30.8.2014 t.zwach photometrie mit der digitalen spiegelreflexkamera
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30.8.2014 T.Zwach
Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera
Grundlagen
• Was ist Photometrie– Misst die Stärke der Strahlung
(Strahlungsstrom s)
– s = beim Beobachter ankommender Strahlungsstrom
= pro Flächen- und Zeiteinheit aufgefangene Lichtmenge
= Beleuchtungsstärke
2Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Warum
3Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Quelle: Sterne in Symbiose, Doppelsternsystem: http://www.wissenschaft-online.de/artikel/972733&_wis=1
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.
5Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Grundlagen
– Größenklassensystem nach
Pogson (1829-1891)
6Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Quelle: http://www.greier-greiner.at/hc/helligkeit.htm
Grundlagen
7Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Quelle: http://www.greier-greiner.at/hc/helligkeit.htm
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
8Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Grundlagen, UBV - System
9Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Quelle: www.astro.uni-jena.de/Teaching/Praktikum/astropra_jw.pdf
Grundlagen, UBV - System
10Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Grundlagen, UBV - System
11Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Praxis, Techniken
12Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
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
Praxis, Differenzielle Photometrie
13Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
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
Praxis, Best I can
14Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
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.
Atmosphärische Extinktion
15Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Table Ia. "Average" Atmospheric Extinction in Magnitudes for
Various Elevations Above Sea Level (h, in km)
z = 90 - Altitude z h = 0 h = 0.5 h = 1 h = 2 h = 3
1 0.28 0.24 0.21 0.16 0.13
10 0.29 0.24 0.21 0.16 0.13
20 0.30 0.25 0.22 0.17 0.14
30 0.32 0.28 0.24 0.19 0.15
40 0.37 0.31 0.27 0.21 0.17
45 0.40 0.34 0.29 0.23 0.19
50 0.44 0.37 0.32 0.25 0.21
55 0.49 0.42 0.36 0.28 0.23
60 0.56 0.48 0.41 0.32 0.26
62 0.60 0.51 0.44 0.34 0.28
64 0.64 0.54 0.47 0.37 0.30
66 0.69 0.59 0.51 0.39 0.32
68 0.75 0.64 0.55 0.43 0.35
70 0.82 0.70 0.60 0.47 0.39
71 0.86 0.73 0.63 0.49 0.40
72 0.91 0.77 0.66 0.52 0.43
73 0.96 0.81 0.70 0.55 0.45
74 1.02 0.86 0.74 0.58 0.48
75 1.08 0.92 0.79 0.62 0.51
76 1.15 0.98 0.84 0.66 0.54
77 1.24 1.05 0.91 0.71 0.58
78 1.34 1.13 0.98 0.76 0.63
79 1.45 1.23 1.06 0.83 0.68
80 1.59 1.34 1.16 0.91 0.74
81 1.75 1.48 1.28 1.00 0.82
82 1.94 1.65 1.42 1.11 0.91
83 2.19 1.86 1.60 1.25 1.03
84 2.50 2.12 1.83 1.43 1.17
85 2.91 2.46 2.13 1.66 1.36
86 3.45 2.93 2.53 1.97 1.62
87 4.23 3.59 3.10 2.42 1.99
88 5.41 4.59 3.96 3.09 2.54
89 7.38 6.26 5.40 4.22 3.46
90 11.24 9.53 8.23 6.42 5.28
Quelle: http://www.cfa.harvard.edu/icq/ICQExtinct.html
Quelle: http://www.asterism.org/tutorials/tut28-1.htmQuelle: http://spiff.rit.edu/classes/phys445/lectures/atmos/atmos.html
Praxis
17Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
3,0 – 3,8m
4,71m
2,62m
Praxis, Epsilon Auriga
18Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
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
Praxis, Epsilon Auriga historische Lichtkurve
19Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Quelle: AAVSO
leuchtet alle 27 Jahre für etwa zwei Jahre nur halb so hell, im August 2009 war es wieder so weit
Auffinden AAVSO Suche
21Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
http://www.aavso.org/vsx/index.php?view=search.top
Auffinden AAVSO Validation File
22Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Praxis
23Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Praxis
24Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
BAV…Bundesdeutsche Arbeitsgemeinschaft für Veränderliche Sterne
Praxis, Epsilon Auriga
26Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
3,0 – 3,8m
4,71m
2,62m
Winkelabstand 13°
Ausrüstung
27Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
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
Praxis, Einzelbild
28Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Kalibrieren z.B. AIP4WIN od. MaxIm DL
29Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Kombinieren mit AIP4WIN od. MaxIm_DL
30Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Praxis, Farbbild als FITS
31Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Praxis
32Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Praxis
33Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Praxis, AIP4WIN
34Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Volumen wird berechnet
Praxis
35Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Praxis
36Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
DataLog AIP4WIN
37Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
DataLog in Excel exportieren
38Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
DataLog in Excel exportieren
39Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Auswertung in Excel
40Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Auswertung in Excel
41Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Praxis Präzission visuell
42Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Eigene Messung
Eigene Messung korr. Atm. Extinktion
2,985 2,9702,959 2,9362,967 2,9512,999 2,9712,954 2,9452,933 2,925
MW 2,966 2,950SD 0,023 0,018SD in% MW 0,788 0,623
Absolut max-min 0,066 0,046
Praxis Richtigkeit visuell
43Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
AAVSOEigene
Messung
Eigene Messung korr. Atm
Ext.2,982 2,985 2,972,975 2,959 2,9362,968 2,967 2,9512,985 2,999 2,971
2,954 2,9452,933 2,925
MW 2,9775 2,966 2,950DIFF 0,011 0,028DIFF in % 0,380633 0,934789
Ergebnisse Chi Cyg
46Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Von Kirch im Jahre 1686 als dritten Veränderlichen überhaupt nach Mira und Algol entdeckt
http://www.waa.at/bericht/2006/08/20060824tzw21.html
Ergebnisse Chi Cyg
47Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Messung des Maximums siehe Folie 45
Was ist aus Epsilon Auriga geworden?
48Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Was ist aus Epsilon Auriga geworden?
49Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Mein Beitrag ist gefragt!
Beobachtungsaufrufe: http://bav-astro.de/
50Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Homepage Wolfgang Vollmannhttp://members.aon.at/wolfgang.vollmann/var_digital/var_digital.htm
Kann Kontakt zur BAV herstellen
Praxis
53Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Quellen
Quellen
54Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
Websites, Quellen
55Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
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
Websites, Quellen
56Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
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
57Photometrie mit der digitalen Spiegelreflexkamera, T. Zwach
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.
Danke für Eure Aufmerksamkeit
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