Fotometría de supernovas usando la sustracción de la mediana
Tras usar la sustracción de la mediana para identificar supernovas y novas en galaxias, se me ocurrió pensar si sería posible realizar fotometría sobre imágenes donde se hubiese sustraído la mediana de la imagen.
Comparativa de diferentes parámetros estadísticos
Primero, me propuse ver los valores de fondo de cielo y fondo de galaxia en mis imágenes. He usado imágenes de SN2025rbs del pasado verano de 2025.
Comenzamos midiendo el fondo de cielo, desplazando levemente el cursor, para ver las variaciones en las medidas.
Ahora los valores del "fondo de galaxia".
Ahora medimos sobre la supernova.
Y repetimos el proceso sobre una estrella.
La idea es comprobar como pequeños cambios de posición en las imágenes originales introducen variaciones en el valor "fondo de cielo".
En el programa gratuito SIPS podemos llegar al menú que nos permite realizar una sustracción de mediana. Nos pregunta por el radio del filtro en píxeles y el valor constante (valor pedestal) que vamos a sumar a la imagen resultante.
Al dar un valor de 10 píxeles (se han hecho pruebas con 5 y 20 píxeles) se obtiene una imagen resultante como la que sigue:
El fondo se ha homogeneizado de forma drástica, afectando levemente a la forma delas estrellas.
Quise medir como cambiaban las estrellas tras el filtro. Y podemos ver como cambian los valores de "altura" de las estrellas.
Aquí tenemos el perfil de la estrella original.
Su valor máximo decrece y su forma se "expande" ligeramente. El FHWM se mantiene prácticamente sin cambio, pero la relación señal-ruido ha mejorado en la segunda imagen.
Pero el interés de aplicar este filtro está en comprobar si se puede hacer fotometría sobre la imagen resultante. Lo primero que me propuse comprobar fue si se mantenía la linealidad de las magnitudes de las estrellas.
Tras probar varios parámetros de sustracción de mediana se constató que el valor más adecuado para esta supernova era de 10 píxeles. Y se puede comprobar como se mantiene la linealidad entre las magnitudes de las estrellas seleccionadas para medir la magnitud de la supernova.
Valores muy pequeños de radio "erosionan" mucho la imagen, mientras que valores altos tienen un efecto menor en la sustracción del fondo de la imagen.
Quise probar la eficacia del método y analicé la supernova SN2025rbs a lo largo de los meses de verano.
En esta primera gráfica está la curva resultante de utilizar la sustracción de mediana (10 píxeles) y el método seguido por FotodifSN. Los puntos verdes corresponden a usar la imágenes modificadas y medir con Fotodif de forma clásica. Los puntos azules corresponden a usar las imágenes sin modificar y aplicar el software FotodifSN.
La primera imagen se diferencia bastante en los dos métodos, aunque parece ser defecto de la propia imagen. El resto de puntos tienen un comportamiento muy parecido con leves diferencias.
Probé a seleccionar diferentes radios de fondo de cielo, en la siguiente imagen se comparan dos opciones, los puntos verdes corresponden a medir el fondo de cielo en una zona externa la galaxia (o a los restos del núcleo de galaxia que queda en la imagen) y los puntos rojos corresponden a medir el fondo de cielo, muy pegado a la zona de medición de la estrella.
Y salvo en imágenes ruidosas, el comportamiento se diferencia muy poco entre ambas mediciones.
Por último, quise comprobar mis resultados con los obtenidos en la campaña del grupo de Observadores de Supernovas y en la siguiente gráfica dejo las tres curvas.
Los puntos verdes corresponden a las medidas recopiladas por los observadores del grupo, los puntos azules son mis mediciones con FotodifSN (mismo programa que utilizan los miembros del grupo) y los puntos rojos corresponden a las mediciones sobre las imágenes con la sustracción de la mediana.
En fin, no parece muy descabellado usar el método de sustracción de mediana para aquellos casos en los que la supernova se encuentra muy cerca del centro de la galaxia.
Vaya mi agradecimiento al grupo de Observadores de Supernovas por permitirme usar sus datos en mi comparativa.
Realizar la tarea de sustraer la mediana con SIPS para un conjunto de imágenes puede ser tedioso, por ello escribí un plugin para AstroImageJ que realiza la sustracción en un conjunto de imágenes situadas en la misma carpeta.
