Οδηγός χρήσης του προγράμματος HOPS
Προαπαιτούμενα
  1. Ένας υπολογιστής με οποιοδήποτε από τα βασικά λειτουργικά συστήματα: Windows, MAC OSX or Linux.
  2. Ελάχιστη μνήμη RAM των 4 GB.
  3. Ελάχιστος διαθέσιμος χώρος στον δίκο 4 GB για την εγκατάσταση της Python και του HOPS.

Εγκατάσταση Python
Εάν έχετε την Python εγκατεστημένη στον υπολογιστή σας, μπορείτε να παραλείψετε αυτό το βήμα. Διαφορετικά:
  1. επισκεφτήτε την σελίδα της ANACONDA,
  2. πατείστε “Download” κάτω από την έκδοση Python 3.7.
Προσοχή για όσους χρησιμοποιούν Windows, κατά την εγκατάσταση, προσέχετε:
  1. να γίνει εγκατάσταση μόνο για εσάς, όχι για όλους τους χρήστες (όπως συστήνεται),
  2. να επιλέξετε τον φάκελο της προτίμησής σας (εάν η προεπιλογή δεν είναι διαθέσιμη),
  3. να προστεθεί η python σαν μεταβλητή σου συστήματος (παρά το γεγονός ότι δεν συστήνεται).

Εγκατάσταση HOPS
Εάν έχετε το HOPS εγκατεστημένο στον υπολογιστή σας, μπορείτε να παραλείψετε αυτό το βήμα. Διαφορετικά:
  1. κατεβάστε το πρόγραμμα από το GITHUB,
  2. αποσυμπιέστε το αρχείο "hops-master.zip",
  3. double click on one of the appropriate files inside the subfolder "hops", depending on your operating system: "linux_installer.sh", "osx_installer.command", or "windows_installer.cmd",
  4. μετά την εγκατάσταση, θα πρέπει να έχει δημιουργηθεί ένα εκτελέσιμο αρχείο με το όνομα "hops" ("hops.cmd" για Windows, "hops.sh" για Linux, "hops.command" για MAC OSX) στην επιφάνεια εργασίας σας.
  5. κάντε διπλό κλικ στο κτελέσιμο αρχείο με το όνομα "hops" ("hops.cmd" για Windows, "hops.sh" για Linux, "hops.command" για MAC OSX) για να εκεινήσετε το πρόγραμμα.
Για τους χρήστες Windows, εάν τον αρχείο windows_installer.cmd δεν λειτουργήσει, πιθανότατα δεν έχει γίνει σψστή εγκατάσταση της Python ως μεταβλητής του συστήματος, είτε επειδή δεν ακολουθήσατε σωστά το τελευταίο βλημα της εγκατάστασης της Python, είτε επειδή δεν εγκαταστήσατε την Python μέσω της Anaconda. Σε αυτήν την περίπτωση, είτε προσπαθήστε να εγκαταστήσετε τηςν Python ξανά μέσω της Anaconda, είτε προσθέστε την Python στις μεταβλητές του συστήματος.

Ανάλυση δεδομένων

Έχουμε δημιουργήσει ένα βίντεοπου δείχνει βήμα προς βήμα τη διαδικασία ανάλυσης δεδομένων. Η επεξήγηση ακολουθεί παρακάτω:


1 / 32
2 / 32
3 / 32
4 / 32
5 / 32
6 / 32
7 / 32
8 / 32
9 / 32
10 / 32
11 / 32
12 / 32
13 / 32
14 / 32
15 / 32
16 / 32
17 / 32
18 / 32
19 / 32
20 / 32
21 / 32
22 / 32
23 / 32
24 / 32
25 / 32
26 / 32
27 / 32
28 / 32
29 / 32
30 / 32
31 / 32
32 / 32



1. Εκκίνηση του προγράμματος
Κάνουμε διπλό κλικ στο εκτελέσιμο αρχείο με το όνομα hops, που δημιουργήθηκε στην επιφάνεια εργασίας μας κατά την εγκατάσταση. Την επόμενη φορά που θα τρέξουμε το πρόγραμμα, όλες οι επιλογές μας θα εμφανίζονται ως προεπιλογή.

2. Επιλογή φακέλου
Το πρώτο παράθυρο που εμφανίζεται στη οθόνη, είναι αυτό στο οποίο επιλέγουμε τον φάκελο με τα δεδομένα μας. Πατώντας το κουμπί δίπλα από την ένδειξη “Directory” ανοίγει ένα παράθυρο αναζήτησης μέσω του οποίου μπορούμε να επιλέξουμε τον φάκελο της αρεσκείας μας.

3. Επιλογή εικόνων πεδίου και reduction frames
Στο ίδιο παράθυρο καλούμαστε να δώσουμε τα αναγνωριστικά των ονομάτων (name identifiers) των διαφορετικών τύπων αρχείων (εικόνες πεδίου, bias frames, dark frames, flat frames) στα αντίστοιχα κελιά εισαγωγής δίπλα από τις ενδείξεις:
  • Name identifier for observation files
  • Name identifier for bias frames
  • Name identifier for dark frames
  • Name identifier for flat frames
Θα διαπιστώσουμε ότι τα κελιά εισαγωγής είναι ήδη συμπληρωμένα. Οι επιλογές αυτές είναι είτε οι συνηθισμένες για τα δεδομένα του Χολομώντα ή, σε περίπτωση που έχουμε αναλύσει τα συγκεκριμένα δεδομένα στο παρελθόν, οι τελευταίες τιμές που χρησιμοποιήσαμε. Δίπλα από κάθε κελί υπάρχει η ένδειξη για το πόσα αρχεία από τον κάθε τύπο υπάρχουν μέσα στον φάκελό μας, δεν μπορούμε να προχωρήσουμε αν οι εικόνες του πεδίου είναι 0 (για τα υπόλοιπα αρχεία δεν υπάρχει αυτός ο περιορισμός). Για την διευκόλυνσή μας, υπάρχει το κουμπί “Show files” η οποία ανοίγει ένα παράθυρο-λίστα με τα ονόματα όλων των αρχείων μέσα στον φάκελό μας.

4. Επιλογή συντεταγμένων πεδίου
Το πρόγραμμα αυτόματα προσπαθεί να εντοπίσει τις συντεταγμένες πεδίου και εμφανίζει το αποτέλεσμα δίπλα στην ένδειξη “Detected target RA DEC”. Αν το πρόγραμμα δεν εντοπίσει αυτόματα τις συντεταγμένες πεδίου θα πρέπει να εισάγουμε τις συντεταγμένες στο κελί εισαγωγής δίπλα στην ένδειξη “Manual target RA DEC” (σύμφωνα με το παράδειγμα hh:mm:ss +/-dd:mm:ss). Αν το πρόγραμμα εντοπίσει αυτόματα τις συντεταγμένες πεδίου αλλά εμείς δεν επιθυμούμε να τις χρησιμοποιήσουμε, μπορούμε να αποεπιλέξουμε την επιλογή “Use detected values” και να εισάγουμε τις συντεταγμένες στο κελί εισαγωγής δίπλα στην ένδειξη “Manual target RA DEC” (σύμφωνα με το παράδειγμα hh:mm:ss +/-dd:mm:ss).

5. Επιλογή των Heaer keywords
Τέλος, καλούμαστε να δώσουμε ορισμένα header keywords (σχετικά με τον χρόνο έκθεσης, την ημερομηνία παρατήρησης και την ώρα παρατήρησης) στα αντίστοιχα κελιά εισαγωγής δίπλα από τις ενδείξεις:
  • Exposure time header keyword
  • Observation Date header keyword
  • Observation Time header keyword
Και πάλι, θα διαπιστώσουμε ότι τα κελιά εισαγωγής είναι ήδη συμπληρωμένα, ακολουθώντας την ίδια λογική με πριν. Δίπλα από κάθε κελί υπάρχει μια ένδειξη που επιβεβαιώνει ότι το συγκεκριμένο header keyword υπάρχει μέσα στα αρχεία μας, δεν μπορούμε να προχωρήσουμε αν δεν έχουν εντοπιστεί όλα τα keywords. Και πάλι για την διευκόλυνσή μας, υπάρχει το κουμπί “Show header”, στο κάτω μέρος του παραθύρου, το οποίο ανοίγει ένα παράθυρο-λίστα με όλα τα header keywords και τις τιμές τους σε μια από τις εικόνες του πεδίου.

* Σημείωση: Πολλές φορές στα αρχεία .fit η ημερομηνία και η ώρα βρίσκονται στο ίδιο header keyword. Όταν εισάγουμε το header keyword της ημερομηνίας, το πρόγραμμα αυτόματα εντοπίζει αν αυτό περιλαμβάνει και η ώρα, και απενεργοποιεί το κελί εισαγωγής του header keyword της ώρας

6. Reduction and alignment
Εφόσον πατήσουμε στο κουμπί με την ένδειξη “REDUCTION & ALIGNMENT” το πρόγραμμα εκτελεί αυτές τις διαδικασίες: καθαρισμού (reduction) και ευθυγράμμισης (alignment) των εικόνων του πεδίου. Αρχικά μας εμφανίζει ένα παράθυρο με το ποσοστό ολοκλήρωσης του καθαρισμού των εικόνων (δεν απαιτείται να κάνουμε κάτι εδώ).

Έπειτα, εμφανίζεται ένα παράθυρο που μας δείχνει τα counts τους ουρανού σαν συνάρτηση του χρόνου. Αυτό μας βοηθά να εντοπίσουμε κατεστραμμένες εικόνες πεδίου και να τις αποκλείσουμε από τη συνέχεια της διαδικασία. Για να δούμε μια εικόνα κάνουμε διπλό κλικ πάνω στο σημείο του διαγράμματος που μας ενδιαφέρει (ένα κόκκινο βέλος θα δείχνει το σημείο). Για να το αποκλείσουμε ως κατεστραμμένο κάνουμε διπλό δεξί κλικ (το σημείο θα γίνει κόκκινο). Για να το από επιλέξουμε κάνουμε και πάλι διπλό δεξί κλικ (το σημείο θα γίνει μαύρο πάλι).

Τέλος, ένα παράθυρο με το ποσοστό ολοκλήρωσης της ευθυγράμμισης των εικόνων θα εμφανιστεί. Στο παράθυρο αυτό βλέπουμε επίσης πως εντοπίζονται οι θέσεις συγκεκριμένων αστέρων αναφοράς στο πεδίο. Αν κάποια εικόνα είναι κατεστραμμένη και η εύρεση των αστέρων αναφοράς αδύνατη, το πρόγραμμα θα μας ρωτήσει αν επιθυμούμε να την αποκλείσουμε από τη συνέχεια της διαδικασίας. Αν κάποια εικόνα είναι πολύ κουνημένη ή ανεστραμμένη, πάλι το πρόγραμμα θα μας ρωτήσει αν θέλουμε να την αποκλείσουμε, εκεί πρέπει να επιλέξουμε την επιλογή “ΝΟ”.

7. Επιλογή στόχων - Φωτομετρία
Όταν ολοκληρωθεί η ευθυγράμμιση των εικόνων ανοίγει ένα νέο παράθυρο με τίτλο “Photometry” στο οποίο μπορούμε να επιλέξουμε τον αστέρα που μελετάμε -Target-, καθώς και τους αστέρες σύγκρισης – Comparison1,2,3...κ.ο.κ - . Στο παράθυρο αυτό επιλέγουμε το εικονίδιο “show FOV” για να εμφανιστεί το παράθυρο με την αρχική εικόνα του πεδίου.

Για να ορίσουμε έναν αστέρα (τον Target για παράδειγμα) πρέπει πρώτα να τον επιλέξουμε από τη λίστα στο παράθυρο “photometry”. Έπειτα πρέπει να κάνουμε διπλό κλικ πάνω στον αστέρα στην εικόνα του πεδίου (παράθυρο FOV). Μπορούμε να μεγεθύνουμε το πεδίο πατώντας κλικ στον μεγεθυντικό φακό που βρίσκεται κάτω αριστερά. Η μεγέθυνση διευκολύνει την επιλογή των αστέρων. Για να επιστρέψουμε την εικόνα πεδίου στις αρχικές διαστάσεις (χωρίς μεγέθυνση) πατάμε κλικ στο εικονίδιο με το σπιτάκι που βρίσκεται κάτω αριστερά. Εάν θέλουμε να αντικαταστήσουμε τον αστέρα (ίσως επειδή κάναμε λάθος), μπορούμε να κάνουμε διπλό κλικ πάνω σε κάποιον άλλον αστέρα. Εάν θέλουμε να διαγράψουμε την επιλογή μας, μπορούμε να κάνουμε διπλό κλικ έξω από τα όρια της εικόνας (αλλά πάντα μέσα στο παράθυρο).

Η επιλογή της θέσης γίνεται αυτόματα και εμφανίζεται δίπλα από το όνομα του αστέρα. Δίπλα από την θέση του αστέρα υπάρχει ένα κουτί στο οποίο εισάγουμε το aperture, δηλαδή η περιοχή γύρω από τον αστέρα, από την οποία θα υπολογιστεί το συνολικό φως του. Όταν μεταβάλλουμε την τιμή αυτή, αυτόματα ανανεώνεται και η εικόνα του πεδίου για να μας βοηθήσει να βρούμε εύκολα το σωστό μέγεθος του κουτιού. Την ίδια διαδικασία ακολουθούμε για να επιλέξουμε και τους αστέρες σύγκρισης.

Για να υπολογιστούν οι καμπύλες φωτός, κλείνουμε το παράθυρο με την εικόνα πεδίου (FOV) πατάμε στο κουμπί με την ένδειξη “RUN PHOTOMETRY”. Το παράθυρο “photometry” δεν κλείνει ώστε να μπορέσουμε εύκολα να τρέξουμε κι άλλον υπολογισμό με διαφορετικούς αστέρες σύγκρισης, αν το θελήσουμε.

Όταν τελειώσει η διαδικασία του υπολογισμού της φωτομετρίας (διαρκεί συνήθως μερικά δευτερόλεπτα), εμφανίζονται αυτόματα σε ένα νέο παράθυρο οι καμπύλες φωτός – μία με τον στόχο μας, και οι υπόλοιπες καμπύλες με τους αστέρες σύγκρισης (αναλόγως με το πόσους αστέρες σύγκρισης έχουμε επιλέξει).

Και πάλι με το εικονίδιο του μεγεθυντικού φακού που βρίσκεται στο κάτω μέρος αριστερά στο παράθυρο, μπορούμε να μεγεθύνουμε στις καμπύλες φωτός για να αποκτήσουμε μια πρώτη ιδέα (συνήθως για να ελέγξουμε αν υπάρχει μείωση της φωτεινότητας και κατά συνέπεια εάν η καταγραφή της διάβασης του πλανήτη μπροστά από τον αστέρα ήταν επιτυχής).

8. Μοντελοποίηση διαβάσεων εξωπλανητών
Εφόσον έχουμε ολοκληρώσει τη διαδικασία της φωτομετρίας, κλείνουμε το παράθυρο με τις καμπύλες φωτός και στο παράθυρο “photometry” πατάμε κλικ στο εικονίδιο που αναγράφει “PROCEED TO FITTING”.

Σε αυτό το στάδιο, ανοίγει ένα καινούριο παράθυρο με τίτλο “Fitting”. Παρατηρούμε ότι υπάρχουν διάφορα κουτάκια που αφορούν πληροφορίες του αστέρα, του πλανήτη και της παρατήρησής μας. Παρόλα αυτά, στα περισσότερα από αυτά δε χρειάζεται να επέμβουμε, καθώς ο κώδικας λαμβάνει τις πληροφορίες αυτές αυτόματα, από καταλόγους. Συμπληρώνουμε το κουτάκι δίπλα στο “Filter” το οποίο συνήθως είναιR (red).Στη συνέχεια, Επιλέγουμε το “Show/Update Preview” και εμφανίζεται μια πρώτη μοντελοποίηση της διάβασής μας σε νέο παράθυρο. Στο παράθυρο αυτό, με το γαλάζιο χρώμα μας δίνεται το μοντέλο διάβασης με βάση τις πληροφορίες που έχουν ληφθεί από τους καταλόγους, και με το κόκκινο χρώμα το μοντέλο των δεδομένων μας. Αυτό μας βοηθάει να διακρίνουμε το βαθμό στον οποίο ταιριάζουν τα δύο μοντέλα. Στο κουτάκι δίπλα στο “scatter limit” μπορούμε να μεταβάλλουμε την τιμή και στη συνέχεια επιλέγοντας πάλι “Show/Update Preview”, παρατηρούμε την μοντελοποίηση να αλλάζει ανάλογα με την τιμή. Όσο μειώνουμε την τιμή (προς το ένα) τόσο περισσότερα σημεία απορρίπτονται από την καμπύλη. Αφού δοκιμάσουμε διάφορες τιμές και καταλήξουμε σε αυτή που θέλουμε, κλείνουμε το παράθυρο αυτό “ light- curve” και πατάμε “RUN FITTING”. Όταν ολοκληρωθεί η διαδικασία της μοντελοποίησης (μερικά λεπτά), ανοίγει το τελικό μας παράθυρο με την καμπύλη φωτός του στόχου μας. Στο παράθυρο αυτό αναγράφονται και διάφορα στοιχεία που αφορούν τον στόχο-αστέρα και τον εξωπλανήτη.

* Σημείωση 1: Πατώντας το “RETURN TO PHOTOMETRY” μας δίνεται η δυνατότητα να επιστρέψουμε στο παράθυρο της φωτομετρίας και να επαναλάβουμε τη διαδικασία αλλάζοντας κάποιες παραμέτρους. Έτσι δε χρειάζεται να ανοιγοκλείνουμε παράθυρα και να ξοδεύουμε χρόνο. * Σημείωση 2: Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να αλλάξει τις πληροφορίες είτε για τον αστέρα είτε τον πλανήτη αν παρατηρήσει ότι το γαλάζιο μοντέλο δεν ανταποκρίνεται στο κόκκινο μοντέλο.

9. Αποτελέσματα
Για να τερματίσουμε το πρόγραμμα, απλά κλείνουμε το παράθυρο του “Fitting” ή πατάμε στο κουμπί “Exit”. Μετά το πέρας της διαδικασίας μέσα στον αρχικό μας φάκελο μπορούμε να βρούμε:
  • το αρχείο log.yml που περιέχει πληροφορίες απαραίτητες για το πρόγραμμα σε περίπτωση που θέλουμε να το τρέξουμε ξανά για τα συγκεκριμένα δεδομένα
  • τον φάκελο REDUCED_DATA που περιέχει τις καθαρισμένες εικόνες
  • τους φακέλους PHOTOMETRY, PHOTOMETRY_2,3,4, κ.ο.κ. που περιέχουν τα αποτελέσματα της φωτομετρίας, έναν για κάθε φορά που πατήσαμε στο κουμπί με την ένδειξη “PHOTOMETRY”
  • τους φακέλους FITTING, FITTING_2,3,4, κ.ο.κ. που περιέχουν τα αποτελέσματα της μοντελοποίησης, έναν για κάθε φορά που πατήσαμε στο κουμπί με την ένδειξη “RUN FITTING”
Μέσα σε κάθε φάκελο PHOTOMETRY υπάρχουν 4 αρχεία:
  • το αρχείο PHOTOMETRY.txt που περιέχει για κάθε εικόνα το όνομα του αρχείου, τον ηλιοκεντρικό χρόνο, και για κάθε αστέρα τη θέση, το flux υπολογισμένο μέσα στο κουτί που ορίσαμε, το flux υπολογισμένο ως ο ογκος μιας 3D Gauss, και το επίπεδο του ουρανού ανά pixel
  • το αρχείο PHOTOMETRY_APERTURE.txt που περιέχει μόνο τον ηλιοκεντρικό χρόνο και το flux του στόχου διαιρεμένο με το συνολικό flux όλων των αστέρων σύγκρισης, υπολογισμένο μέσα στο κουτί που ορίσαμε
  • το αρχείο PHOTOMETRY_GAUSS.txt που περιέχει μόνο τον ηλιοκεντρικό χρόνο και το flux του στόχου διαιρεμένο με το συνολικό flux όλων των αστέρων σύγκρισης, υπολογισμένο ως ο όγκος μιας 3D Gauss
  • η εικόνα RESULTS.pdf στην οποία μπορούμε να δούμε τις σχετικές καμπύλες φωτός όλων αστέρων, που θα μας βοηθήσει να εντοπίσουμε τυχόν μεταβλητούς αστέρες ανάμεσα στους αστέρες σύγκρισης
  • η εικόνα FOV.pdf στην οποία μπορούμε να δούμε πάνω στο πεδίο τους αστέρες που χρησιμοποιήθηκαν.
Μέσα σε κάθε φάκελο FITTING υπάρχουν διάφορα αρχεία από τα οποία προς το παρόν τα μόνα που σαν ενδιαφέρουν είναι οι τελικές εικόνες (set_1_detrended_model) που δείχνουν τα δεδομένα διορθωμένα και το καλύτερο δυνατό μοντέλο που τα περιγράφει (κόκκινη γραμμή).

————————————————————————————
Για απορίες και bugs στείλτε e-mail στο: angelos.tsiaras.14@ucl.ac.uk
————————————————————————————

KAI ΚΑΛΟΥΣ ΟΥΡΑΝΟΥΣ!!!!!!