Sternbedeckung durch (1010) Marlene am 25.08.2019

Am 25.08.2019 um 04:05:03 MESZ sollte der Stern UCAC4 561-026842 vom Hauptgürtel-Asteroiden (1010) Marlene bedeckt werden. Genaue Informationen zum Ereignis lieferte die Software Occultwatcher über die IOTA-Updates (Steve Prestons predictions). Meine Position befand sich innerhalb des vorausberechneten Schattenpfades, 13 km von der Zentrallinie entfernt. Ich beobachtete von meiner Dachsternwarte in Kaufering aus.



Die Wetteraussichten waren gut. Am Tag wechselten Sonne und Wolken ab, am Abend zogen zunächst Schleierwolken durch. Nach deren Auflösung war es klar aber sehr dunstig. Die Temperatur lag um 21:00 Uhr bei 19°C, gegen 04:00 Uhr bei 15°C, es herrschte Windstille, das Seeing war mittelmäßig. Die Bedeckung sollte in 23° Höhe über dem Osthorizont stattfinden. Der nahe stehende abnehmende Mond störte nur geringfügig. Zur Aufnahme verwendete ich das Meade-Teleskop 14" ACF auf Taurus GM-60 und die Kamera QHY 174M-GPS mit Reducer und IR-Sperrfilter. Die Kamera besitzt einen eingebauten GPS-Empfänger, der einen internen Oszillator mit dem 1PPS-Signal synchronisiert. Dadurch wird eine extrem hohe Genauigkeit des Zeitstempels (auf die Mikrosekunde) erreicht. Nähere Infos sind auf der QHYCCD-Webseite zu finden.

Die gemeinsame Helligkeit der beiden Objekte (Stern + Asteroid) kurz vor und nach der Bedeckung sollte ca. 10,9 mag betragen. Der Stern allein hat nach Angabe in Occultwatcher ebenfalls eine Helligkeit von 10,9 mag. Die Bedeckung sollte maximal 1,4 s dauern mit einem Helligkeitsabfall von 5,4 mag. Um ein gut auswertbares Signal-Rauschverhältnis zu erreichen, entschied ich mich für eine Belichtungszeit von 381 ms. Die Totzeiten sind bei dieser Kamera extrem kurz.
Die visuelle Helligkeit des bedeckten Sterns weicht in verschiedenen Katalogen kaum voneinander ab, siehe nachstehende Tabelle. Die eigene Helligkeitsmessung mit Astrometrica ist ebenfalls aufgeführt.

Zuerst dachte ich, ich kann die Bedeckung nicht verfolgen, da der Osthorizont von der Giebelwand meiner Sternwarte verdeckt wird. Das Ereignis fand jedoch nicht exakt in östlicher Richtung statt, sondern um einige Grad nach Süden versetzt. Dadurch schaute das Teleskop knapp und ohne Abschattung an der Giebelwand vorbei. Erfreut über diese Tatsache ging ich an die Vorbereitung. Aus nachträglich unerfindlichem Grund steuerte das Teleskop zunächst die falsche Position an. Ich verbrachte viel Zeit mit dem vergeblichen Versuch, das Sternenmuster mit demjenigen in HNSky in Übereinstimmung zu bringen. Nachdem ich das Teleskop neu und korrekt ausgerichtet hatte, konnte ich den gesuchten Stern schnell identifizieren. Nun wurde die Zeit knapp. Das GPS-Modul der Kamera lieferte unvollständige Daten. Der Status verblieb auf "Partial Data" anstelle von "Locked". Das bedeutet, dass zwar die genaue Zeit empfangen wurde aber die Daten zur geografischen Position fehlen. Ich startete trotzdem die Aufnahme, um die Bedeckung nicht zu verpassen. Durch Ortsveränderung des GPS-Empfängers und mehrfaches Ein- und Ausschalten des GPS-Moduls versuchte ich die Situation zu verbessern.

Ich startete die Aufnahmeserie um 04:04:30.23 Uhr MESZ und beendete um 04:06:26.43 Uhr MESZ. Die Bedeckung sollte um 04:05:03 Uhr MESZ stattfinden. In den knapp 2 min habe ich 305 Bilder erhalten. Da ich mit der Problemlösung beschäftigt war, bekam ich das kurze Verschwinden und Wiederauftauchen des Sterns am Bildschirm nicht mit. Erst beim Ansehen des aufgenommenen Videos (*.ser file) erkannte ich, dass ich die Sternbedeckung positiv beobachtet hatte. Dabei war während der Bedeckung das GPS-Modul eingeschaltet gewesen (welch ein Glück!), dadurch fehlen zwar die Zeiteinblendungen auf den Einzelbildern, da stehen nur Nullen, aber im GPS-Logfile waren die exakten Zeitpunkte aufgezeichnet worden. Bis Frame 66 war GPS ausgeschaltet, dann wird die ungenaue Systemzeit eingeblendet. Ich konnte daraus sowohl die Differenz aus Systemzeit und GPS-Zeit ermitteln als auch die Frames zu den Aufzeichnungen im Logfile exakt zuordnen. Damit war das Timing der Bedeckung gerettet! Wenige Minuten nach der Bedeckung meldete das GPS-System dann das gewüschte "Locked" Manchmal läuft eben nicht alles glatt.

Die Aufnahmedaten sind:

    Belichtungszeit: 381 ms
    Gain           : 450
    Gamma          : 1,19
    Chip-Temperatur: 0°C
    Offset         : 0
    Format         : 800x600 MONO8
    GPS            : Partial Data
    Software       : SharpCap 3.2.5986.0

Etwa 22 min nach der Sternbedeckung fertigte ich eine weitere Aufnahmeserie mit längerer Belichtungszeit an, um Umgebungssterne mit abbilden zu können. Der Asteroid ist ganz schwach ebenfalls zu erkennen.


25.08.2019 04:27 MESZ, Meade 14" ACF auf Taurus GM-60, QHY 174M-GPS, L-Kanal, 100x0,8s belichtet, die Positionen des Sterns und des Asteroiden sowie des Referenzsterns sind markiert.

Die Auswertung ist insgesamt aufwändig. Zunächst zerlegte ich das aufgenommene *.ser File in einzelne *.fit Bilder. In diesen wurde anschließend mit der automatischen Aperture Photometry in IRIS die Helligkeit in jedem Bild bestimmt. Die grafische Darstellung der Messwerte gelingt am besten mit Gnuplot. Da gibt es größere Freiheiten zur Anpassung des Diagramms.


Lichtkurve des bedeckten Sterns (rot) sowie des Referenzsterns (Grau) mit Gnuplot; Die Werte an der y-Achse sind willkürliche Einheiten.

Die Bestimmung des exakten Beginns und des Endes der Bedeckung erfolgte anhand der anteiligen Belichtungszeit in den Frames 90 und 93. Auf Frame 90 erscheint der Stern mit 27% und auf Frame 93 mit 66% seiner Helligkeit. Das bedeutet, auf Frame 90 wurde der Stern kurz vor Ablauf der Belichtungszeit bedeckt. Auf Frame 93 erscheint er nach 1/3 der Belichtungszeit wieder. Aus den beiden Helligkeitswerten habe ich linear auf die anteilige Belichtungszeit geschlossen. Die Skizze mit den Rechteckkurven verdeutlicht das.


Bestimmung des Beginns und des Endes der Bedeckung anhand der anteiligen Belichtungszeit in den Frames 90 und 93.

Gemessene Zeiten zur Bedeckung:

     Beginn: 02:05:04,240 UT (+/- 0,05 s)
     Mitte : 02:05:04,824 UT (+/- 0,05 s)
     Ende  : 02:05:05,409 UT (+/- 0,05 s)
     Dauer : 1,17 s  (+/- 0,05 s)

Aus der Bildserie habe ich ein animated GIF erstellt, dass das Verschwinden des Sterns zeigt.


Sternbedeckung durch (1010) Marlene (animated GIF, 600x450, 9 s, 3,7 MB)
Auf den Bildern 91 und 92 ist der Stern komplett verschwunden.


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[ Stand: 28.08.2019 | Gregor Krannich | Gregors Astronomieseite ]