¿Cuáles son estrellas y cuáles son ruido en esta foto del cometa?

1. ¿Está bien?

Sí.

2. ¿Es el borroso un objeto extendido?

Esa sería sin duda mi suposición (probablemente una galaxia distante).

3. ¿Qué hace que tantos píxeles aislados sean mucho más brillantes que el fondo? ¿Es esto solo la cola de una distribución estadística de ruido de disparo, o existen otros mecanismos que pueden producir ruido de un solo píxel muchas desviaciones estándar por encima de la distribución estadística de ruido de disparo?

Algunos de ellos pueden ser "píxeles calientes", que son defectos de fabricación que hacen que los píxeles individuales produzcan en exceso electrones. La mayoría de ellos se deben a los llamados "rayos cósmicos", un término genérico utilizado en imágenes astronómicas para referirse a los efectos de las partículas cargadas de energía que golpean el detector. En las imágenes terrestres , estos a menudo no son rayos cósmicos reales, sino partículas de la descomposición de isótopos radiactivos en o cerca del detector. En el caso de imágenes basadas en el espacio como estas, con mayor frecuencia son rayos cósmicos propiamente dichos, aunque muchos de ellos son partículas realmente cargadas atrapadas en la magnetosfera de la Tierra. (Hay una parte de la órbita de Hubble que lo lleva dentro de la Anomalía del Atlántico Sur, donde el cinturón de Van Allen desciende hacia la superficie de la Tierra; las observaciones no están programadas durante esos períodos, debido a todos los rayos cósmicos adicionales que reciben los detectores).

Por ejemplo, aquí hay una imagen de vista previa de una de las otras exposiciones en la secuencia de observaciones. Si miras de cerca, puedes ver que muchos de los impactos de rayos cósmicos son ligeramente alargados, porque la partícula viajaba en un ángulo intermedio y pasaba a través de dos o más píxeles adyacentes. La raya lineal brillante justo al lado del cometa es un ejemplo extremo de esto, donde la partícula viajaba casi paralela al detector y así pasaba a través de una secuencia extendida de píxeles.

El enfoque habitual para lidiar con esto es tomar varias exposiciones cortas, una tras otra, y luego combinarlas rechazando los valores de píxel extremos de una sola exposición (las estrellas y otros objetos genuinos tendrán valores de píxel similares de una exposición a la siguiente). , mientras que los rayos cósmicos se ubican aleatoriamente y no se repiten). Esta es la razón por la que las imágenes del HST que ves normalmente no tienen artefactos de rayos cósmicos: son el resultado de combinar múltiples exposiciones. (Vea aquí una discusión y un ejemplo). También hay trucos de análisis estadístico que uno puede usar para tratar de limpiar las exposiciones individuales, aunque esto necesariamente implica la interpolación de datos.

Este GIF está hecho (a través de giphy.com) del nuevo video de NAASA Goddard, la nueva imagen del objeto interestelar del Hubble . ¡Muestra el cometa moviéndose a gran velocidad!

Esto no debería ser una sorpresa.

Del enlace en la pregunta https://archive.stsci.edu/proposal_search.php?mission=hst&id=16009 las coordenadas para la primera y última exposición son:

    RA             Dec            Time
09 47 45.181   +18 07 30.70    2019-10-12  13:44:39
09 48 17.077   +17 59 20.37    2019-10-12  20:42:23

¡En 7 horas, el cometa se movió aproximadamente 0,2 grados!

De los horizontes de JPL, los vectores de estado para el cometa y la Tierra alrededor de la mitad de la secuencia de imágenes son:

      JDTDB        Calendar Date (TDB)        X     (km)      Y               Z               VX   (km/s)     VY              VZ
comet 2458769.250, 2019-Oct-12 18:00:00, -1.9092457E+08,  2.9804744E+08,  3.2507629E+07, -1.3003446E+01, -2.9440986E+01, -2.7477326E+01
Earth 2458769.250, 2019-Oct-12 18:00:00,  1.4082817E+08,  4.9358841E+07, -1.4600024E+03, -1.0121471E+01,  2.8065445E+01, -7.7695706E-04

El cometa está a unos 416 millones de kilómetros de la Tierra, moviéndose a aproximadamente 64 km/s en relación con la Tierra y 42 km/s en relación con el baricentro del sistema solar.

¿Está bien?

No.

Las rayas son objetos que se mueven rápidamente a la vista del telescopio -- Otros satélites. Hubble está en una órbita bastante baja (se puede visitar) y hay muchos satélites a su alrededor y por encima, incluso en su campo de visión. (Por razones obvias, las rachas no son causadas por aviones, un competidor habitual para las rachas). Lo que lo delata son las diferentes longitudes de las rayas, que indican diferentes alturas orbitales, y el hecho de que hay rayas que van en otras direcciones, lo que significa otras órbitas.

El objeto borroso más grande hacia la parte inferior que marcó podría ser un satélite más grande que está más cerca y, por lo tanto, se imagina como una mancha borrosa que cruza la imagen.

Más allá de este punto, el tiempo de la imagen aquí es de 5 minutos, como lo indican las fechas de inicio y finalización indicadas en la propuesta. 5 minutos es demasiado poco para que un cometa se mueva significativamente contra el fondo, causando rayas cuando se sigue. Durante los cinco minutos de captura de imágenes, todos los objetos están esencialmente fijos en el marco de visualización.

Por último, a su punto de ruido: las cualidades de imagen del Hubble son excelentes [cita requerida] . Esa cantidad de ruido, incluso en datos sin procesar, indicaría un sensor de píxeles horrible, a la par de una cámara barata.

¿Está bien?

Supongo que no.

Es fácil corregir los sesgos en la sensibilidad de los píxeles, estos objetos son estrellas y el telescopio los rastrea de tal manera que su luz se recolecta en el mismo contenedor de fotones a lo largo del tiempo. La corrección de la sensibilidad de los píxeles generalmente se realiza (experiencia propia) tomando imágenes completamente desenfocadas en condiciones de poca luz. De esta forma, se asegura que el número de fotones entrantes sea el mismo para cada contenedor (en un sentido estadístico) y se puede calcular la sensibilidad relativa de cada píxel. No sé si esta es la forma en que se hace esto también para el telescopio Hubble.