Binární planetky - vzájemné úkazy

[ladis]

Rád bych zde otevřel zajímavé téma binárních planetek a vzájemných úkazů - zatmění / zákryt.

Téma začnu planetkou Kalliope, kde v lednu a únoru 2017 (tedy nyní) nastávají velmi zajímavé úkazy zatmění Kalliope jejím měsícem Linus. Oba objekty jsou velké cca 170km resp. 30km, Linus obíhá Kalliope ve vzdálenosti cca 600km.

Kalliope rotuje okolo své osy s periodou cca 4.14h, což je velmi dobře amatérsky měřitelné.

Jak jsem se již zmínil, nyní do konce února máme příležitost naměřit zatmění Kalliope Linusem. Stín vržený měsícem na povrch Kalliope způsobí poklesy jasu v hodnotách jednotek až desítek mmag (milimagnitud), tedy jde o měření s citlivostí na úrovni nejjasnějších transitů exoplanet.

Jelikož mám výhled z balkonu jen v rozmezí azimutu od cca 20 do 220st, jsou pro mě dostupné následující tři termíny:

- 27.1.2017 - 3h zatmění začínající kolem 17:25UTC s poklesem jasu cca 50mmag, tedy velmi dobře měřitelné i s 10cm dalekohledem.
- 5.2.2017 - 3h zatmění začínající kolem 17:15UTC s poklesem jasu cca 60mmag!
- 14.2.2017 - 3h zatmění začínající kolem 16:50UTC s poklesem jasu cca 50mmag

Pokud počasí dovolí, samozřejmě zkusím zatmění změřit. Zkuste to též! Je dobré vědět, že je třeba začít s měřením min. o hodinu dříve a skončit o tutéž dobu později. Přesnost předpovědi je nižší, právě +- 60-90 minut.

Situace bude 5.2.2017 vypadat nějak takto:
http://fredvachier.free.fr/binaries/phe ... e_2017.gif


Dne 18.1.2017 jsem se na doporučení a výzvy rokycanské hvězdárny pokusil naměřit fotometricky zatmění Kalliope s následujícím výsledkem:

Jasová křivka Kalliope dne 18.1.2017, kdy mělo probíhat dle předpovědi zatmění:


Sinusoidální tvar demonstruje rotaci planetky, tj. různou odrazivost slunečního světla. Krásně je ze snímku vidět perioda 4.14h s amplitudou cca 0.5mag.

Křivka o noc později z 19.1.2017, kterou jsem pořídil pro účely odečtení a získání čisté křivky zatmění:


Obě naměřené křivky jsem zpracoval v excelu (normalizace časová, klouzavý průměr přes 30s) a sfázoval:


Rozdíl v první části měření je způsoben nikoliv zatměním, ale blendem s blízkými dvěma hvězdičkami, se kterými kalliope doslova splynulo a tím se zvýšil absolutní jas.

Odečet jasových křivek:


Peaky na začátku a konci diferenčního měření jsou způsobeny nepřekryvem měření a vzestup po prvním peaku je právě onen blend efekt.

Je jasně vidět, že zatmění, pokud nastalo dle předpovědi, jsem nenaměřil, i když jsem začal měřit 90 minut před předpokládaným začátkem úkazu a zkončil 90 minut po předpokládaném konci. Drop měl být 0.113mag. To by mělo být v grafu zřetelně vidět, ale není.
Dlouho jsem se pídil po tom, co se stalo (resp. nestalo), až nakonec jsem přišel na to, že pravděpodobně rokycanská hvězdárna vydala špatný odhad poklesu magnitudy. Dle zpřesněné předpovědí na http://fredvachier.free.fr byl pro onu noc 18.1. drop jen 5mmag nikoliv 130mmag!
S 10cm dalekohledem jsem za ideálních podmínek schopen naměřit drop kolem 20mmag, tedy daleko za 5mmag potřebnými. To je spíše pro velké profesionální dalekohledy...

Takže vše vysvětleno, beru to jako trénink a přípravu na další pokusy (dá-li počasí a štěstí!)...

Níže snímky Kalliope vůči hvězdnému pozadí (malý výřez snímků, celkem jsem pořídil 6GB dat v rámci pár tisíc snímků za obě noci):

Kalliope 18.1.2017

Jelikož na počasí se dá cokoliv, jen ne spolehnout, budu rád, pokud se přidáte i někdo další. Upřesnění časů zatmění z našich měření by mělo vědecký význam pro upřesnění rozměrů planetky i měsíce, orbitálních parametrů ad.

[PDlink]

Dle zpřesněné předpovědí na http://fredvachier.free.fr byl pro onu noc 18.1. drop jen 5mmag nikoliv 130mmag!

Ja som sa na toto pozorovanie vybral na svoje observatorium, ale nizka oblacnost to cele zmarila. Bohuzial.

Ale ja na tych strankach stale vidim pokles o 0.13mag. Kde si nasiel tu upresnenu predpoved?

PDlink

[ladis]

Zde: http://fredvachier.free.fr/binaries/phe ... pe2017.txt

[JP]

Jaký SW používáte na fotometrii pohybujících se objektů?

[BiF]

Z obrázků soudím, že zpracování dělá v Munipacku (https://sourceforge.net/projects/c-munipack/)
Od jedné z posledních verzí umožňuje fotometrii pohybujících se objektů...

[ladis]

Jaký SW používáte na fotometrii pohybujících se objektů?

Muniwin 2.1.11 (Match stars / Moving target)

[ladis]

rendered model by Pascal Descamps

Nakonec se obloha smilovala a dala mi v den zatmění planetky Kalliope měsícem Linus i den předem jasno, kdy jsem naměřil křivku zatmění i kontrolní clear křivku.

Níže výsledky měření a detailního zpracování:

- použil jsem pro všechna měření (27.1., 26.1., 22.1.2017) zatmění Kalliope Linusem (VAR) vždy stejnou srovnávací (COMP) a kontrolní (CHECK) hvězdu, aby všechna měření byla absolutně porovnatelná z hlediska magnitud (nutná podmínka pro relevantní měření).


1. Jasová křivka průběhu zatmění (hnědá) z 27.1.2017 a kontrolní clear křivky z 26.1.2017, tedy den předem. To je důležité z hlediska relevance porovnatelnosti jasových křivek planetky. Ta se totiž vlivem pohybu vůči Zemi geometricky promítá (různé natočení vůči pozorovateli) v rámci různých datumů jinak (vliv na křivku má i poloha vůči Slunci) a tedy i se mění jasová křivka (toho se využívá pro modelování tvaru planetek). Pro přímé porovnání vzájemných úkazů je téměř nutné pořídit křivky dny po sobě, což je i na počasí docela náročné...



Šipka "2" znázorňuje peak poklesu magnitudy (delta = 180mmag), tedy maximum zatmění Kalliope Linusem, šipka "1" po počátku zatmění (je zřetelný větší pokles mag oproti šipce "3", kdy již bylo očividně po zatmění - křivky přibližně splývají).

Z dat (27.1.2017 vs 26.1.2017) jsem spočítal:
magnitude drop = cca 180mmag a maximum zatmění v JD 2457781.2382407 +-6 minut.

Délka trvání úkazu je docela problematická určit z dat i křivek, ale přibližně mi vychází 2.4h.
Začátek úkazu v cca JD 2457781.1889525 a konec úkazu v cca JD 2457781.2610764


2. Delta, tedy rozdíl jasové křivky zatmění z 27.1.2017 a clear křivky (bez úkazu) z 26.1.2017:



V Grafu je pěkně vidět křivka zatmění (pokles jasu Kalliope).


3. Jelikož se mi podařilo kontrolní jasovou křivku (clear, tedy bez úkazu) naměřit i 22.1.2017, zkusil jsem stejný postup pro křivky zatmění a clear s odstupem 5 dní (menší relevance):



Je opět vidět, že oba peaky jasové křivky zatmění jsou na stejné úrovni (tedy levý peak pounutý směrem dolů vlivem zatmění) a též minima jasové křivky zatmění odpovídají předchozímu měření (tedy levé minimum hlubší, než pravé, opět vlivem zatmění v levé části křivky).
Pravá strana jasové křivky zatmění (hnědá) po skončení úkazu krásně splývá s clear křivkou, což je důkaz, že data sedí.
Je zřejmé, že pokles magnitudy při zatmění je v tomto případě několikanásobně nižší, než v předchozím případě.

Šipka "2" opět znázorňuje peak poklesu magnitudy, tedy maximum zatmění Kalliope Linusem, šipka "1" po počátku zatmění (je zřetelný větší pokles mag oproti šipce "3", kdy zřejmě ještě zatmění pokračovalo - křivky přibližně splývají až po bodu "3").

Z dat (27.1.2017 vs 22.1.2017) jsem spočítal maximum zatmění v JD 2457781.2341435, tedy oproti předchozímu případu rozdíl o 6 minut. To považuji za solidní přesnost.

Nyní snímky (samozřejmě stejných) VAR, COMP a CHECK hvězd:

27.1.2017 (zatmění):


26.1.2017 (clear):


a mapa pohybu planetky v hvězdném poli:


Závěr: Zatmění se podařilo úspěšně naměřit a již se těším na další binární planetky a jejich vzájemné úkazy

[Edmund Squirrel]

Dobrý den,

rád bych se o tom dozvěděl víc. Od pokusu fotometrie asteroidů mě odrazovala nedosažitelnost objektů s nízkými magnitudami, ale přitom koukám, že mě problematika binárních asteroidů nějak úplně minula. Kde se o tom mohu dočíst víc? Ze stálé pozorovatelny v centru Prahy asi ani u těchto objektů nedosáhnem dostatečné přesnosti, ale můžeme to zkusit. A pak - lze i vyjet za Prahu.

Dobrá, kvalitní a inspirativní práce!

Uvedl byste prosím použité zařízení?

[ladis]

Zdravím,

technika: R102/500, Atik 314L+, HEQ5, snímáno z totálně přesvícené mladoboleslavské oblohy vedle fabriky...
Zpracování snímků v Muniwinu, zpracování dat v Excelu.

Jinak jsem se prokousával mnoho hodin internetem, abych se dozvěděl více o binárních planetkách a možností měření.

Podle mě to z Prahy určitě půjde!

Jinak nás čeká z těch jasných:

22 Kalliope 01-05/2017
107 Camilla od 05/2017 do poloviny 01/2018 (mag drop cca 20mmag)
87 Sylvia 10/2017 - 01/2018 (mag drop 18 mmag cca)
617 Patroclus od 11/2017 do 01/2018 (drop az 350mmag!)

Držím palce!

[Cztwerec]

Tomu říkám využítí techniky! moc inspirativní.

[janek950]

Dobrý den,
doporučuji Vám, abyste své výsledky komunikoval přímo s Frédéricem Vachierem, jehož adresa je
frederic.vachier@obspm.fr
Vachier vyhlašoval kampaň a předpokládám, že ho z toho titulu zajímají i pozorování a jejich výsledky.
mn

[ladis]

Nechal jsem si modelem DAMIT spočítat projekci pro 27.1.2017, tedy v dobu zatmění.

Níže ukázka natočení planetky v čase maxima jasu a minima. Musí však být i vzána v potaz vzdálenost 2AU, tedy cca 15 minut časový posun zpět:

[ladis]

Další příležitost na změření úkazu zatmění binární planetky Kalliope jejím měsícem měla nastat dne 14.2.2017. Dle predikce mělo zatmění nastat v 16:47UTC, trvat 2:51h a pokles jasu 67 mmag (http://fredvachier.free.fr).

Jako v minulém případě, jsem potřeboval pro co nejpřesnější porovnání křivky zatmění s „clear“ křivkou (tedy jasovou křivkou zaznamenávající běžnou rotaci planetky bez úkazu zatmění) alespoň jednu jasnou noc před či po úkazu zatmění. Nejlépe oboje, aby bylo možno celou fázi „clear“ křivky sfázovat (spojit obě noci). Samozřejmě jsem pro všechny tři noci použil stejnou vhodnou srovnávací a kontrolní hvězdu.

Měl jsem štěstí – jasno bylo nakonec všechny tři noci, tedy krom jasové křivky úkazu jsem pořídil i „clear“ křivky den před a den po úkazu. Bohužel tma nastávala až relativně pozdě, tedy nebylo možné nasnímat dostatečně dlouhou část křivky úkazu před propočítaným zahájením zatmění.

Nejprve jsem zpracoval „clear“ křivky z obou nocí a tyto v excelu sfázoval do jedné finální „clear“ křivky. Ještě, že bylo jasno obě „clear" noci, neboť pro porovnání s křivkou zatmění by nestačila ani jedna isolovaná noc (jen krátký průnik). Po sfázování (kdy fázový průnik obou „clear“ nocí byl cca 3/4h) jsem dostal finální „clear“ křivku (modrá clear). Průnik z obou nocí jsem zprůměroval, zbytek doplnil první a druhou "clear" nocí (vždy vertikální osa magnituda V-C a horizontální osa relativní čas v sekundách):


http://astro.ladislavcervinka.cz/pics/1 ... -clear.png

Následným prozkoumáním minim jsem zjistil, že si mi podařilo sfázovat obě „clear“ noci s přesností 1,9 minuty (perioda Kalliope mnou sfázovaná = 4,117h, perioda Kalliope oficiální = 4,148h), což je pro účely odečtení křivek „clear“ a „eclipse“ dostatečné.

Po zpracování jasové křivky úkazu zatmění (tedy jas planetky minus stín od Linusu) jsem dostal finální křivku úkazu (hnědá eclipse):


http://astro.ladislavcervinka.cz/pics/1 ... clipse.png


Nakonec jsem vsadil do grafu jak „clear“, tak i „eclipse“ křivku a výsledkem je kombinovaný graf obou křivek (modrá clear i hnědá eclipse):


http://astro.ladislavcervinka.cz/pics/1 ... -clear.png

Již vizuálně je patrné, že zatmění nenastalo vůbec, případně pod moji rozlišovací schopnost (cca 20 mmag dle fotometrických dat a chyby měření).


Nakonec poslední graf „delta“ ukazuje rozdíl obou křivek (clear a eclipse). V červeně označeném úseku je patrné, že k žádnému měřitelnému zatmění nedošlo, i když dle predikce mělo a to významnému (67 mmag). Rozházené hodnoty vlevo od vyznačeného červeného úseku jsou způsobeny ještě nedostatečnou tmou a tedy značným rozptylem hodnot měření, napravo od úseku je již stav, kdy naopak mi Kalliope „zašla za barák“, tedy azimutem za zeď domu a je vidět jen invertovaná clear křivka:


http://astro.ladislavcervinka.cz/pics/1 ... -delta.png



Zhodnocení měření: dne 14.2.2017 jsem nenaměřil s přesností cca 20 mmag žádný pokles jasu planetky Kalliope, způsobené zatměním měsícem Linus. S přesností 20 mmag mohu říci, že zatmění v predikovaný čas nenastalo.

Zdá se, že data pro predikci úkazů / model dle http://fredvachier.free.fr nejsou zcela přesné a snad výsledky mých dvou měření přispějí ke zpřesnění parametrů systému. Fotometrická data mám případně k dispozici.