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Come spiegato nell’articolo dedicato alla ricerca di supernovae, una delle difficoltà maggiori che ho incontrato durante la stesura di alcune procedure era relativa alle verifiche di una ripresa tramite immagini di riferimento, i cosiddetti “Master”. La procedura non è cortissima da spiegare ma è semplice da effettuare, per cui mi scuso in anticipo se questo articolo risulterà particolarmente prolisso. Essendo un tutorial, non mi è possibile accorciare perchè ho piacere che l’argomento venga ben compreso.

La procedura tipica di una sessione di ricerca supernovae prevede che in una serata vengano rilevate immagini di (n) galassie. Dopodichè queste immagini vengono confrontate con immagini Master (chiamate anche immagini di riferimento), in modo da poter osservare immediatamente se ci sono le ambite supernovae, o tramite blinking tra le due immagini o tramite sottrazione del master alla immagine ripresa.

Questa azione, molto semplice da effettuare e che è possibile automatizzare, funziona a meraviglia a patto però di avere delle immagini di Master ben fatte e ben centrate. Nel tempo ho cercato diversi metodi per ottenerle, con non poche difficoltà per il mio livello di conoscenze (non sono un informatico e nemmeno un ricercatore). In particolare, sono tre le modalità utilizzabili per la maggiore:

a) assegnazione al ruolo di “Master” di un’immagine ripresa: in pratica, una volta rilevata una galassia, l’immagine ripresa la possiamo utilizzare come Master per le rilevazioni successive. Questo metodo non mi ha convinto, in quanto le galassie che vengono rilevate a frame singolo per un’esposizione di 60 secondi non forniscono una apprezzabile qualità e sono affette da difettosità di diverso tipo, in parte dovute dalla qualità del cielo che ovviamente non è sempre dei migliori. Inoltre si rischia che un non perfetto allineamento dell’immagine ripresa vanifichi lo sforzo di ottenere numerosi master.

b) Download dei Master da catalogo DSS durante la survay: questo metodo è simile al terzo che andrò a spiegare e che è quello che ho utilizzato. In pratica è possibile lanciare delle query ai siti di catalogo (ad esempio Symbad) ed ottenere delle immagini scaricabili. Oppure affidarsi a programmi quali “Ricerca” di Salvatore Massaro che permettono di scaricare l’immagine master di riferimento in base alla galassia puntata per un confronto diretto. Il problema di questo metodo è che allunga non di poco i tempi di ripresa tra una galassia e l’altra, e se ci si trova in osservatori non dotati di connettività adsl (come quello che frequento io) diventa molto complesso ottenerli tramite chiavetta internet USB. Ovviamente, sempre nel mio caso, il consumo di banda aumenta notevolmente al punto che si rischia di poter fare solo qualche survay al mese dopodichè bisogna aspettare di poter ricaricare i Gigabye di connettività. Impensabile. Mentre la scrittura manuale di una query impone anche la scrittura di tutte le galassie rilevate, con tanto di coordinate e campo inquadrato e se consideriamo che in una nottata è possibile arrivare a riprensere almeno un centinaio di galassie ecco che il lavoro di “verifica” diventa eccessivamente complesso; col risultato che, nel caso in cui il confronto abbia restituito un risultato positivo, probabilmente qualcuno l’avrà già scoperta e segnalata al Cbat: si arriva troppo tardi.

c) Creazione di una libreria di Master da catalogo DSS: questa ultima modalità è quella piu pratica ed efficace, ma anche la piu difficile da ottenere. Ho cercato per diverso tempo il metodo per ottenere questo risultato, riuscendoci dopo numerosi sforzi (considerate sempre il mio essere neofita, perchè sicuramente astrofili piu navigati probabilmente ci avrebbero messo meno). Il perchè è diffcile lo spiego subito: il catalogo DSS è un catalogo per immagini che si trova in un server. Questo contiene tutta la volta celeste osservabile, quindi non è possibile accedere ad un server FTP nella speranza di scaricarsi solo le immagini di galassie. Potremmo interpretare il DSS (Digital Sky Survey) in questo modo: una immagine unica di tutta la volta celeste, dove una query permette di estrarre una parte di cielo contenente un oggetto conoscendone le coordinate. Come potremmo quindi scaricare via FTP solo ciò che ci interessa?

Beh, si può in realtà fare e anche con pochi passaggi, ma bisogna un pò “studiarsi” la questione.

LA ROUTINE

La routine di azioni da intraprendere per avere una libreria di Master da tenere nel proprio Hard Disk è questa:

  • installare Linux
  • Installare Eso Batch Tool
  • Prepararsi un file con un elenco di galassie
  • Lanciare la query da riga di comando
  • Attendere lo scaricamento dei fits
  • Rinominare tutti i frame con una stringa “NGC XXXX.fit” o “IC XXXX.fit” (poi vedremo perchè)
  • convertire i frame da formato .fits a formato .jpg

INIZIAMO DA LINUX

Innanzitutto ho preferito affidarmi a Linux per l’esecuzione di questo lavoro. L’ho installato su tre pc, in modo da potere scaricare tutte le immagini di zone di cielo che contengono le galassie visibili dalla mia postazione nel corso dell’anno. Linux è fondamentale perchè per effettuare questo tipo di lavoro è opportuno affidarsi ad uno script denominato “Eso Batch Tools” che permette di lanciare delle query dal proprio pc (quindi senza dover navigare tra pagine) il quale provvederà a connettersi al server, selezionare il campo inquadrato impostato dalla query e scaricare già l’immagine Fits.

Non perderò molto tempo nella spiegazione dell’installazione di Linux, ma quello che suggerisco è utilizzare una virtual machine se non si è pratici di sistemi operativi o se non si vuole far confusione nel proprio PC.

La distribuzione che io ho utilizzato è DISTRO ASTRO, come già spiegato nell’articolo dedicato. LINK ma vanno bene tutte le distro a disposizione in questo momento.

Nota: le versioni Linux Based cambiano spesso, e con essa molti pacchetti. Può capitare infatti (come è capitato a me con altri applicativi) che certi pacchetti non possano piu essere utilizzati per questo motivo. Inoltre capita sovente che gli applicativi che si trovano vengano eliminati dalle pagine delle università perchè non piu sviluppati, ma ancora funzionanti alla perfezione . Motivo per il quale ho fatto un upload in questo sito degli Eso Batch Tools che trovate nella sezione software del blog

INSTALLARE ESO BATCH TOOL

Eso Batch Tool è uno scritp compilato per sistemi linux/unix. Questo si può scaricare alla seguente pagina:  LINK ma io per comodità li ottengo tramite comando WGET da terminale.

Iniziamo:

  • creare una cartella in una locazione a voi congeniale (va bene anche il desktop).  Aprite la cartella e cliccate col destro selezionando “Open in Terminal”. Questo vi aprirà un terminale che avrà come percorso la vostra cartella

finestra1

  • FAtto questo, è necessario acquisire i diritti di root, come super user per via del sistema di protezione. Quindi digitate “sudo su”, date invio e inserite la vostra password di sistema (che avete selezionato durante l’installazione). Bene, adesso siete super user.
  • E’ arrivato quindi il momento di prelevarsi il pacchetto. Digitate “wget http://archive.eso.org/cms/tools-documentation/dss/dss.tar.gz” e inizierà il download

download

  • A questo punto avrete nella cartella il vostro file dss.tar.gz. Molto bene.
  • Essendo un file compresso, questo va scompattato. Sempre da terminale quindi digitate “tar -xvf dss.tar.gz” e il file verrà scompattato
  • La scompattazione prevede la creazione di una cartella denominata dss contenente all’interno tutti i file del programma
  • Onde evitare di scrivervi mille pagine di semplici comandi, chiudete il terminale e navigate col mouse dentro la cartella appena creata. A noi interessa entrare nella cartella “scripts” dove troverete due file con questi nomi: dss1dsk e dss2dvd che andranno copiati con la modalità che vi spiego ora
  • Aprite nuovamente il terminale col tasto destro del mouse e acquisite nuovamente i diritti di super user (sudo su). Fatto questo digitate “cp dss1dsk /usr/local/bin/dss1” (premete invio) e poi “cp dss2dvd /usr/local/bin/dss2” premete di nuovo invio. Questa azione vi ha permesso di copiare i file all’interno della cartella “bin”, necessaria per rendere utilizzabile il programma

copyfile

  • Ora arriva la parte piu complessa. Non è difficilissimo però bisogna stare un pò attenti a quel che si fa. In buona sostanza, i file che abbiamo appena copiato (dss1 e dds2) sono scritp che contengono al loro interno istruzioni di funzionamento. Il problema è che i percorsi dove lo script dovra accedere per cercare ulteriori istruzioni non sono quelle relative alla vostra installazione e quindi dovremo andarli a modificare.
  • chiudete tutti i terminali  e tutte le cartelle
  • Col mouse aprite il filesystem

filessytem

  • Entrate nella cartella USR, poi LOCALE e infine BIN. Troverete i nostri bei file dds1 e dss2

filesystem2

  • Aprite il solito terminale, tasto destro del mouse e “open in terminal
  • Acquisite i soliti diritti da super user (Sudo Su) sennò non vi fa modificare alcunchè
  • Fatto questo, aprite l’editor di testo, in questo modo “nano dss1
  • Si aprirà quindi il file in un edito di testo come nell’immagine sotto

nano

  • Se osservate, c’è una stringa all’inizio in cui c’è scritto “setenv DSS_ROOT /your/path“. Bisogna sostituire /your/path/ con il percorso della cartella sul deskop. Nel nostro caso basta scrivere /home/fabio/Desktop/dss/dss. Per sapere il percorso preciso vi conviene aprire la cartella dss che avevate salvato sul desktop e cliccare col destro “properties“. Vi verrà mostrato il percorso, guardate l’immagine sotto.

yourpath

  • Ora, sempre rimanendo sul terminale, digitate CTRL+X e vi viene chiesto se volete salvare, rispondete con Y e invio
  • Fate la stessa cosa con il file dss2
  • siete pronti alla vostra prima query. Create una cartella sul desktop che potete chiamare a piacere perchè ci servirà per contenere le immagini, entrateci ed aprire un terminale in quella posizione
  • Digitate da terminale “dss1” e vi verrà mostrata questa schermata

dss1test

  • dove c’è il campo “Enter data first field” scriviamo i dati di un oggetto qualsiasi, in questo formato:

nomeoggetto hh mm ss  hh mm ss campo campo

NGC1333 03 29 19 +31 24 57 10 10

dove 10 10 sta per il campo in primi (10×10) Osserviamo l’immagine sotto per vedere la stringa scritta

COORDI

  • bene, se tutto è andato a buon fine avremo nella cartella appena creata sul desktop la nostra immagine. Tutto funziona.

EXTRACT

LA CREAZIONE DELLA LISTA DI GALASSIE

Ora, il pc è pronto per poter scaricare in una cartella tutte le immagini delle galassie dal catalogo DSS, ma ci avanza un problema: cioè, cercare un processo batch che ci permetta di poterle scaricare in serie, senza dover scrivere per ogni galassia il nome, le coordinate e il campo di interesse. Se consideriamo che è del tutto normale ritrovarsi con una lista di galassie osservabili contenente 1500 galassie, ecco che per forza di cose siamo costretti a dover automatizzare questa fase.

Fortunatamente Eso Batch Tools permette, sempre da riga di comando, di ottenere un download sistemico di lastre in sequenza. Questo avviene tramite la lettura di un file di testo contenente per ogni riga i campi interesati. Tutto ciò che dobbiamo fare è quindi metterci in condizione di ottenere un elecno formattato in formato testuale.

Per fare ciò, io mi sono affidato ad un file di Excel, se ne trovano diversi online, contenente il catalogo NGC composto da diverse migliaia di oggetti. Per forza di cose non mi è possbile inserire in questo articolo tutta la sequela di valutazioni che è opportuno fare per ottenere un parsing delle galassie realmente visibili dalla nostra postazione e con la nostra strumentazione, diventerebbe troppo lungo e porterebbe fuori contesto l’articolo. Suppongo quindi che abbiate già scelto un elenco di qualche centinaio di galassie e proseguo nella spiegazione.

Tutti i campi vanno formattati in modo che rimangano perfettamente scritti cosi come li vedete, ad esempio occhio ai campi di numeri dove le coordinate iniziano con zero (es.01) perchè excel potrebbe convertirli in 1. Le colonne del nostro file excel dovranno essere:

  • Nome
  • Ore
  • Minuti Ar
  • Secondi Ar
  • Gradi DEC
  • Minuti DEC
  • Secondi DEC
  • CampoX
  • Campo Y
nome ore minuti secondi gradi minuti secondi campoX campoY
NGC1333 03 29 17 31 24 17 10 10
NGC1421 etc…

Nota: purtroppo non si vedono gli ultimi due campi di questa tabella che sono campo X e campoY e contengono i valori di grandezza del campo, in numero intero. (es. 10 – 10)

Ora non vi resta che fare un’esportazione della tabella, dove i campi sono separati da spazi, e salvare in formato testuale nella cartella che conterrà le immegini.

Chiaro? Bene! Verificate inoltre che non vi siano spazi tra il prefisso del catalogo e il numero dell’oggetto. Esempio che non sia NGC 1333 ma NGC1333. E’ sufficiente un “trova – sostituisci” su excel per eliminare caratteri indesiderati.

LANCIAMO L’AUTOMATISMO

Fatto questo, siete a buon punto. E’ sufficiente lanciare il download sistemico con questa stringa

dss1 nomefile.txt

e..buonanotte. Nel mio caso ho scaricato 20.000 immagini, funzione lanciata su 3 pc e ho impiegato un venerdi e un sabato notte..pensate se dovevate farlo a mano!!

MODIFICHIAMO I NOMI DEI FILE

Ora, per evitare di intasare l’hard disk la prima cosa da fare è convertire le immagini in jpg. Questa funzione si può fare molto comodamente con diversi software, ad esempio io ho utilizzato la funzione batch di MaximDL e buona li.

La cosa invece importante è che venga formattato bene il nome dei file. Per questo mi sono affidato sempre a linux, installando gprename.

Aprite il terminale, e digitate

sudo apt-get install gprename

una volta installato sarà sufficiente digitare gprename dal terminale per avere il vostro bel software avviato con interfaccia grafica compresa.

Il funzionamento è parecchio semplice, non sto qua ad allungare ‘sto brodo 😀 , quello che è importante sapere però è che il nome dei file master dovrà essere identico al nome dei file di acquisizione, questo per permettere una verifica istantanea. Quindi, se riprendete la survey con uno script che vi genera file di ripresa denominati NGCxxxx.fit, identico dovrà essere il nome del file che abbiamo nei master (NGCxxxx.jpg)

Per i blinking, suggerisco infine l’add on SNResearch presente su MaximDL o altri applicativi di vostra preferenza.

Fine.

Durante lo studio di alcune procedure necessarie alla gestione del materiale derivante dalla ricerca di SuperNovae, è sorta l’esigenza di poter lavorare con un sistema flessibile e leggero che permettesse di accedere immediatamente a un sacco di risorse online senza dover navigare tra le miriadi di pagine Web. Inoltre, avevo bisogno di un sistema Linux che mi consentisse la ricompilazione di tutto quell’universo di script linux tipicamente scritti per consentire l’accesso alla maggior parte dei cataloghi, tra cui ad esempio gli Eso Batch Tools che ritengo una risorsa necessaria per la creazione dei file di master utili alla comparazione e blinking delle immagini di galassie rilevate durante la survay.

Mentre cercavo tra diverse distribuzioni (passando dalla ostica ArchLinux fino alla piu user friendly Ubuntu) mi sono imbattuto in una distribuzione che mi ha subito affascinato, denominata DistroAstro.

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DistroAstro è una distribuzione basata su sistema operativo Linux (in dettaglio, LinuxMint) e si può scaricare liberamente dal sito al seguente link:

Download DistroAstro

Il file in download è di tipo “Iso”, quindi è una immagine di un DVD ed ha una dimensione di circa 2 Gigabyte pertanto può essere necessaria qualche ora per scaricarla.

Come ogni distribuzione Linux, può essere installato in vari modi: o come sistema operativo unico residente nell’hard Disk, o come sistema operativo aggiuntivo da avviare tramite un Dual Boot (permettondoci cosi di scegliere se avviare il pc con Linux o con Windows) oppure se si ha una discreta disponibilità di Ram (almeno 4 giga, consigliati 8, preferibili 12) è possibile utilizzarlo molto comodamente tramite l’installazione di una virtual machine come ad esempio la famosissima Virtual Box di Oracle.

Infine è possibile anche installarlo su una chiavetta USB, tramite il programma LiLi USB Creator, che permette di rendere la chiavetta USB una periferica completamente avviabile seppur con distroastro non è possibile assegnare dei settori di allocazione per la persistenza dei propri file e impostazioni (detto in parole povere, ogni volta che si riavvia da chiavetta USB, le impostazioni saranno sempre quelle di default)

Una volta scaricato e installato nella modalità di vostra preferenza (consiglio di provarlo prima su una Virtual Machine o al massimo su una chiavetta USB non utilizzata) si può procedere all’avvio e vi troverete quindi di fronte ad un sistema operativo concepito per l’utilizzo astronomico e quindi in grado di assolvere praticamente ogni funzione relativa all’astronomia sia amatoriale che volta ad una applicazione leggermente piu “professional”.

Vediamo alcuni applicativi in dettaglio

LIBRERIA INDI

Avete presente Ascom?

Bene…questa è la versione “Linux” (e Mac) di Ascom. Quindi questa libreria permette di collegare al pc e pilotare una montatura (Meade, Skywatcher et simila), compresa la remotizzazione di una cupola e supporto per focheggiatori o ruote porta filtri. (Sempre se si ha a disposizione il driver Linux, normalmente fornito dal costruttore o compilato da altri utenti)

Inoltre permette di gestire numerosi CCD di marche conosciute, quali SBIG, Apogee, FLI, e Starlight Xpress, e comuni webcam astronomiche comeMeade DSI e LPI, e Celestron NexImage..se non ricordo male si dovrebbe trovare qualcosa anche per le famigerate Zwo Asi.

Ovviamente è sempre tramite questa libreria che si possono connettere i vari planetari presenti all’interno della distribuzione, come ad esempio il famoso Cartes du Ciel

PLANETARI

celestiaLa distribuzione si presenta già con i planetari pronti ad essere utilizzati, oltre a Cartes Du Ciel, è presente NightShade Legacy che è molto simile a Stellarium. Inoltre è presente il bellissimo Celestia, software che permette un viaggio interstellare in 3D, consentendoci cosi di navigare tra astri e costellazioni. Non semplicissimo da utilizzare ma assolutamente divertente e di grande impatto. Ho trovato interessante ad esempio “volare” verso Orione per scoprire come in realtà gli astri della cintura siano molto distanti tra loro perdendo cosi la forma che vediamo dal nostro punto di vista.

Divulgatori, fatevi avanti!

ASTROFOTOGRAFIA

Distro Astro include strumenti per l’astrofotografia. Fornendo strumenti come KStars, Ekos, INDI, e Astrometry.net, è possibile gestire una ic1396_with_ekos_indi_pixinsight_linuxcompleta sessione di astrofotografica dotata di autoguida, autofocus, correzione allineamento polare, plate solving, dithering, e cattura dei video con supporto software per la ruota portafiltri. Ad esempio il software Capture wxAstroCapture è stato scritto specificamente con l’astrofotografia. Inoltre sono presenti strumenti per le elaborazioni di mmagini, come Registax, Iris, e GCX che permettono gli stack dei frame. Ulteriori strumenti come iMerge, Gimp, e ImageMagick sono inclusi per il post-processing.

 

RICERCA ASTRONOMICA

ds9_imexamE qua viene “il bello”. Sono presenti potentissimi strumenti di analisi dei da Io ho trovato molto itneressante il trittico IRAF, XImtool, e SAOImage DS9 che consentono la riduzione e l’analisi dei dati astronomici. E ‘compatibile con gli strumenti di altri ricercatori, come AIPS, AIPS, CASA, CIAO, IDL, o GDL anche se questi non sono inclusi per impostazione predefinita e pertanto vanno compilati e installati. P I repository aggiuntivi contengono librerie quali SciPy, CosmoloPy, APLPy, PyEphem e OSCAAR della NASA, che può essere installato tramite il comando “sudo apt-get Install” da terminale. E’ presente un resolver di coordinate interattivo con convertitore nei diversi metodi (J2000 etc..) oltre ad un software molto utile per la creazione di mappe stellari. Inoltre è presente un calcolatore di orbite.

Finita? Non qua…abbiamo a disposizione un software che consente la predizione dei passaggi satellitari e di meteoriti, un calcolatore di eventi che permette di stampare tutto ciò che avviene nel cielo tra due date impostate dall’utente e tanto altro.

…utile anche per la divulgazione!

E per concludere la rassegna, Distroastro diventa particolarmente utile anche per la divulgazione. Oltre al meraviglioso Moon Atlas, è presente programma che mi ha particolarmente sorpreso per il suo aspetto divulgativo. Il nome è semplice e fa capire tanto…si chiama “Where is M13?” In pratica è un visualizzatore di distanze. Permette con pochi click di scegliersi un oggetto del catalogo NGC o Messier e vedere su due piani dove si trova rispetto al nostro punto di osservazione. Una immagine val piu di 1000 parole, ecco una serie di oggetti selezionati che vengon o mostrati in due metodi che permettono di comprendere effettivamente dove si trovano.

WinGalaxyView

CONCLUSIONI SU LINUX

Una volta un tizio un pò sciocco mi disse “tu saresti un bravo studioso ma un cattivo insegnante” 😀 Questo perchè normalmente cerco di essere chiaro e di non creare false illusioni. Il perchè mi riferisco a questa stupidaggine per concludere l’articolo è presto detto…non è tutto oro quel che luccica e se si intende affrontare da subito un sistema Linux per ottenere configurazioni “avanzate” delle periferiche, beh…siate consapevoli 😀

Ad esclusione dell’utilissima e semplicissima funzione “didattica” formata da software “click & go” (e quindi di enorme pregio per tutti coloro che fanno divulgazione), ritengo che qualora si vogliano effettuare studi approfonditi o si desideri utilizzare questo sistema operativo per fare astrofotografia, si renda opportuno dedicare un minimo di studio e di attenzione nelle fasi di configurazione dei driver. Diversamente dai sistemi Microsoft, dove ci siamo abituati a installare tutto con un click,nelle distribuzioni Linux è obbligatorio armarsi di un pò di pazienza all’inizio e comprenderne le logiche e i comandi da fornire al terminale in modo da poterne sfruttare le potenzialità. Al momento ho utilizzato molto bene i driver INDI per pilotare la montatura tramite Carte Du Ciel, ho utilizzato MERAVIGLIOSAMENTE le parti relative alla ricerca e sono riuscito ad ottenere un metodo valido per ricavarmi i master di comparazione per le survay tramite la ricompilazione di una utilty ESO. Ma non l’ho mai utilizzato per fare astrofotografia, quel che so è che ad esempio esiste un driver per il mio ccd (Moravian G2-8300) ma ancora non ho avuto tempo di compilarlo a dovere e di farlo quindi funzionare.

Il motivo per cui consiglio comunque di prenderci la mano e di provarlo ha piu argomentazioni: innanzitutto, la maggior parte di script che sfruttano i cataloghi messi a disposizione dalle università sono scritti in Linux (o Unix) ad esempio Astrometry.net, Eso Batch Tools etc. Inoltre può essere utile avere una partizione di emergenza qualora windows faccia i capricci e non si voglia perdere la nottata tra aggiornamenti e problematiche di .dll che ogni tanto vanno in crash.

Infine, utilizzare Linux è sempre un bel passaporto per capire in realtà cosa si nasconde dietro ad un computer e quindi lo ritengo “intrinsecamente” didattico.

Buono studio e provateci senza timore…

Non si rompe.

Mai. 😀