SonotaCo.JP

[SonotaCo]

UFOCaptureで宇宙線ノイズはすっかりお馴染みとは思いますが、
これをゴミと思わず調べると何か分かるかもというご意見を頂きました。
その方に、どうやったら撮れるのか? と聞かれたので、Min=0にしてレンズキャプをして放置すればいいと言ったのですが、ではDSizeは幾つにしたら良いか?という疑問が出ました。で、再度実験してみました。
Min=0、DSize=1で4時間放置し、ノイズのサイズの統計を撮ってみました。
WAT-100Nですが、全体で、291個しかノイズが撮れず、昨年の太陽が異常だった頃の1/3位でした。で、結果は以下です。
DSize=1 だと今の時期 1個/分位、
DSize=15 で1時間に1個程
という結論です。
日中カメラはヒマなので、DSize=15で放置してみることにします。
1年ほど前に、宮城のINOUEさんが、巨大ノイズを見せてくださったことがあるのですが、残念ながら、あの画像はもうないそうです。

大きいものが撮れたら、また事件かもしれません。
大きいノイズ画像をお持ちの方は是非ご投稿下さい。
まずはちょっとやって、結果はまた報告します。

何か映るかもしれないと、ちょっとドキドキします。

[SonotaCo]

読み直して思ったのですが、
宇宙線が入射する確率は、CCD面積の入射方向と直角な成分で決まると思うので、何台か別の方向に向けて観測すると宇宙線が来る方向が分かるかもしれませんね。
もっとも、宇宙線に限らず、放射線は至る所にあるはずなのでそれこそ地下にもぐって測ったらということになるのかもしれません。

夏休みの自由研究にいかがでしょうか。....ちょっと遅かったかな?

[SonotaCo]

今日は、宇宙線の話を色々しておりますが、以下のような話もあり、最近感心が高いようです。
空気シャワーなど撮れたら、本当に現代科学の最先端です。
物理学が変わるかもしれないそうです。
http://hotwired.goo.ne.jp/news/news/technology/story/20040129302.html

[おかも〜っ]

宇宙線なんですが、これは一筋縄ではいきません。
まず到来方向ですが、CCDが宇宙線だけをキャッチするのならよいのですが、
いわゆる2次宇宙線、つまりカメラの筐体や、その他のもので散乱した放射線を
受けている可能性があるため、必ずしもCCDの向いてる方向の宇宙線を沢山
ディテクとしているとは限りません。なにしろ数ＭｅＶから数百ＭｅＶの放射線
なので、１次宇宙線だけを受けているわけではないんですよね。

それとCCDの場合、エネルギーが高すぎても低すぎてもうまくディテクト出来ない
ようなので、どのようなスペクトルの宇宙線を沢山見ているかの判定が非常に難しく
なります。
また、いわゆる粒子線はCCDまでとどきにくいという欠点があります。
でもそれなりに統計をとれば意味のあるデータになりうるので観測する意味は
十分あると思います。どっかの原子炉の事故とかもわかったりして(^^;;;
で、沢山宇宙線をうけるための情報です。
たくさん宇宙線を受けようと思ったら、１次宇宙線は狙わずに適度にエネルギーの
下がった２次、３次の宇宙線を狙うべきなので、CCDの前面に厚みのある金属の
板を置いてみるのが得策です。私は某研究所時代に高エネルギーのガンマ線
をこの方法で見たことがあります。私の場合はアルミの２ｃｍ厚の板を使いました
が確か１０倍ぐらいカウントが増えました。データは、、どこかに残ってるはずで
す(^^;;

[SonotaCo]

どもども > おかも〜っさん。宇宙線の話しでもコメント頂けるとは思いませんでした。

方向の件、アルミ版を置くとカウントが増える件、なぁるほど〜 です。
さえぎると増えるのは面白いですね。

地表には1平方センチ当たり1回/分位宇宙線がきているそうですが、
WAT-100NのCCD面積は31平方ミリ位なので、理論値は3分に1回なのですが、
それにしては多いなぁと思っていました。
宇宙線以外に自然放射線もあるかと思っていたのですが、
2次,3次と増えたものを見ているのかもしれませんね。

遮光した蛍光アクリルを眺める手もありそうですね。WAT-100Nでは無理かなぁ?
果たして撮れるかどうかが問題ですが、受光面積は相当増やせそうですね。

話しがどんどん、横へ行ってしまいますが、元々気になっているのは、以下です。
1. 共役スプライト .... 地球の反対側で起こった雷による下に雷雲のないスプライト
2. 空気シャワー .... すんごい宇宙線による大気の発光
話しがメチャメチャ難しくなってきましたが、夜空にはまだまだレアな現象があるようで......

[おかも〜っ]

＞どもども > おかも〜っさん。宇宙線の話しでもコメント頂けるとは思いませんでした。
実は放射線のセンサーに関しては一応プロだったもんで、、(＾＾;;
そそ、最近は原子番号の大きい元素が地上付近にたくさんあるので2次宇宙線が
たくさんあるようです。
蛍光アクリルは使ったことがありますが、実はあまり検出しません。原子番号が
小さいためだと思います。α線用の感度の高いの使ったんですが。で、今は
NaIの結晶とインパクトロンの組み合わせで作っている最中です。これならエネル
ギーも測定できるし、感度も高いし。

そそ、うちの蓄積カメラは大気光を撮影したこともあります。こんなんです。
http://www.kurasc.kyoto-u.ac.jp/radar-group/tsuda1/kenkyu_image.html
やはり大気のプレッシャーウエーブで発光するそうですし。
あと、うちのカメラはフォッサマグナの上空を撮影しているので、なんかうつらない
かなーとか思っています。

[SonotaCo]

世の中、身近な現象の筈なのに知らないことばかりですね。
I.Iや高感度CCDカメラなどの新しいツールは新しい世界を開いてきたわけで...、

で、短時間現象観測用にUFOCaptureに新モードを検討中です。
今までMin=0だと短い現象も逃さない代わりに宇宙線ノイズを多数拾います。
で、考えました。Min=1 指定というのは今まで無意味な設定だったわけですが
こう設定した場合、大きい変化は1フレームのみでも記録するという仕掛けです。

とりあえず、30画素以上変化したら、1フレームのみでも検出するという
モードを実験してみようと思います。これなら、宇宙線ノイズは殆ど拾わない筈で、雷光やスプライトなどは普通100画素以上あるので、1フレームのみでも記録できることになります。
うまくいけば、無意味なクリップの増加を押さえながら、貴重なものは逃さない常用モードができるかもしれません。

UFOCaptueも「時間的に稀な突発現象を捉える新しい目」として様々な方面から関心が寄せら始めました。将来的にはノウハウを集大成した版を作りたいですが、今暫くこまかな実験を続けて改良を図りたいと思います。よろしくお願いします。

[おかも〜っ]

＞とりあえず、30画素以上変化したら、1フレームのみでも検出するという
＞モードを実験してみようと思います。これなら、宇宙線ノイズは殆ど拾わない筈で、

＞雷光やスプライトなどは普通100画素以上あるので、1フレームのみでも記録できることになります。

いいですねえ。変化のあった画素の形態とかも評価出来るとターゲットを
絞ってキャプチャできるかも。

で、あくまで理想ですしCPUパワーをバカ食いするので現実的ではないのですが、
時間軸方向に配列を拡張してしてメジアンフィルタをかますと宇宙線の影響は
ほぼ消せると思います。この方法だと宇宙線のような2,3ピクセルの突発的な
変化だけを消せます。解析ソフトでちまちまとやるとその効果は絶大なんですが
リアルタイムにはちょっと無理かなぁ。

[SonotaCo]

1フレームノイズが2フレーム続くことがあるのが不思議です。しかも近い位置に検出されることも多いです。
2次宇宙線であれば、同時に沢山の検出点が生まれると思いますが、時間差で到着するとなると、物凄く遠くまで行って戻ってきた3次以降の宇宙線ということになります。物凄く遠くまで行ってあのCCDの面積にちょと遅れて到着するということなどあるのでしょうか。
感触としては、群れを成すn次宇宙線群の中に速度が違う色々な線があって、ほぼ同じ経路を辿って少し後に到着しているように思うのですが......こんなことってあるのでしょうか。

[おかも〜っ]

まさか宇宙線で核破砕がおこって放射化して短時間で崩壊するなんてことはないと
思いますが、、（でも宇宙では起こりうることだったりします）

で、CCDは基本的にコンデンサなので時定数もあるし、高エネルギーの宇宙線で
深いところの電子まで飛び出してしまって電荷をリフレッシュしきれない可能性は十
分あるのでは？なにしろ可視光の数万倍から数百万倍のエネルギーがあります
ので、、

[SonotaCo]

あ、ノイズが同じ位置の次のフレームまで残るというわけではなく、....えーと、実例を挙げた方がよいですね。
以下は、とあるノイズ映像の2フレームをデインタレースして1/60秒4フィールドに分解した図です。
フィールドの順序は奇数フィールドが時間的に前になる器機が多いのですが、
このケース(WAT-231S+ELSA 600TV)の場合には偶数フィールドが時間的に前でした。
フィールド順の確認は流星など一定方向に動くものでやると分かります。

で、ノイズが2つ連続するフィールドに出現しています。
この時のノイズは1分間に1個程度でしたので、1/30秒以内に偶然重なる確率は30時間に一回程度です。
感触としては、このような2フレーム連続ノイズは1時間に1度程度発生しており、
殆どがこのように近い位置に発生します。

これは、私にとっては「謎」なのですが.....
ま、宇宙線の速度が不ぞろいなのが見えているということでしょうか

[しゃあ]

このノイズはいつものノイズですね。
これが原因でMin=2にせざるを得ませんでした。
私見では電源ノイズなどによるスパイクノイズと踏んでいます。
カメラ側をバッテリー、PCをノートにして電源の影響をキャンセルするテストをすれば原因の切り分けができると思います。

[SonotaCo]

すみません細かい話しに引き込みまして(^^
えーと、これは、2フレームに渡るMin=2でも検出されるやつです。
珍しいものではなく、皆さんも良く目にされていると思います。

電気ノイズか宇宙線ノイズかについては、最初は電気ノイズを疑い、シールドしたり、
色々やってみたのですが、最近では宇宙線ノイズ説を信じています。
というのは、電気ノイズだと水平同期信号に同期して発生しないと縦に連続する模様
にならない...と思うからです。
大きいノイズは上例のように、数ラスター縦に広がって発生することが多く、
このようになるのはCCD面で原因が発生しないと難しいのではと思っています。


で、宇宙線なら２フレーム連続するのは、元の宇宙線は1つで、
それが速度の異なる複数の2次宇宙線に変化しているからだろう.... という話なわけです。

[おかも〜っ]

確かに、ＣＣＤ近傍、もしくはＣＣＤ本体で散乱した宇宙線の可能性も十分ありますね。
説明というだけなら、高エネルギーの宇宙線がＣＣＤの近傍にあたって電子を持ち上
げて再放射する、、可能性はあります。でも同期信号と比べたら短寿命だろうから
そんなに頻繁に起こるとは考えにくいなぁ。
もうひとつ考えないといけないのは、watecの100ＮはＤＳＰ搭載ですよね。
もしかするとそのＤＳＰが悪さをしている可能性も捨てきれません。
うちのインパクトロンはＤＳＰ機能はオフできるので1コマごとにおってみようかな？

あ、それから地上に降りてくる宇宙線はたいてい2次以上ですので、ほとんどは
ガンマ線と考えて良いので、やはり核破砕反応は考えにくいです。
それから、出来れば宇宙線と思われるノイズの位置分布を集計してみてください。
カメラですとマウント部分からの2次宇宙線がおおいと考えられるので中心部分は
少ないとう結果になるはずです。でもレンズはずさないときれいにでないかな？

[しゃあ]

うちでは無理ですが電源ノイズのもっと簡単な切り分け法が観測者の記事にありました。
2台で観測し、両方に出ていたら電気ノイズなのだそうです。
DSP起因だとこれでも判別できませんね。