Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera

Präsentation zum Thema: "Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera"—  Präsentation transkript:

1 Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera
T.Zwach

2 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

3 Warum 3 Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Quelle: Sterne in Symbiose, Doppelsternsystem: Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 3

4 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.

5 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

6 Größenklassensystem nach Pogson (1829-1891)
Grundlagen Größenklassensystem nach Pogson ( ) Quelle: Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 6

7 Grundlagen 7 Quelle: http://www.greier-greiner.at/hc/helligkeit.htm
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8 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, Tauri tiefrot Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 8

9 Grundlagen, UBV - System
Quelle: Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 9

10 Grundlagen, UBV - System
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11 Grundlagen, UBV - System
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12 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

13 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

14 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

15 Atmosphärische Extinktion
Quelle: Quelle: Quelle: Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 15

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

18 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

19 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

20 Praxis, Epsilon Auriga 3,0 – 3,8m 4,71m 2,62m 20
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21 Auffinden AAVSO Suche Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 21

22 Auffinden AAVSO Validation File
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23 Praxis Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 23

24 Praxis BAV…Bundesdeutsche Arbeitsgemeinschaft für Veränderliche Sterne
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25 Vergleich Farbindex Bezugssterne
Quelle: Sterne und Weltraum 10/2008 Farben-Helligkeits-Diagramm Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 25

26 Praxis, Epsilon Auriga 3,0 – 3,8m 4,71m 2,62m 26 Winkel abstand 13°
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27 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: Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 27

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

29 Kalibrieren z.B. AIP4WIN od. MaxIm DL
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30 Kombinieren mit AIP4WIN od. MaxIm_DL
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31 Praxis, Farbbild als FITS
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32 Praxis Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 32

33 Praxis Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 33

34 Praxis, AIP4WIN Volumen wird berechnet 34
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35 Praxis Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 35

36 Praxis Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 36

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

38 DataLog in Excel exportieren
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39 DataLog in Excel exportieren
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40 Auswertung in Excel Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 40

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

42 Praxis Präzission visuell
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43 Praxis Richtigkeit visuell
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44 Auswertung in Excel Literaturwert: 0,54 44
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45 B-V Index Quelle: Sterne und Weltraum 10/2008 45
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46 Ergebnisse Chi Cyg Von Kirch im Jahre 1686 als dritten Veränderlichen
überhaupt nach Mira und Algol entdeckt Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 46

47 Ergebnisse Chi Cyg Messung des Maximums siehe Folie 45 47
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48 Was ist aus Epsilon Auriga geworden?
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49 Was ist aus Epsilon Auriga geworden?
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50 Mein Beitrag ist gefragt!
Beobachtungsaufrufe: Homepage Wolfgang Vollmann Kann Kontakt zur BAV herstellen Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 50

51 Ergebnisse Übersicht über Chi CYG: Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 51

52 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

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

54 Quellen Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 54

55 Websites, Quellen American Association of Variable Star Observer, Bundesdeutsche Arbeitsgemeinschaft für Veränderliche Sterne e.V. (BAV), Fotometrie mit Digicam: Sterne in Symbiose, Doppelsternsystem Mira Sterne: Typen von Veränderlicher Sterne: Atmosphärische Extintion, Näherungsrechnung: Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 55

56 Websites, Quellen Farbindex:
Nachweis von Exoplaneten mit IRIS und DLSR: Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 56

57 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 ist dort aber nicht mehr auffindbar. Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach 57