Home · Beobachtungsposten · astroLog · Projekte · Galerie




Projekt "Am Puls von CY Aquarii" - Schuljahre 2010 - 16



>>> Dolomitenartikel zum Besuch von Prof. Dr. Sterken
>>> Statusbericht zum 07.12.10
>>> Statusbericht zum 04.02.12
>>> Statusbericht zum 23.10.16


Dolomitenartikel zum Besuch von Prof. Dr. Sterken

Dolomitenartikel zum Besuch von Prof. Dr. Christiaan Sterken am Realgymnasium Bruneck



Statusbericht zum 07.12.10

Die diesjährige Beobachtungsperiode für CY Aquarii neigt sich ihrem Ende zu, da der Stern jetzt schon wenige Stunden nach der Abenddämmerung untergeht und sich so höchstens noch ein bis zwei Maxima pro Nacht ausgehen. Außerdem ist man gezwungen den Stern jetzt durch eine dichtere Atmosphärenschicht zu fotografieren, was der Qualität der Photometrie schadet. Wie auch immer sind wir zufrieden mit dem bisherigen Ergebnis, konnten wir doch CY Aquarii bis zu diesem Tag in dieser Saison 12mal erfolgreich vom Schuldach aus beobachten.

Die heurige Beobachtungssaison zeichnete sich durch ein ausgeprägtes Schlechtwetter in den verganenen 4 Wochen aus. Hier konnten wir nur an zwei Abenden kurze Zwischenhochs für die Beobachtung nutzen. Außerdem hatten wir im Oktober/November viel mit Taubildung auf der Frontplatte des Teleskops zu kämpfen und das obwohl wir die Taukappenheizung mit dem Maximum von 12 V betrieben. Auch fiel uns heuer besonders oft auf, dass Bruneck im Spätherbst regelmäßig unter dichten Nebeldecken des Talkessels verschwindet, während leicht höhergelegene Standorte wie Percha oder Pfalzen klaren Himmel verzeichnen.

Eines unserer Anliegen war, die Qualität der Photometrie gegenüber unseren Erfahrungen von vor zwei Jahren zu steigern. Drei Veränderungen haben wir zu diesem Zweck an unserem "Setup" vorgenommen: Parallel zu diesen Verbesserungen am Beobachtungsteil möchten wir auch die Auswertung der Daten verbessern. Zu diesem Zweck haben wir einen "Informatik-Flügel" der Astrogruppe ins Leben gerufen. Hier arbeitet Alex Maestrini an einem Programm, welches es uns ermöglichen wird, die gewonnenen Bilder im FITS-Format nach Belieben zu manipulieren, um die letzten Tropfen an Information aus ihnen herauszuholen und auch, um die Eigenheiten der CCD-Kamera besser zu verstehen. Dominik Rainer und Tiziano Munaro suchten ihrerseits erfolgreich nach einer einfach zu bedienenden Softwarelösung, um die Maximumszeiten von CY Aquarii präzise vorherzusagen.

In Summe also ein sehr gelungener und intensiver Einstieg in das heurige Astro- Schuljahr!


Die Bahtinovmaske.


Die Bahtinovmaske beim Einsatz am Teleskop.


Das Teleskop im eisigen Einsatz. Man sieht hinten die CCD-Kamera am Teleskop. Die Taukappe ist an einem Streifen eisfrei - dort heizen wir mit stromdurchflossenem Konstantandraht.


Die Lichtfolie wird oben aufs Teleskop gelegt und leuchtet gleichförmig hinein. Drei Lagen Papier reduzieren das Übermaß an Licht.


Ein Beispiel für eine Flatfieldaufnahme. Das dunkle Muster aus "Dust-Donuts" kommt von Staubteilchen, welche auf dem Eingangsfenster der CCD-Kamera sitzen. Diese werden unscharf auf dem Chip abgebildet und reduzieren selektiv die Empfindlichkeit. Genau diesen Effekt versuchen wir mit solchen Aufnahmen auszugleichen. Die viel kleineren Kringel sind Staubkörner, welche direkt auf dem Chip sitzen. Das Streifenmuster am linken Rand ist uns ein Rätsel. Wer hier Antworten weiß, möge sich bitte melden!



Statusbericht zum 04.02.12

Der Herbst/Winter des Jahres 2011 bot bei vielen Gelegenheiten gute Beobachtungsbedingungen was die Bewölkung anbelangte, sodass wir in der Lage waren in 12 Nächten CY Aquarii zu photometrieren. Dabei nahmen wir insgesamt 3466 Bilder des Sterns mit Umgebung auf, jeweils mit Dark- und Flatfield-Aufnahmen.

Die Strategie bei Light- und Dark-Aufnahmen blieb dieselbe wie im letzten Jahr, doch heuer konnten wir die ganze Beobachtungssaison über die 35 Sekunden Belichtungszeit beibehalten. CCD-Soft war wiederum die Aufnahmesoftware und die wichtige Synchronisierung der Uhrzeit vor Beginn jedes Beobachtungsabends erfolgte wie im letzten Jahr über das Internet mit dem Zeitserver des US-Naval-Observatory tock.usno.navy.mil.

Bei den Flatfiels-Aufnahmen haben wir die Belichtungszeiten gegenüber des letzten Jahres durch das Einbringen von mehreren Lagen Papier und mattem Plexiglas zwischen Teleskop und Leuchtfolie gestreckt. Sie lag damit durchwegs bei 7 Sekunden, was zu etwa 40.000 Counts im hellsten Pixel führte. Eine vorherige Untersuchung der Eigenschaften unserer Kamera (ST8-XME) zeigte, dass wir uns bei diesem Wert noch gut im linearen Bereich des Chips bewegen.

Die Änderung bei den Flatfields erfolgte als Reaktion auf die Sorge des Astrophysikers Taavi Tuvikene, der im letzten Jahr unsere Rohdaten auswertete. Er befürchtete bei Belichtungszeiten von unter einer Sekunde ein sogenanntes "shutter pattern" in den Aufnahmen, also ein Muster das aufgrund der unterschiedlich langen Belichtungszeit für unterschiedliche Bereiche auf dem Chip hervorgerufen wird. Der Verschluss der Kamera schiebt sich nämlich von einer Seite vor den Chip und zieht sich dann wieder auf dieselbe Seite zurück. Damit wird diese Seite insgesamt weniger lang belichtet, als die gegenüberliegende, was zu einem Helligkeitsgradienten im Bild führt. Bei der Flatfield-Korrektur würde man diesen Fehler dann in alle Bilder übertragen.

Die milden Temperaturen machten das Arbeiten heuer leichter als in anderen Jahren. Erst spät im Dezember erreichten wir beim Abkühlen des CCD-Chips Temperaturen von -40°C. Sehr störend war das Flutlicht des nahen Fußballplatzes. Seit der Verlegung des Kunstrasens sind die Lichter täglich bis 22:00 Uhr eingeschaltet. Gerade im Spätherbst, wenn CY tief im Westen steht, beeinträchtigt das die Qualität der Ergebnisse enorm. Mit bloßem Auge lassen sich dort kaum Sterne erkennen.

Eine Publikation der neuen Ergebnisse im "Journal of Astronomical Data" erwarten wir für März. An dieser Stelle wird dann wieder darüber berichtet.

Chinast 20A Rocket

Im Bild: Am Abend des 02.11.11 um 20:02 Uhr MEZ zog ein ungewöhnliches Objekt nahe an CY Aquarii (heller Stern rechts) vorbei. Es bewegte sich sehr langsam für einen Satelliten und seine Helligkeit nahm periodisch zu und ab. Oben sieht man eine Montage von drei Einzelbildern zu je 35 Sekunden. Die Unterbrechungen der Spur liegen an der Auslesezeit des Chips zwischen den Aufnahmen. Das Objekt flog mit einer Geschwindigkeit von etwa 17 Bogensekunden/Sekunde.

Julian Durnwalder gelang es mit Hilfe der Internetseite Calsky (www.calsky.com), das Objekt als "Chinast 20A Rocket" zu identifizieren. Das Objekt ist nur etwa 3,6 Quadratmeter groß und wurde gleichzeitig mit einem chinesischen Militär-Kommunikationssatelliten im November 2010 ins All geschossen.

Das An- und Abschwellen der Helligkeit hat seinen Ursprung in der Rotation des Objektes, welches uns dadurch immer unterschiedlich große Querschnittsflächen zeigt. Außerdem ist die Spur "zittrig", was ein Effekt der Luftunruhe (Seeing) ist. Wir planen, das Objekt bei günstiger Gelegenheit nochmals zu beobachten und werden dann ausführlicher berichten.


Statusbericht zum 23.10.16

Seit dem letzten Statusbericht sind etliche Jahre vergangen, aber das CY-Aquarii-Projekt ist nach wie vor das Herzstück unserer Arbeit. Die meisten Beobachtungsnächte im Schulobservatorium sind diesem Stern gewidmet.

In den vergangenen Jahren haben wir an der Verbesserung unserer Datengewinnung und an unserer Ausrüstung gefeilt. Ein großer Schritt nach vorne war dabei der Wechsel des Beobachtungsstandorts. Statt auf dem Dach unserer Schule beobachten wir jetzt an einem Außenposten auf 1600 m Meereshöhe, abseits von allen störenden Lichtquellen. In mondlosen Nächten messen wir hier regelmäßig eine Himmelshelligkeit von 21.3 - 21.5 mag/arcsec^2. Zudem sind wir durch diesen Schritt dem Bodennebel Brunecks entflohen und haben jetzt viel öfter freien Blick auf die Sterne. Siehe hierzu die Projektbeschreibung unter diesem |Link|.

Ein mindestens ebenso großer Fortschritt war die Anschaffung einer sauber laufenden und tragfähigen Montierung. Hier haben wir uns für die GM2000QCI des italienischen Unternehmens 10micron entschieden. Im Observatorium unserer italienischen Nachbarschule gibt es bereits eine solche und dort konnten wir gute Erfahrungen sammeln. Durch die Nutzung dieser Montierung ist die Zeit länglicher Sternabbildungen Vergangenheit. Sauber aufgestellt und justiert können wir bei der aktuell genutzten Belichtungszeit für CY Aqr von 15 s auf Guiding verzichten. Nur im Laufe einiger Stunden macht sich eine Drift des Feldes bemerkbar. Diese korrigieren wir aber bei den gelegentlichen Fokusläufen bzw. beim Meridianflip.

Zur Dokumentation unserer Arbeit nutzen wir nunmehr ein digitales Astrolog, welches vom Ex-Schüler und inzwischen Informatikstudenten Tiziano Munaro gemeinsam mit einem Studienfreund entwickelt wurde. Es erlaubt es sämtliche Daten im Zusammenhang mit einer Beobachtungsnacht zu protokollieren, so z.B. Wetter, Mond, Himmelshelligkeit, Beobachter, Seeing und sonstige Anmerkungen. Das Astrolog ist für jeden nach einer Registrierung zugänglich und findet sich unter diesem |Link|. Wir hoffen, dass Tiziano bald Zeit findet, um die von uns gesammelten Verbesserungsvorschläge umzusetzen.

Für das Scharfstellen der Bilder nutzen wir nach wie vor die Bahtinov-Maske. In der aktuell laufenden Beobachtungssaison möchten wir aber auch den Einsatz eines Fokusmotors testen. Wir nutzen das 2''-Modell TCF-S der Firma Optec, welches auch über eine Temperaturkompensierung verfügt. Besonders von diesem Feature versprechen wir uns viel. Durch den Temperaturabfall einer Nacht zieht sich der Metall-Tubus unseres Teleskops zusammen, was zur Drift des Fokuspunktes führt. Bislang mussten wir deshalb unsere Belichtungsserie immer wieder unterbrechen, um das Teleskop neu zu fokussieren. Die Bilder einer Nacht waren somit vom Gesichtspunkte der Schärfe nie ganz homogen. Leider haben wir noch Schwierigkeiten den Fokusmotor passgenau mit unserem Teleskop zu verbinden, ohne dass ein Bildebenenverkippung auftritt. Wir hoffen, dass uns unsere Nachbarschule, die TFO, hier einen passenden Adapter drehen kann.

Eine kleine Statistik der Jahre 2012 bis 2015, wobei die aktuell laufende Saison nicht berücksichtigt wurde:

  • 16901 aufgenommene Bilder von CY Aqr (light frames)

  • davon 1296 in 5 Nächten in 2012
    davo 2242 in 7 Nächten in 2013
    davon 3819 in 6 Nächten in 2014
    davon 9544 in 21 Nächten in 2015

  • allnächtlich gewonnene Kalibrationsaufnahmen (dark und flatfield frames)
  • 16901 Helligkeitsmessungen von CY Aqr
  • 81 ermittelte Maximumszeiten von CY Aqr
  • Gesamtbelichtungszeit von etwa 77 Stunden
  • etwa 14,5 GB an Bilddaten


Die Arbeit dieser Jahre mündete kürzlich in einer Publikation, bei der zu unserer Freude neun aktuelle und ehemalige Mitglieder der Schulgemeinschaft als Ko-autoren gelistet werden. Es ist die 4. Publikation der Astrogruppe und die bislang umfassendste. Details zu den Daten und die Publikation selbst findet sich unter dem folgenden |Link|

Wie man im O-C-Diagramm sieht, hat sich das Verhalten des Sterns irgendwann zwischen 2012 und 2013 dramatisch geändert. Eine abrupte Änderung der Periode dieses Pulsationsveränderlichen, ein sogenannter Periodensprung, scheint die beste Erklärung zu sein. Was dies für die Doppelsternhypothese bedeutet sei dahingestellt. Die Astronomiegruppe bleibt in jedem Fall am Ball!

Paper Kopf

Im Bild: Kopf des 2016 im Journal of Astronomical Data publizierten Papers.

LX200 mit CCD-Kamera

Im Bild: Aufbau des Teleskops 2016 in der Rolldachhütte. Am rückwärtigen Ende der Optik sind der Fokusmotor und die CCD-Kamera angeschlossen. Vorne sieht man die Bahtinov-Maske zum Scharfstellen.