum estel·lar es troba bloquejada pel cos del planeta, una altra part, més xicoteta, es filtra a través de la seua atmosfera.
El resultat final de l'anàlisi de les dades consisteix en el que es diu "corba de llum".
I ací anem a treballar, justament en projectes com ExoClock, un projecte de fotometria d’exoplanetes, on milers d'astrònoms amateurs fan servir càmeres d’ús general per a capturar i analitzar els trànsits d'exoplanetes. El tema de la linealitat és clau per garantir que les mesures de brillantor siguen fiables.
Fotometria de trànsits d'exoplanetes
Quan observem un trànsit d’exoplaneta, el que vols aconseguir és una corba de llum (light curve) prou precisa com per veure la caiguda de brillantor de l’estrella quan el planeta passa per davant.
Per aconseguir-ho, no n’hi ha prou amb mirar només el moment del trànsit: cal tenir bones dades abans i després per establir la línia base.
El que es farem normalment per a participar de la fotometria dels trànsits d'exoplanetes serà:
1. Treballarem dins la zona lineal del sensor
Encara que el sensor tinga punts de no-linealitat al voltant d’1 s o a prop de la saturació, la major part del rang de senyal és força lineal si no s’apropa al full well (que és la capacitat màxima d'electrons que poc enmagatzemar un píxel).
- En la pràctica: mantenir les estrelles d’interès a valors ADU entre un 30% i un 60% de la escala màxima.
Per exemple, si la càmera és de 14 bits (0–16383 ADU), la gent procura que les estrelles clau no passen de 8000–10000 ADU.
En la documentació de la web del projecte Exoclock recomanen fer servir un filtre roig (R), però també accepten filtres de Luminància si les captures i calibracions estan bé. Rodrigo Castillo, un company de la SAC, fa captures de trànsits també per al projecte ExoClocki no fa servir un filtre R sinó un L.
2. Calibrar bé amb darks, flats i bias
La meua càmera és una càmera monocroma, l'ASI294MM Pro. Els flats són especialment delicats amb la ASI294MM Pro, perquè és on més es nota la no-linealitat si es fan molt curts (<1 s).
Per això molts aficionats que col·laboren en ExoClock recomanen:
Flats d’1–2 s mínim per evitar la zona conflictiva de temporitzador curt.
Ajustar la llum de la pantalla o flat box per aconseguir la mitjana d’ADU correcta sense haver d’usar exposicions massa curtes.
3. Configuracions estables i repetibles
En fotometria d’exoplanetes no busques imatges boniques, sinó consistència:
- Guany (gain) fix i documentat.
- Temperatura del sensor fixada (per exemple –10 °C o –20 °C).
Cal evitar saturació en cap estrella de la corba de llum ni de les estrelles de referència.
4. Reducció de dades al pipeline d’ExoClock
El pipeline de processat d’ExoClock treballa amb els teus fits calibrats i fa la fotometria diferencial. Sempre que la imatge siga estable i lineal dins del marge útil, encara que la càmera no siga perfecta, el sistema pot obtenir corbes de llum correctes.
5. En resum, quan anem a la pràctica de la fotometria de trànsits:
- Començarem una hora o una hora i mitja abans del trànsit, farem tot el trànsit i després continuarem una hora o una hora i mitja més. Per exemple, si el trànsit és a les 22h i dura un ahora, començarem a les 20:30h i acabarem a les 00:30h, sempre fent lights amb el mateix gain i exposició.
- No crearem flats molt curts (<1 s).
- Mantenir ADU al voltant del 50% de la dinàmica màxima.
- Evitarem la saturació a tota costa.
- En fotometria, evitarem sempre el "dithering", hem de centrar-nos en l'estabilitat.
- Si hi ha meridian flip, intentarem que no caiga dins del cos del trànsit; si és inevitable, reprén de seguida amb els mateixos paràmetres.
- Airmass: idealment l’objecte >30° d’altura i, si pots, evita el tram més baix del trànsit.
- Enfoc: fes focus al principi i desenfoca lleugerament (PSF de 2–4″ o un “donut” suau) per repartir la llum i reduir scintillation/saturació.
- La càmera refrigerada a -10C o -15C, o menys si pots.
Si treballes així, la càmera és prou lineal per a la fotometria que demana ExoClock.Per això molta gent publica sense problema FITS d’aquestes càmeres: perquè, tot i que no siguen tan "perfectament lineals" com una CCD científica, si treballes dins de la zona segura, les dades són més que suficients per a generar corbes de llum vàlides.
PARÀMETRES DE CAPTURA RECOMANATS AMB L'ASI533MC PRO
- Temps d’exposició; 60–120 s és un bon rang.
Ajusta per a que l’estrella objectiu quede al voltant del 50–70% del pic del sensor (uns 30k–40k ADU, com a màxim, en 16 bits). En cel Bortle 8, probablement 90 s serà un bon punt de partida.
- Guany: Posa’l a Gain 100 (la “Unity Gain” de la 533MC), perquè tens un bon compromís entre rang dinàmic i soroll.
- Refrigeració: Mantén el sensor a −10 °C o −15 °C, estable tota la sessió. Fes una biblioteca de darks a la mateixa temperatura i temps d’exposició.
- Enfoc: Fes focus, i després desenfoca lleugerament (FWHM de ~2–3″ o estrelles “suavetes” però no solapades). Això redueix scintillation i errors de píxel.
- Cadència: No faces pauses entre captures → captura contínua. Amb 90 s + temps de lectura (2–3 s), tindràs ~1 punt cada 95 s, suficient per a trànsits d’hores.
- Dithering: NO dithering. Mantín l’estrella objectiu als mateixos píxels tota la sessió. Si pots, fes guiding lleuger per estabilitzar la posició.
PROCÉS DESPRÉS DE CAPTURAR AMB L'ASI533MC
- Fes darks i flats (molt importants a Bortle 8, perquè la 533 té patró de “amp glow” i a més tens gradient de fons).
- Amb la 533MC tindràs precisions de l’ordre de 3–5 mmag per punt en estrelles de mag ~11–12, suficient per veure trànsits de 1% o més.
LIMITACIONS AMB AQUEST SETUP
- Sense filtre → treballes en banda ampla (RGB mesclat). Això et dona més flux → més SNR, però també una mica més de dispersió atmosfèrica. Tot i això, amb el teu Bortle 8 i un 8" → cap problema.
- Magnituds pràctiques: pots aspirar a estrelles fins a ~12 mag amb bona precisió; més febles ja costa.
- Trànsits bons per començar: planetes “hot Jupiters” amb profunditats de ≥1%.
Resumint per al C8 + ASI533MC en Bortle 8, sense filtres:
Temps: 90 s
Gain: 100
Temp sensor: −10 °C
Darks + flats (obligatoris)
Sense dithering
Durada sessió: −1 h abans + trànsit complet + +1 h després
