Oude liefde roest...niet. Variabele sterren. 1
Willie Buning
Mijn apparatuur is in de jaren zo verfijnd dat mijn deepskyfoto’s steeds beter worden, automatisch leg ik mijn "lat" hoger… Maar bij mij zit nog wat anders in het vat dat al een langere tijd borrelt: namelijk variabele sterren. In de 90 jaren van de vorige eeuw was ik bezig met variabele sterren: observeren, catalogiseren en analyseren van pulsatie tijden. Dit gaat natuurlijk niet vanzelf; met als mentor een professionele astronoom en computer programma's zoals Mathcad, lukte de analyse redelijk. Het vinden van variabele sterren zonder GOTO was een echte uitdaging, waardoor ik mij meer en meer op het analytische vlak specialiseerde. Let wel, de 90-er jaren, internet was in ontwikkeling. Eerst ging alles per brief, die was 3 weken onderweg naar Litouwen, verwerking en het antwoord retour, dan was ik 2 maanden verder en dan besef je de e-mail is een zegen. Wat zijn variabele sterren? Kort gezegd: Sterren die veranderen in hun helderheid als gevolg van een fysiek proces in de buitenlagen van hun kern. Variabele sterren hebben hun voorraad waterstof in hun kern opgebruikt en gaan dan over naar heliumfusie, in de lagen buiten deze zone is de druk en temperatuur zo hoog en heet dat de daar aanwezige waterstof fuseert, Dit heeft als effect dat de gehele schil als het ware opzwelt. Zwelling betekent een toename van volume, waardoor de zelfde energie in een grotere ruimte verdeeld wordt, m.a.w. de lichtsterkte wordt zwakker. Dit kunnen we meten door middel van het magnitude getal. Als het volume groter wordt, wordt de temperatuur en de druk lager, waardoor de zwaartekracht de buitenlagen weer naar de kern trekt, en de cyclus begint opnieuw. Nou en? Wat kan ik daarmee? Wij als amateurs weinig, maar beroeps-astronomen kunnen hierdoor een aantal bestaande modellen in de astrofysica evalueren en bijstellen. In feite is het DE grote toevoeging van amateurastronomen aan de wetenschap. Variabele sterren anno 2015. Al ettelijke jaren was ik bezig om mijn apparatuur te gaan gebruiken voor opnames van variabele sterren, echter mijn apparatuur was gewoon niet goed genoeg. In het najaar 2015 kocht ik een andere montering met meer en modernere software. Met deze montering in samenspraak met andere software is het mogelijk precies de gewenste sterren in beeld te krijgen. Niets gaat vanzelf en het heeft nog wel enige tijd geduurd om met “mijn systeem” de gewenste precisie te bereiken.
Oude liefde roest...niet. Variabele sterren. 2 Willie Buning
Vroeger... gebruikte men starhopping: je stapt van een bekende ster naar de volgende tot je het doel bereikt. Weer later GOTO, het telescoopsysteem uitrichten op 3 sterren, dan GOTO naar het doel, werkt goed maar niet precies genoeg. Tegenwoordig gebruik ik "plate solving"; in Nederlands: de foto oplossing; ik richt mijn telescoop op een gebied, declareer in de computer: "dit zijn ongeveer de coördinaten" en de computer vergelijkt de opgenomen foto met data uit een database. Na een aantal seconden geeft de computer aan: MATCH, oftewel, de foto wordt herkend in de database, dus het telescoop systeem weet voor 99,5 % zijn positie, beweegt dan naar het doel (de variabele ster) en jawel, de variabele ster staat in beeld. Waarom dit alles? Vreemd als het klinkt, als Astro-fotograaf heb je weinig tijd; de aarde draait razendsnel onder het hemelgewelf door, elke seconde tijdwinst is een pre. Stel je doel staat in het westen, voor je het weet is het doel verdwenen in het stadslicht aan de horizon. OK, mijn systeem is goed genoeg en nu? Welke variabele sterren zijn interessant? En hoe fotografeer ik die? Klinkt heel simpel, maar dat is het niet. Ik heb daarvoor contact gezocht met Belgische collega's die zeer bedreven zijn in deze discipline. Daarbij heb ik veel, zeg maar gerust heel veel, lectuur doorgeworsteld, om enigszins begrip te krijgen in de problematiek van deze discipline. Kort gezegd komt het hierop neer dat de CCD camera een vulling krijgt van ongeveer 65 % van zijn kunnen, dan is er "ruimte" voor de Min en Max van de cyclus. Een CCD pixel ( 8 miljoen in mijn camera) kan je zien als een emmer, te weinig of te veel gevuld met fotonen (licht) geeft onbetrouwbare data af, en een variabele ster fluctueert in helderheid, dus om die 65 % te bereiken is veel fijn afstelling benodigd. Het luistert toch wel zeer precies; het bereik moet zó gekozen worden dat de variabele ster gemeten kan worden in zijn maxima en minima waarbij de CCD pixels niet verzadigd worden of te weinig fotonen ontvangen. Welke variabele sterren? De Belgisch collega’s adviseerden mij om te beginnen met HADS sterren. HADS? High Amplitude Delta Scuti sterren. Dat zijn variabele sterren die in een tijdbestek van ongeveer 3,5 uur hun minimum en maximum aan magnitude bereiken binnen een amplitudeverschil van ongeveer 1,5. OK, dat begrijp ik, de lectuur gelezen, XX Cygnus is een Delta Scuti Ster. Hij is circumpolair, ook handig, die kan ik dus het hele jaar door meten.
Oude liefde roest...niet. Variabele sterren. 3 Willie Buning
Aan de slag. Het is helder, alle systemen zijn gekalibreerd, alles werkt: slew to XX Cygnus; contact: ja, foto, niet goed, bijstellen, foto, ziet erg goed uit. Voor de volgende 3,5 uur: maak een foto, opslaan, wacht 30 sec., volgende foto, enzovoorts. Het resultaat: geweldig, het lukt. Oké, ik heb heel veel data, wat doe ik daarmee? De American Association for Variable Star Observers, AAVSO, beheert de variabele sterrendata voor astronomen, zowel amateurs als professionals. Cool, kan ik mijn data daar kwijt? Ja, wel even lid worden van die club, kost wat, maar oké, ik kan mijn data kwijt, of niet? Er zijn in de AAVSO 2 stromingen namelijk naked eye observers en CCD image observers. Ik ben een CCD observer met mijn SBIG camera, ja toch? Of niet? Aan het systeem dat de CCD observer gebruikt, worden veel eisen gesteld. Daar voldoe ik redelijk aan, behalve de data (licht). Deze moet worden gefotografeerd door foto metrische filters. Foto metrische filters? Dat klink duur en dat is het ook. De standaardisatie in het fotograferen van variabele sterren schrijft
voor dat je gebruikt maakt van fot metrische B & V filters. Hierbij een LINK die veel beschrijft over kleur-kalibratie. B&V filters zijn vooral een Amerikaanse aangelegenheid. Op het internet ervaar en waardeer ik de kwaliteit van deze filters. Maar ze zijn duur tot zeer duur. Dat klinkt niet goed voor een Hollander. Daar komt bij dat mijn optische systeem is ingesteld op 2 inch filters, dat maakt het nog duurder. En hoe nu verder? Gelukkig heb ik in de USA een firma gevonden met goede filters (2 inch) a raison $ 350 per stuk. Dan moet het maar bloeden. Ik heb contact gezocht: yes Sir, credit card? Yes? Oké, will be no problem, $ 700, shipment will be $ 130. WAT!!!! Alleen al het versturen van 2 stukjes glas kost $ 130? Please, hold the order, dit is te gek. Daar komen ook nog invoerrechten bij, dat doet FEDEX. Het totale bedrag komt op minstens $1000 dollar en misschien wel meer. Contact gezocht met mijn Belgische vrienden “Awel, Zulle, hebt gij nog zoiets niet op den plank liggen?” Jawel, geen 2 inch maar 1,25 inch, kleiner dus. Past dat in mijn optische systeem? Het is een gok, maar voor € 160 per stuk koop ik 2 tweedehands filters van een betrouwbaar persoon. Maar 1,25 inch past niet in mijn 2 inch filterwiel. Daarom heb ik voorlopig van karton 2 opvulringen gemaakt. Nu wachten tot het helder is. Eindelijk een heldere hemel, foto’s maken, resultaat? Oké… de gok van de filters is goed uitgevallen; een hele zorg minder. De rest gaat ook niet vanzelf. Eerst veel foto’s maken, afstellen, volgende foto, etc. Maar uiteindelijk heb ik een goede dataset in het B & V filter bereik. De dataset heb ik opgestuurd naar AAVSO en ik kreeg een bericht terug: “Did you transform the data?” Euh… Transform? AAVSO heeft een systeem ontwikkeld waarbij het niet uitmaakt welke maat telescoop je gebruikt. Via de nodige berekeningen komt de data van de telescoop in de goede en juiste berekende waarde in de gigantische AAVSO database. Dit heeft me veel kopzorgen en veel tijd gekost. Maar uiteindelijk kreeg ik grip op de problematiek en kon ik mijn data transformeren naar de AAVSO database. Dit was voor mij een mijlpaal. Hieronder een screenshot van een sessie, ongeveer 175 foto's. Men ziet dat de magnitude (zie de grafiek) toeneemt in tijd en daarna afzakt. De lijnen onder en boven de curve zijn referentiesterren, die niet variabel zijn. In de Exceltabel, kolom B = obj1, zie je de waarden oplopen (licht wordt zwakker) de resolutie is ongeveer 0,2 mag. Niet slecht voor een beginner, het kan beter. Maar dat is van latere zorg. Hier ziet men waarom dat de inhoud van de CCD pixel niet onder en over gevuld mag worden, dit heeft effect op de resolutie.
Oude liefde roest...niet. Variabele sterren. 4
Oude liefde roest...niet.
Variabele sterren. 5
De toekomst
Momenteel schrijf ik de software die vooral de camera automatisch moet gaan instellen op het 65 % van zijn kunnen, zodat ik "altijd' goede data kan schieten. Het lijkt vreemd, maar deze discipline moet je automatiseren. Zowel in het fotograferen als de opslag. Maar ook de mechanisatie van mijn telescoop met de telescoopbehuizing; een kast op wielen. Daar ben ik nu mee bezig. Na een volledige sessie, van ongeveer 4 uur, moet de telescoop naar zijn parkeerstand bewegen, de kast rolt over de telescoop heen, deuren sluiten, computer uitschakelen en dan de andere 220V apparatuur uitzetten. Dit was en is nog steeds een technische uitdaging. De besturing van de sterrenwacht is elektronisch en de software is gereed. Nu nog de motoren voor de deuren en kastbeweging installeren. Het moet autonoom gaan werken. Hier een screenshot van de AAVSO database waar mijn data is geaccepteerd. BWIA is mijn Account.
Stel je eens voor: ik lig te slapen en de telescoop doet zijn werk. Alle foto's gemaakt? Ga naar parkeerpositie, beweeg de kast over de telescoop en sluit de deuren, sluit dan alle elektrische systemen af. Willie Buning
