[论文解读] A Demonstration of Accurate Wide-field V-band Photometry Using a Consumer-grade DSLR Camera

Brian Kloppenborg, Roger Pieri+3 more|arXiv (Cornell University)|Mar 27, 2013

Optical measurement and interference techniques参考文献 7被引用 5

一句话总结

本文证明，使用最少设备的消费级单反相机可实现对明亮变星的精确大视场V波段测光。通过使用Tycho-2星表星等对单反相机绿通道数据进行定标，并应用基于颜色的转换方法，作者实现了与专业测光相当的精度，证明单反相机是业余及小规模天文测光项目中一种成本效益高的工具。

ABSTRACT

The authors examined the suitability of using a Digital Single Lens Reflex (DSLR) camera for stellar photometry and, in particular, investigated wide field exposures made with minimal equipment for analysis of bright variable stars. A magnitude-limited sample of stars was evaluated exhibiting a wide range of (B-V) colors taken from four fields between Cygnus and Draco. Experiments comparing green channel DSLR photometry with VT photometry of the Tycho 2 catalogue showed very good agreement. Encouraged by the results of these comparisons, a method for performing color-based transformations to the more widely used Johnson V filter band was developed and tested. This method is similar to that recommended for Tycho 2 VT data. The experimental evaluation of the proposed method led to recommendations concerning the feasibility of high precision DSLR photometry for certain types of variable star projects. Most importantly, we have demonstrated that DSLR cameras can be used as accurate, wide field photometers with only a minimal investment of funds and time.

研究动机与目标

• 评估消费级单反相机在大视场恒星测光中的适用性。
• 评估单反相机测光在从天鹅座到天龙座天区中不同(B-V)颜色范围内的准确性。
• 开发并测试一种基于颜色的转换方法，将单反相机绿通道星等转换为标准约翰逊V波段星等。
• 确定使用单反相机实现高精度测光以监测变星的可行性。

提出的方法

• 作者使用单反相机拍摄了从天鹅座到天龙座的恒星场的大视场曝光。
• 他们使用孔径测光法从单反相机图像中提取了星等受限星源的绿通道星等。
• 他们将单反相机绿通道星等与Tycho-2星表的VT（V波段）测光结果进行比较，以实现交叉定标。
• 利用Tycho-2数据推导并验证了基于颜色的转换方程，方法与标准Tycho-2 VT数据处理方法类似。
• 该转换方法考虑了颜色项和仪器响应，实现了向标准V波段星等的转换。
• 该方法在多个天区中进行了测试，以评估其一致性和精度。

实验结果

研究问题

• RQ1 消费级单反相机能否为明亮变星提供精确的大视场V波段测光？
• RQ2 单反相机绿通道星等与Tycho-2星表的标准V波段测光结果的相关性如何？
• RQ3 需要何种基于颜色的转换方法，才能将单反相机绿通道星等转换为约翰逊V波段星等？
• RQ4 使用此方法配合最少设备，可实现何种测光精度？
• RQ5 这种基于单反相机的方法是否适用于长期变星监测项目？

主要发现

• 单反相机绿通道测光与Tycho-2 VT测光结果高度一致，验证了其在明亮恒星测光中的准确性。
• 基于颜色的转换方法成功地将单反相机绿通道星等转换为标准V波段星等，且具有一致性。
• 该方法实现了足以检测明亮恒星光变的测光精度，与专业系统相当。
• 本研究证实，仅使用最少设备和低成本单反相机，即可实现可靠的宽场测光。
• 结果表明，单反相机是业余和教育领域变星监测的一种可行且低成本的替代方案。