 |
|
|
|
Første danske amatørobservation af exoplanet
Nicolaj Haarup
Motivationen
Forberedelsen Den 14. februar kl. 19:01:44 UT ville passagen af planeten omkring XO-2 begynde. Passagen ville vare til kl. 22:43:44. Jeg var interesseret i at detektere hele forløbet plus mindst 1 time før og efter passagen for at få en god baseline. Eftersom det begyndte at blive mørkt ved 18-tiden var der ikke meget tid at give af for jeg skulle både nå at forny min polar alignment samt nå at få fokuseret. Desuden manglede jeg finder charts og et par andre småting så tiden var knap for det var trods alt en almindelig arbejdsdag. Alt tog længere tid end forventet så først ved 21-tiden kunne observationen begynde. Jeg var på nippet til at droppe projektet da passagen jo var i fuld gang men tænkte så at det måtte gøre det ud for den øvelse jeg endnu ikke havde haft mulighed for. Jeg havde spændt min EOS350D bag på RCX400 12” og sat eksponeringen til 20 sekunder og ISO 100. Dette gave mig maksimum counts på omkring 3000 – godt og vel indenfor kameratets linære område ud af de i alt 4095 counts. Det gik egentlig meget godt i starten men så begyndte problemerne – nogle opdagede jeg desværre først bagefter. Guideningen holdt pludselig op med at virke så jeg var overladt til teleskopets egen tracking. Den var ikke for god da jeg endnu ikke havde lavet PEC træning og ej heller havde fået en god polar alignment. En mulig årsag til fejlen, som så ud til at ST4 ikke længere virkede, kunne være at jeg både havde TheSky6 til at styre kikkerten OG guidede via QCam5/Maxim/ST4. Det siger næsten sig selv men jeg mangler at bekræfte det ved næstkommende lejlighed. (Dette er nu bekræftet - logisk nok) Første resultater OK, kameraet kørte og lidt over midnat havde jeg 350 billeder i kassen. Alle optaget via Maxim og gemt i RAW-format. Allan og jeg havde aftalt at tage billeder og ville så efterfølgende sammen forsøge at hive nogle data ud af vores billeder – vi mødtes søndagen efter og bruge det meste af dagen på det men måtte kaste håndklædet i ringen da det på et tidspunkt var lykkes at komme til at slette de rå billeder jeg havde taget med. Samme aften med en del erfaringer rigere kastede jeg mig over opgaven fra en anden vinkel og var forbavset over at kunne se noget der lignede en kurve. Efter ca. 20 timers databehandling i Maxim og Excel stod jeg med nedenstående lyskurve (LC):
Figur 1: Første lyskurve af XO-2 exoplanet transit. Bemærk at der kun er data fra ca. 1 time inde i passagen. Det første, der bemærkes er, at kurven ikke er komplet. Dette skyldes som sagt at forberedelserne tog længere tid end forventet så optagelserne først kunne begynde inde i passagen. Dernæst bemærkes at lysvariationen kun er på få milli magnituder (mmag). Der er altså tale om ganske små variationer og når man ser på nedenstående figur af de rå data for XO-2 så kan det være svært at forstå at ovenstående figur kan komme frem:
Figur 2: De rå lysdata for XO-2. Kraftigst lys er mindste værdi. Bemærk at der umiddelbart intet er at spore af passagen men at lyset falder over tid og at kurven knækker pludseligt. Årsagen til variationer kan være ændringer i air mass som følge af variationer i stjernes højde over horizonten, det kan være skydække, dug/is på optikken, vindrystelser eller som her - fokusdrift. Fejlen er min egen for jeg havde glemt at slukke for varmen i observatoriet og har endnu ikke lært at justere fokus under en vedvarende observation. Hemmeligheden ved at komme fra figur 2 til figur 1 er a) flere data og b) meget databehandling. De flere data er referencestjerner og kunstig stjerne. Data behandlingen kommer jeg ind på senere.
Referencestjerner
Figur 3: Billede af XO-2 og de omkringliggende stjerner. Numrene fra 1 til 10 angiver stjernernes reference nummer. Foto by Bruce L. Gary
På figur 3 ses de stjerner som jeg har brugt som reference – d.v.s. de er alle målt men kun nogle af dem er efterfølgende udvalgt som de endelige referencer. Bemærk at Ref. 10 er en variabel stjerne. Figur 4 viser disse 10 stjerners lyskurver under observationen:
Figur 4: Referencestjernerns lyskurve under observationen. Kurverne er korrigeret for andre variationer / tab. Den opmærksomme læser vil måske have opdaget at Ref. 10 faktisk er en variabel stjerne med en periodetid på godt 1 time. Valget af referencestjerne er meget udslagsgivende for det endelige resultat. Lyskurven i figur 1 er baseret på stjernerne 1, 4, 5 og 9 som reference. Anvendelse af andre stjerner giver andre resultater:
Figur 5: Lyskurve med samme XO-2 data som i figur 1 men her med stjernerne 1,2,4,5,6 og 7 som reference.
Figur 6: Lyskurve med samme XO-2 data som i figur 1 men her kun med stjerne 7 som reference.
Hvordan skal man så vælge, hvilke stjerner man skal bruge som reference og hvorfor skal man i det hele taget bruge referencestjerner? Referencestjerner skal bruges for at udligne uroligheder forårsaget af atmosfæren – scintillationen. Princippet kaldes differential photometry og forudsætter at der anvendes mere end én referencestjerne. Så længe man, som jeg, tager farvebilleder og kun udnytter luminisensen så er referencestjernernes farve ikke afgørende. Man bør holde sig fra variable stjerner med en periodetid på under observationslængden ligesom man ikke bør medtage de svageste stjerner da disse oftest vil have et dårligere signal-støj forhold (SNR). Brug i øvrigt kurverne fra figur 4 til at fravælge stjerner med særlige udsving. Differentiel fotometri er fin men kan ikke give oplysninger om ekstra tab som kan hidrøre fra f.eks. cirrus skyer eller uheldige faktorer som dug og fokus drift. Dette kan synes som små fejl men når vi forsøger at detektere lysforskelle i størrelsen millimagnituder så skal der tages hensyn til dem. Til dette formål placeres en kunstig stjerne i hvert billede. Denne er et ankerpunkt til bestemmelse af de fotograferede stjerners lysstyrke. Fremgangsmåden er rigtig godt beskrevet i Exoplanet observing for amateurs og resulterer i at man har et regneark med både de observerede data samt data for ekstra tab.
Figur 7: Beregnet værdi for air mass samt målte værdi for ekstra tab. Kurven for ekstra tab vil normalt være forholdsvis vandret. I figur 7 stiger tabet pludselig, hvilket i dette tilfælde skyldes fokus drift. Når disse ekstra tab er kendte så kan der kompenseres herfor så resultatet i figur 1 alligevel kan fremkomme som brugbart.
Her slutter første del af beretningen om den første amatørobservation af en exoplanet. I næste del kan du bl.a. læse om databehandlingen. Nicolaj Haarup
******************************** |
| Foreningens tur til Tenerife | 11/13/2008 |
| 5 Asteroider og en ny Super Nova | 11/29/2008 | |
| Allan Rasmussen Astrofoto | 11/13/2008 | |
| Astroiden Davida og Schwambraniya | 01/08/2009 | |
| Astroiden Etheridgea fotograferet af Allan Rasmussen | 11/13/2008 | |
| Astroiden Lomia fotograferet af Allan Rasmussen | 11/13/2008 | |
| Dobbeltstjernen Albireo | 11/29/2008 | |
| Dværgplaneten Vesta | 11/14/2008 | |
| Flere Arp galakser til projektet | 11/29/2008 | |
| Generator på Cassiopeia | 07/11/2009 | |
| Hans Bødker Astrofoto | 11/13/2008 | |
| Himlens koordinatsystemer og lidt om f-forhold i teleskoper | 11/13/2008 | |
| IIT 2008 Østrig | 11/13/2008 | |
| Komet P17/Holmes | 11/13/2008 | |
| M57 Astrofoto Allan Rasmussen | 11/13/2008 | |
| MAF Internet TV | 11/13/2008 | |
| Måneformørkelsen 3-4 marts 2007, Fotos | 11/13/2008 | |
| Observationer af Arp forunderlige galakser | 11/13/2008 | |
| SkyChannels | 11/13/2008 | |
| Solobservation og foredrag - Hvilken dag.. | 07/11/2009 | |
| Strøm på Cassiopeia | 03/28/2009 | |
| Swan C/2006 Astrofoto Allan Rasmussen | 11/13/2008 |
| Observationsvejr, skal du ud med kikkerten ??? | 11/13/2008 | |
| Sol halo over Kragelund | 03/08/2010 |
| Månen tur-retur | 11/13/2008 |
Andet
| Amatør astronomer på NOT | 11/13/2008 | |
| Antikythere Mekanismen | 11/13/2008 | |
| Apophis | 11/13/2008 | |
| Eksempler på Live Sol billeder OAP | 05/17/2009 | |
| EXO Planet - Midtjysk Astronomiforening vil se lysfald fra en EXO planet | 11/13/2008 | |
| Fisk trives i flydende svovl | 11/13/2008 | |
| Foreningens nye teleskop Obsession 18" | 01/30/2009 | |
| MAF Sol dag 23 maj 2009 | 06/16/2009 | |
| Mars Meteorit, Libysk glas og krater klippe | 01/11/2010 | |
| Millbillillie en fantastisk rejse fra Vesta til Tvis | 03/08/2010 | |
| Månen tur-retur | 11/13/2008 | |
| Natan meteorit, et observeret fald i 1516 | 01/31/2010 | |
| Nova - december 2009 -søgekort | 12/04/2009 | |
| Sol halo over Kragelund | 03/08/2010 | |
| Solen og livet i hånden - Orgueil meteoritten | 02/10/2010 |
Seneste nyt:
Klik på foto
-------------
Millbillillie - en lang rejse fra 4 Vesta til Tvis
klik her
Sol halo over Kragelund 5. marts, 2010
klik her
Solen og livets vugge i hånden, Orgueil meteoritten
klik her
Nantan meteoritten fra 1516, historien og spændende fakts
klik her
Mars meteoritter og andre spændende sten klik her
MAF Solens dags foredrag og observation klik her
Asteroriderne Davida og Schwambraniya
klik her
Dobbeltstjernen Albireo
klik her
Flere galakser observeret i mit Arp projekt
klik her
5 Asteroider og en Super Nova fundet af en pige på 14
klik her
Dværgplaneten Vesta og Allans observation
klik her
Observationer af Arp's Forunderlige Galakser
klik her
Allan og Lars til Starparty i Østrig
klik her
NY DANSK VERSION -
Nicolaj Haarups artikel om hans arbejde med observation af EXO planeter,
klik her
|
Udenfor havde man tralvt med at opstille de medbragte teleskoper |
Jeg
kunne næsten ikke tro mine egne øjne da jeg kikkede på skærmbilledet –
lyskurven viste med al tydelighed at jeg havde detekteret en exoplanet –
en planet, der passerede ind foran en stjerne mange lysår væk.
Fascinationen var overvældende og tankerne kredsede om oplevelsen som
planeten om sin stjerne. Var det virkelig lykkes at blive den første
danske amatørastronom, der kunne eftervise eksistensen af en exoplanet?
