Sommerprosjekt: Programvare

For å behandle observasjonelle data trengs spesielle programvarepakker. Her går jeg gjennom programvaren jeg skal bruke i sommerprosjektet mitt.

Jeg har tidligere skrevet om hvilke galakse jeg skal se nærmere på i sommer og hvilke observasjonsdata jeg skal bruke. Men for å få gjort noe fornuftig med disse dataene, må jeg ta datamaskinen til bruk, som innebærer å gjøre litt programmering på egenhånd. Programmering er heldigvis veldig gøy! Denne gangen skal jeg riktignok bruke en del programvare som jeg ikke har brukt før, så det er mye å sette meg inn i.

Det mest frustrerende med å bruke ny programvare er installeringsprosessen. Det synes alltid å være et eller annet problem som gjør at det ikke fungerer som det burde på min maskin. Og som regel er installasjonsinstruksjonene skrevet for folk som er vant til å drive med slike ting.

Når installeringen omsider gikk i boks og jeg kunne oppleve et øyeblikks lykke, kom selvsagt neste hindring: Hvordan i all verden skal programvaren brukes? Dette er slike typer programvare hvor jeg må skrive kommandoer i terminalvinduet, og da trenger jeg jo å vite hva det er jeg faktisk skal skrive for noe. Det er det som regel skrevet ganske kortfattet om … Så jeg har mailet en del med Hubbleteleskopet sin help desk, for å si det sånn. Og der fikk jeg vite helt essensielle ting for å få ting til å fungere som ikke står noen andre steder (!).

Her er en introduksjon av programvarene jeg skal bruke:

Bildebehandling: IRAF m.m.

Til bildebehandlingen jeg skal bruke IRAF (Image Reduction and Analysis Facility) som egentlig er en pakke med mange forskjellige programvarepakker som jeg har bruk for når jeg skal studere astronomiske data i form av bilder. IRAF er utviklet av National Optical Astronomy Observatory (NOAO) i USA og kan installeres gratis og er tilgjengelig for alle operativsystemer. Hvis du har lyst på IRAF selv, er det letteste å laste det ned i form av Ureka eller gjennom Anaconda.

Bilde av galaksen «min» i IRAF.

Jeg skal bruke PyRAF som er en slags blanding av Python og IRAF hvor jeg har tilgang til IRAF-pakkene, men kan programmere i språket Python. Og det er superdupert, for Python er jo det programmeringsspråket jeg kan best!

I PyRAF ligger Hubbleteleskopet sine egne bildebehandlingspakker som er skreddersydd for å behandle data samlet inn av Hubbleteleskopet. Disse pakkene tar seg av de grunnleggende delene av bildebehandlingen som jeg skal gjøre (mer om det siden!). Men jeg trenger noen flere pakker i tillegg til disse Hubblepakkene for at bildebehandlingen skal bli best mulig:

L.A. Cosmic

L.A. Cosmic er et program som fjerner kosmisk stråling fra et astronomibilde. Kosmiske stråler er høyenergiske partikler som treffer detektoren mens den tar bilder, men som ikke har noe med objektet som er avbildet å gjøre. Jeg ønsker derfor å fjerne dem, slik at de ikke ødelegger for det jeg skal gjøre videre.

Når programvaren får panikk!
Drizzlepac

Det siste steget i bildebehandlingen er AstroDrizzle, som er en del av Drizzlepac. Det denne programpakken gjør,  er å fjerne såkalte geometriske forvrengninger som kameraet påfører bildene av galaksen, for deretter å kombinere de seks bildene jeg har av galaksen som er tatt med ulike eksponeringstider til å bli ett bilde.

Etter å ha vært gjennom alle stegene ovenfor, skal jeg sitte igjen med et bilde som er renset opp, og som er fri for kosmisk stråling og geometriske forvrengninger 😀 Og da kan jeg endelig begynne med den faktiske modelleringen!

Modellering: TinyTim & GALFIT

GALFIT er et program som kan brukes til å lage en 2D-modellering av galaksen etter at jeg er ferdig med å behandle bildene. Målet er å modellere galaksens utseende ved hjelp av kjente funksjoner slik at jeg kan plukke galaksekjernen og resten av galaksedisken fra hverandre og se på dem som to separate objekter.

Fra venstre: 1) en faktisk galakse, 2) modellen av galaksen lagd i GALFIT, 3) bildet av den faktiske galaksen minus modellen viser hvor mye av galaksestrukturen som modellen ikke klarte å fange opp. Bilde: INSPIRE HEP

Men for å gjøre det, må jeg først bruke et program som heter TinyTim, som gir meg data som jeg kan mate inn i GALFIT. Det TinyTim gjør, er å modellere den såkalte punktspredningsfunksjonen (kjent som «point-spread function» eller PSF). PSF-en beskriver hvor godt et teleskop klarer å fotografere en punktkilde. En punktkilde er for eksempel en stjerne. I en perfekt verden ville teleskopet ha klart å avbilde stjernen som en perfekt prikk, men slik er det dessverre ikke. Stjernen vil bli litt «smurt utover», og PSF-en beskriver denne «utsmøringen». Hvis vi kjenner PSF-en kan vi dermed ta vekk denne effekten og få et bilde som er mye nærmere hvordan det faktiske objektet ser ut!

Illustrasjon: Wikipedia Commons

Jeg skal skrive mer om GALFIT og modelleringen etterhvert som jeg får testet det ut. Jeg har nemlig ikke kommet helt dit ennå. Akkurat nå sitter jeg litt fast et sted midt imellom L.A. Cosmic og Drizzlepac

* * *

Les mer om sommerprosjektet:

Hovedbilde: Bakgrunnsbildet viser NGC 5548 fotografert av Hubbleteleskopet, hovedfonten er Ali, sekundærfonten er Myriad Pro, designet av meg

Relaterte innlegg

Legg inn en kommentar