Sternbedeckung durch Pluto am 19.07.2016


Am 19.07.2016 sollte der Stern UCAC4 345-180315 vom Zwergplaneten Pluto bedeckt werden. Genaue Informationen zum Ereignis hat die IOTA-ES zur Verfügung gestellt: http://www.iota-es.de/pluto-19072016.html [1]. Die Wetteraussichten waren sehr gut, an dem Tag war es sommerlich heiß und sehr klar. Am Abend (gegen 22:45 MESZ) waren immer noch 22 °C. Pluto stand allerdings sehr tief am Horizont (bei 16,7 ° Höhe) und der volle Mond hatte nur einen Abstand von ca. 11 °! Zur Aufnahme verwendete ich wegen der hohen Empfindlichkeit die gekühlte CCD-Kamera Moravian G2-8300FW. Die Helligkeit der beiden Objekte (Stern + Pluto) vor und nach der Bedeckung sollte lt. [1] ca. 13.6 mag betragen. Um sicher einen Helligkeitsabfall nachweisen zu können, entschied ich mich für eine Belichtungszeit von 3 s. Allerdings benötigt die Kamera zum Auslesen, Übertragen und Initialisieren eines Bildes im 3x3-Binning-Modus ca. 4.2 s, so dass nur alle 7.2 s ein neues Bild entstand.

Ich startete die Aufnahmeserie um 22:45 Uhr MESZ und beendete um 23:02 Uhr MESZ. Die Bedeckung sollte um 22:54 Uhr MESZ das Maximum erreichen. In den 17 min habe ich 145 Bilder erhalten. Schon während der Aufnahme bemerkte ich einen Helligkeitsabfall von Stern + Pluto.

Stern und Pluto
19.07.2016 22:45 - 22:51 MESZ, 14" ACF Teleskop auf Taurus GM-60, Moravian G2-8300FW, 3x3 Binning, L-Kanal, ohne Guiding, 55x3s belichtet, die Ersten 55 Bilder der Serie wurden addiert, die Position von Stern bzw. Pluto ist markiert.

Die Auswertung gestaltete sich schwierig und aufwändig. Zunächst installierte ich die Software Muniwin und machte mich mit ihr vertraut (siehe z.B. Tutorial mit Kultpotential von Erik Wischnewski: https://www.youtube.com/watch?v=xgofdT3Uuk0). Es zeigte sich, dass ich die Bedeckung erfolgreich beobachtet hatte. Es war ein eindeutiger Helligkeitsabfall zu erkennen. Nach genauerer Betrachtung stellte sich heraus, dass Muniwin gerade während der Bedeckung die Helligkeit in einigen Bildern nicht bestimmen konnte. Sollten gerade die wichtigsten Messpunkte verloren sein? Das Problem konnte auch durch Verwendung der Rohbilder (ohne Dark- und Flatkorrekur) nicht beseitigt werden.


Auswertung mit Muniwin
Auswertung mit Muniwin, die Helligkeitsdifferenz zeigt einen deutlichen Helligkeitsabfall zwischen Stern bzw. Pluto (rot markiert) und dem Referenzstern (UCAC4 345-180294), grün markiert.


Abhilfe schaffte die Möglichkeit, die Helligkeitsmessung von Hand vornehmen zu können. Dadurch waren die Messpunkte gerettet. Zur Verbesserung der Situation suchte ich nach anderen Tools, die möglichst automatisiert Helligkeiten messen können.

  1. Astrometrica kann Helligkeiten messen, allerdings nicht automatisiert für viele Bilder (max. 25 lassen sich gleichzeitig laden). Man muss jedes Bild von Hand durchklicken - ein enormer Aufwand. Zudem war die Standard-Aperturmaske (Centroid) unpassend. Dadurch sind sehr große Schwankungen entstanden. Die Bedeckung war damit nicht auswertbar.
  2. Iris hat eine Funktion für die Apertur-Photometrie, auch für die automatisierte Anwendung. Diese Funktion und ihr Hintergrund sind sehr gut in der Doku beschrieben. Nach einigen Läufen zur Anpassung der Aperturmaske lieferte Iris die beste Auswertung.



Vergleich der Messungen mit Iris und Muniwin
Vergleich der Messungen mit Iris und Muniwin (alle Messpunkte) in Gnuplot aufbereitet;
Die Helligkeiten sind noch nicht mit einem Vergleichsstern angepasst.


Auswertung der Iris-Messung mit Referenzstern
Auswertung der Iris-Messung mit Referenzstern;
Damit konnten die Eigenschaften der Bedeckung bestimmt werden.

Gemessene Daten zur Bedeckung:

    Beginn: 20:52:22.4 UT
    Mitte : 20:53:01.1 UT
    Ende  : 20:53:39.9 UT
    Dauer : 77.5s
    Helligkeitsabfall: 0.48 mag

    Mittelwert V-Helligkeit Referenzstern: 12.58 mag (aus Werten von NOMAD1, UCAC4 und GSC2.3)
    Mittelwert V-Helligkeit Stern + Pluto: 13.45 mag (Mittel aus den Bildern 1-61,73-145)
    Mittelwert V-Helligkeit Pluto        : 13.94 mag (Mittel aus den Bildern 63-72)

Aufgrund der großen Schwankungen lassen sich aus den Messdaten keine Informationen zur Atmosphäre Plutos ableiten. Beim Eintritt liegt der Messwert aus Bild #62 genau zwischen den Helligkeiten für bedeckt bzw. unbedeckt. Beim Austritt ist kein Helligkeitswert in dieser Zwischenzone. Aussagen dahingehend sind hier nicht sicher bzw. nicht eindeutig.

Aus der Bildserie können mit Hilfe eines selbst geschriebenen Perl-Scripts und der Software Iris jpg-Bilder für ein Video vorbereitet werden. Dazu werden im Script folgende Randbedingungen festgelegt:

Aus der Serie der so vorbereiteten jpg-Bilder lässt sich z.B. mit ffmpeg ein Video oder animated GIF erstellen.

Sternbedeckung durch Pluto im Zeitraffer Gif-Animation
Sternbedeckung durch Pluto (Zeitraffer, animated GIF, 520x390, 20s, 2.3MB)
Die Bilder 45 - 84 wurden verwendet. Auf den Bildern 63 - 72 ist der Helligkeitsabfall zu erkennen.


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[ Stand: 22.10.2016 | Email Icon Gregor Krannich | Gregors Astronomieseite ]