Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera 30.8.2014 T.Zwach

Was ist Photometrie Misst die Stärke der Strahlung (Strahlungsstrom s) Grundlagen Was ist Photometrie Misst die Stärke der Strahlung (Strahlungsstrom s) s = beim Beobachter ankommender Strahlungsstrom = pro Flächen- und Zeiteinheit aufgefangene Lichtmenge = Beleuchtungsstärke Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 2

Warum 3 Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach Quelle: Sterne in Symbiose, Doppelsternsystem: http://www.wissenschaft-online.de/artikel/972733&_wis=1 Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 3

Die Kataklysmischen Veränderliche (engl Die Kataklysmischen Veränderliche (engl. Cataclysmic Variables, CVs) sind hingegen Doppelsternsysteme, bei denen eine Komponente ein kompaktes Objekt, nämlich ein Weißer Zwerg ist und ein Massentransfer von einem normalen Begleitstern (meist ein Riesenstern) stattfindet. Diese Akkretion auf die kompakte Komponente geschieht entweder dann, wenn die Oberfläche des normalen Sterns bis zum inneren Lagrange-Punkt (verschwindende Gesamtgravitationskraft) des Systems oder darüber hinaus reicht (Roche lobe overflow, siehe auch Roche-Volumen). Oder aber der Sternenwind, der vom normalen Stern oder Riesenstern abgeblasen wird, fällt auf die kompakte Komponente (Windakkretion). Typischerweise sind CVs kleine Binärsysteme, wo die Umlaufzeiten wenige Stunden betragen. Bei der Akkretion wird Röntgenstrahlung emittiert. In der theoretischen Astrophysik beschreibt man diese Systeme mit den Gleichungen der Hydrodynamik und Magnetohydrodynamik.

Grundlagen die Empfindungsstärke des menschlichen Auges nicht linear, sondern logarithmisch verteilt Hipparch legte willkürlich fest, dass die am hellsten erscheinenden Sterne die Größenklasse 1 bekommen, und jene Sterne, die gerade noch mit bloßem Auge erkennbar sind, die Größenklasse 6. Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 5

Größenklassensystem nach Pogson (1829-1891) Grundlagen Größenklassensystem nach Pogson (1829-1891) Quelle: http://www.greier-greiner.at/hc/helligkeit.htm Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 6

Grundlagen 7 Quelle: http://www.greier-greiner.at/hc/helligkeit.htm Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 7

Grundlagen, Photometrische Systeme z.B.: UBV: Ultraviolet, Blue, Visual 1950er Jahren durch die Astronomen Harold Lester Johnson und William Wilson Morgan eingeführt. Die Magnitudendifferenzen der einzelnen Filtermessungen werden als Farbeindex bezeichnet, z. B. B-V Farbindex). –0,23 Spica  blau 0,00 Rigel bläulichweiß +0,09 Deneb weiß +0,65 Sonne  gelblich +2,06 119 Tauri tiefrot Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 8

Grundlagen, UBV - System Quelle: www.astro.uni-jena.de/Teaching/Praktikum/astropra_jw.pdf Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 9

Grundlagen, UBV - System Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 10

Grundlagen, UBV - System Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 11

Differenzielle Photometrie Praxis, Techniken Differenzielle Photometrie Vergleich von Standardstern(en) gegen das Zielobjekt am gleichen Bild. Meist wird mit dem Luminanzbild gearbeitet Keine extra Berücksichtigung der atmosphärischen Extinktion, Vergleichssterne sollten ähnlichen Farbindex besitzen Best I can Vergleich von Standardsternen gegen das Zielobjekt am gleichen Bild, UBV-System kann den RGB Kanälen gleichgesetzt werden. Berücksichtigung der atmosphärischen Extinktion All-Sky Photometrie Messung absoluter Helligkeiten von Einzelsternen über den gesamten Himmel, etwas für Profis Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 12

Praxis, Differenzielle Photometrie Höhere Genauigkeiten werden mit mehrern Standardsternen erreicht deren Helligkeit knapp über und unter der des Zielobjekts liegt, mindestens 2 Einschränkungen: Zielobjekt darf nicht weiter als 1-2° vom Standardstern entfernt sein und es darf nicht in Horizontnähe gearbeitet werden. Am besten über 40° Höhe, nicht unter 20° Vorteile: Geringer Aufwand, schnelle Ergebnisse mit deutlich höherer Präzission als visuell, ca.  0,08m anstatt ca.  0,1 - 0,2m , unabhängig vom Beobachter Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 13

Praxis, Best I can Zusätzlich zur Differenzielle Photometrie wird die atmosphärischen Extinktion Berücksichtigung und mit den einzelnen Farbbildern (RGB) gearbeitet, V Helligkeit des Vergleichssterns wird für G-Bild verwendet B Helligkeit des Vergleichssterns wird für B-Bild verwendet Einschränkungen: Praktisch keine, außer Zielobjekt und Standardsterne sind extrem weit von einander Entfernt über 15°, dann wird es ungenauer. Vorteile: Durch das große Gesichtsfeld der DLSR mit kurzen Brennweiten können auch helle Sterne photometriert werden wo die Vergleichsterne weiter entfernt liegen. Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 14

Atmosphärische Extinktion Quelle: http://www.asterism.org/tutorials/tut28-1.htm Quelle: http://spiff.rit.edu/classes/phys445/lectures/atmos/atmos.html Quelle: http://www.cfa.harvard.edu/icq/ICQExtinct.html Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 15

Atmosphärische Extinktion Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 16

Praxis 3,0 – 3,8m 4,71m 2,62m Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 17

Praxis, Epsilon Auriga One of the possible models for epsilon Aurigae. In this model, a large, opaque disk seen nearly edge-on eclipses the primary star — an F0Ia supergiant. The center of the disk is partly transparent, due to the presence of one or more massive main-sequence stars. Because the disk is seen nearly edge-on to our line of sight, the F0I supergiant isn't completely obscured even at the eclipse minimum. Observations made during the upcoming eclipse may prove and fine-tune this model, or provide evidence for a completely different one. (Background image: a subsection of M38, copyright NOAO, AURA, & NSF.) Quelle: AAVSO Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 18

Praxis, Epsilon Auriga historische Lichtkurve Quelle: AAVSO leuchtet alle 27 Jahre für etwa zwei Jahre nur halb so hell, im August 2009 war es wieder so weit Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 19

Praxis, Epsilon Auriga 3,0 – 3,8m 4,71m 2,62m 20 Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 20

Auffinden AAVSO Suche http://www.aavso.org/vsx/index.php?view=search.top Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 21

Auffinden AAVSO Validation File Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 22

Praxis Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 23

Praxis BAV…Bundesdeutsche Arbeitsgemeinschaft für Veränderliche Sterne Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 24

Vergleich Farbindex Bezugssterne Quelle: Sterne und Weltraum 10/2008 Farben-Helligkeits-Diagramm Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 25

Praxis, Epsilon Auriga 3,0 – 3,8m 4,71m 2,62m 26 Winkel abstand 13° Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 26

Ausrüstung Canon 300d Objektiv Canon 75-300 ISO400, RAW Format 12bit Brennweite 75mm Belichtungszeit 3.2s Blende 4.0 6 Dark, 6 Bias, 6 Flats Unscharf fokusieren, Stern soll auf ca. 60 Pixel abgebildet sein keine Sättigung der Pixel, keine Nachführung notwendig Grenzegröße ca. 9m siehe: http://www.waa.at/bericht/2007/05/20070518tzw00.html Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 27

Praxis, Einzelbild Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 28

Kalibrieren z.B. AIP4WIN od. MaxIm DL Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 29

Kombinieren mit AIP4WIN od. MaxIm_DL Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 30

Praxis, Farbbild als FITS Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 31

Praxis Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 32

Praxis Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 33

Praxis, AIP4WIN Volumen wird berechnet 34 Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 34

Praxis Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 35

Praxis Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 36

DataLog AIP4WIN Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 37

DataLog in Excel exportieren Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 38

DataLog in Excel exportieren Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 39

Auswertung in Excel Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 40

Auswertung in Excel Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 41

Praxis Präzission visuell Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 42

Praxis Richtigkeit visuell Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 43

Auswertung in Excel Literaturwert: 0,54 44 Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 44

B-V Index Quelle: Sterne und Weltraum 10/2008 45 Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 45

Ergebnisse Chi Cyg Von Kirch im Jahre 1686 als dritten Veränderlichen überhaupt nach Mira und Algol entdeckt http://www.waa.at/bericht/2006/08/20060824tzw21.html Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 46

Ergebnisse Chi Cyg Messung des Maximums siehe Folie 45 47 Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 47

Was ist aus Epsilon Auriga geworden? Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 48

Was ist aus Epsilon Auriga geworden? Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 49

Mein Beitrag ist gefragt! Beobachtungsaufrufe: http://bav-astro.de/ Homepage Wolfgang Vollmann http://members.aon.at/wolfgang.vollmann/var_digital/var_digital.htm Kann Kontakt zur BAV herstellen Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 50

Ergebnisse Übersicht über Chi CYG: http://de.wikipedia.org/wiki/Chi_Cygni http://www.bav-astro.de/rb/rb2006-3/172.pdf http://www.epsilon-lyrae.de/Doppelsterne/ChiCygni/ChiCygniArtikel.html Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 51

Mira Sterne Mira Sterne ca. 1 Sonnenmasse am Ende ihrer Lebensdauer kurz vor dem Stadium des weißen Zwerges Periode ca. 200 – 500d Amplitude über meherer Größenklassen Quelle: Australia Telescope Outreach and Education website Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 52

Praxis Quellen Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 53

Quellen Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 54

Websites, Quellen American Association of Variable Star Observer, http://www.aavso.org/ Bundesdeutsche Arbeitsgemeinschaft für Veränderliche Sterne e.V. (BAV), http://www.bav-astro.de, Fotometrie mit Digicam: Sterne in Symbiose, Doppelsternsystem http://www.wissenschaft-online.de/artikel/972733&_wis=1 Mira Sterne: http://www.bav-astro.de/mira/index.inc.php Typen von Veränderlicher Sterne: http://www.thola.de/typ/index.html Atmosphärische Extintion, Näherungsrechnung: http://www.icq.eps.harvard.edu/ICQExtinct.html Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 55

Websites, Quellen Farbindex: http://docs.kde.org/development/de/kdeedu/kstars/ai-colorandtemp.html Nachweis von Exoplaneten mit IRIS und DLSR: http://www.astrosurf.org/buil/exoplanet/phot.htm Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 56

Danke für Eure Aufmerksamkeit Diese Animation über die Bewegung in einem kataklysmischen System stellt den Stern V348 Pup dar. Der Film stammt von der Seite http://physics.open.ac.uk/research/astro/, ist dort aber nicht mehr auffindbar. Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 57