Sternbedeckungen durch Kleinplaneten
Immer wieder treten Kleinplaneten vor Fixsterne und bedecken diese. Betrachtet man den Fixstern als schwache, extrem weit entfernte Lichtquelle, so wirft der Asteroid gleichsam seinen eigenen Schatten auf die irdische Kugeloberfläche.
Dieser Schatten ist genauso geformt wie der Umriss des Kleinplaneten. Ließe sich der Schatten auf der Erdoberfläche nachzeichnen, wüsste man also den kleinplanetaren Umriss. Der Asteroid bewegt sich im Raum natürlich weiter, die Erde ebenso. Außerdem rotieren beiden Körper um ihre Achsen.
Weil die meisten Asteroide Winzlinge sind, zieht der Schatten als schmaler Pfad über die Erdoberfläche. Um ihn nachzuzeichnen, beobachten etliche Amateure im Schattenpfad bzw. nahe desselben. Sie stoppen die Zeitpunkte, wann sie der Schatten erreicht und wann er sie wieder verlässt. Sie halten also Beginn- und Endzeitpunkt der Bedeckung fest.
Die einzelnen Beobachter (farbige Linien) im Pfad sehen Beginn und Ende der Bedeckung zu unterschiedlichen Zeiten. So lässt sich der Schatten nachzeichnen (idealisiert)
Angestrebt wird eine Genauigkeit von Sekundenbruchteilen. Wie man in obiger Grafik leicht erkennt, sind auch negative Ergebnisse ("keine Bedeckung") wichtig - sofern der Beobachter nicht allzu weit vom Bedeckungspfad entfernt ist.
Wozu ist das gut?
Mit erfolgreichen Beobachtungen möglichst zahlreicher Teilnehmer lassen sich
- die Kenntnis der Bahndaten dieses Asteroiden verbessern
- sein Durchmesser feststellen
- sein aktueller Umriss nachzeichnen
- nach etwaigen Asteroidenmonden suchen - denn ein solcher Mond würde für einen Teil der Beobachter einen zweiten Lichtrückgang vor oder nach der Hauptbedeckung verursachen. Daher sollte man den Stern einige Minuten vor bis nach dem berechneten Ereignis im Auge behalten
- extrem enge Doppelsterne entlarven, mit 0,3 bis 0,001". So löste Herbert Raab den Stern HIP 76293 bei einer Gonnessia-Bedeckung in zwei Komponenten auf. Ihr Abstand: bloß 0,04"
Sehen einzelne Beobachter eine zweite Bedeckung, weist das auf einen Kleinplaneten-Mond hin
Einschränkende Bedingungen
Es gibt viele Dutzend solcher Bedeckungen pro Monat. Doch leider müssen etliche Bedingungen erfüllt sein, damit man die Bedeckung mitverfolgen kann. Das reduziert die Anzahl der wirklich sichtbaren Ereignisse drastisch
- Der Stern sollte möglichst hoch am Himmel stehen, die Sonne tief unter dem Horizont (siehe: Dämmerung).
- Der Beobachter muss im zu erwartenden, schmalen Schattenpfad oder nahe diesem weilen
- Er muss freie Sicht auf den Stern haben, was im städtischen Gebiet schwierig werden kann
- Die Helligkeit des zu bedeckenden Fixsterns hat deutlich über der Grenzgröße des Teleskops am jeweiligen Standort zu liegen. Es genügt hier eher nicht, das Sternchen mit indirektem Sehen gerade noch zu erspähen. Man muss es sicher und stetig im Blick haben
Bildfeld vor der Bedeckung
Bildfeld während Bedeckung
Bildfeld nach der Bedeckung
- Das Sternenlicht kann während der Bedeckung ganz verschwinden oder nur geschwächt sein. Der Lichtrückgang muss trotz des Sternenfunkelns gut bemerkbar sein, also nicht bloß z.B. 0,1 mag erreichen.
Asteroid und Stern verschmelzen scheinbar miteinander zu einem einzigen Lichtpunkt. Wird der Stern bedeckt, bleibt immer noch das Licht des Asteroiden übrig. Daher darf der Asteroid nicht wesentlich heller sein als der Stern. Je dunkler der Asteroid in Relation zum Stern, desto stärker und auffälliger ist der Lichtrückgang. Sind beide gleich hell, sinkt die Gesamthelligkeit um 0,8 mag
- Die Bedeckung muss lange genug andauern, um sie sicher wahrzunehmen. Unter einer viertel oder halben Sekunde wird man sich schwer tun
Die Vorherberechnung
Man muss im Vorhinein wissen, wann man welches Sternchen ins Visier zu nehmen hat. Dazu dient vor allem das (kostenlose) Programm OccultWatcher (Download). Es filtert die Ereignisse nach dem jeweiligen Beobachtungsort, der Sternhelligkeit und der Stärke des Lichtrückgangs.
Occult Watcher - hier steht der Beobachter günstig, aber das Sternchen ist schwach
Das Programm bietet vielfältige Informationen. Meine Kurzanleitung zum Occult Watcher finden Sie hier.
Mit Aug' und Stoppuhr messen
Hier blickt man - ähnlich wie bei den vertrauteren Sternbedeckungen durch den Mond - mit dem Auge durchs Teleskop und drückt bei Beginn und Ende der Bedeckung die Stoppuhr.
Speichert die Uhr mehrere Zeiten ab, kann man damit auch etwaige Zweitbedeckungen durch Monde festhalten.Davor oder danach wird die Uhr mit einem Zeitzeichensignal verglichen.Diese Methode benötigt den geringsten Aufwand, ist aber schon wegen der schwer einschätzbaren Reaktionszeit wohl bestenfalls auf eine halbe, eher auf eine ganze Sekunde genau.
Mit Video geht's genauer
Etliche Amateure und Profis filmen das Ereignis lieber. Am Teleskop kommen zum Einsatz:
- Digitale CCD-Kameras mit oder ohne Bildverstärker
- Analoge Videokameras, die über ein externes Video Capture Device digital ans Notebook angeschlossen werden. Die International Occultation Timing Association (IOTA) informiert auf dieser Seite über das empfohlende Equipment
Via GPS-Empänger oder Zeitzeichensignal kommen absolute Zeitmarken hinzu. Solche Videos lassen sich später bequem auswerten. Der technische Aufwand ist hoch, aber ebenso die Genauigkeit. Der subjektive Faktor verschwindet aus der Gleichung.
Drift-Scan-Methode
Einfacher ist die Drift-Scan-Methode, da viele Astro-Amateure sowieso passende digitale Cams besitzen. Dabei montiert man eine lichtempfindliche CCD-Kamera (prinzipiell tut's auch eine DSLR) im Fokus des Teleskops.
Kurz vor Bedeckungsbeginn richtet man es etwas westlich des Sterns aus (also in jener Richtung, in die der Stern ohne Nachführung laufen würde). Danach schaltet man die Nachführung ab und löst die mehrere Sekunden dauernde Belichtung aus.
Der Stern driftet nun westwärts durchs Bild. Während der Bedeckung ist seine Spur unterbrochen oder in ihrer Helligkeit gedämpft. Nach dem Ereignis wird die Belichtung beendet.
Beginn- und Endzeitpunkt der Belichtung müssen exakt festgestellt werden. Die Zeitpunkte des Verschwindens und Wiederauftauchens lassen sich dann linear aus der Lichtspur ermitteln.
Allerdings sind viele der bedeckten Sternchen zu schwach, um sie auf diese Weise abzubilden: Im Vergleich zu einer nachgeführten Aufnahme kostet die Verwandlung in eine Strichspur zusätzlich Licht.Eine englischsprachige Anleitung findet sich hier, samt Link zur Software ScanTracker. Ich habe diese allerdings nicht zum Laufen gebracht, wegen eines Problems mit der Konfigurationsdatei (scantracker.ini).
Wer ist zuständig?
Alle Angaben ohne GewährDie klassische österreichische Frage.
- Hier ist es die International Occultation Timing Association (IOTA), die unter diesem Link eine 380 Seiten starke englischsprachige Anleitung für Sternbedeckungen (durch den Mond oder durch Kleinplaneten) anbietet.
- Für europäische Beobachter gibt es außerdem euraster.net