Topelttähtede jälgimine lõbu ja teaduse jaoks

Ron Tanguay

Ron Tanguay on veteranide kahetäheline vaatleja. Hiljuti lõpetas ta oma 3, 5-tollise Questari teleskoobi abil 17 tähe väga täpsete mõõtmiste seeria. Andmed olid piisavalt kvaliteetsed, et neid saaks Washingtoni visuaalsesse kahetärnide kataloogi kandmiseks kaaluda .

Sky ja teleskoobi foto autor: Chuck Baker.

19. sajandi lõpus oli visuaalsete topelttähtede mõõtmine astronoomia üks populaarsemaid harusid nii amatööride kui ka professionaalsete astronoomide seas. Praegu on valdkonnas aktiivne vaid väike arv spetsialiste. Enam kui 78 100 sissekandega Washingtoni visuaalses kahekordse tähe kataloogis (WDS) (1996) on nende kahendkoodide vahelehtede hoidmine tõesti monumentaalne ülesanne! Teos on aga amatööride osaluseks laiemalt avatud ja see on üks valdkondi, kus pühendunud amatööril on potentsiaali teha professionaalsel tasemel tööd - ja tal on väga lõbus algust teha.

Miks ??

Binaarsete tähtede mõõtmise peamine põhjus on kahetärnide süsteemi kogumassi määramine. Miks? See teave on tähe evolutsiooniga tegelevate teoreetikute jaoks üliolulise tähtsusega. Tõepoolest, meie arusaamisele on kasuks tulnud tänu tuhandetele mõõtmistele, mille kahekordse tähega vaatlejad on teinud alates Wilhelm Struve ajast 19. sajandi alguses.

Märkimisväärselt on topelttähe orbiidi kindlaksmääramiseks vaja ainult kahte põhiteavet: positsiooninurk ja paari eraldus. Positsiooninurk määratleb kaaslase (pahema tähe paaris) asukoha primaartähe suhtes. Primaarse ja sekundaarse näivast eraldusest mõõdetakse kaaresekundites.

Gearisse sattumine

Kuna amatööride käes on nii palju suuri teleskoope, tunnevad väikeste instrumentide omanikud mõnikord, et nad on tegevusest välja jäetud. Kui tegemist on täpse kahe tärniga mõõtmisega, on optiline kvaliteet siiski palju olulisem kui ava. Selle punkti illustreerimiseks viisin hiljuti läbi visuaalse programmi 3, 5-tollise Questariga. Minu tulemused näitavad, et kvaliteetsete, kindlalt paigaldatud teleskoopidega vahemikus 3–4-tollised on vaatlejad võimelised täpselt mõõtma kahekordseid tähti. Suuremate instrumentidega vaatlejad võivad oodata veelgi paremaid tulemusi.

Asendi nurga mõõtmise seade

Vastava vahtpuru tüki külge liimitud 360 ° nurgakang ja võrgusilma okulaari külge kinnitatud osuti võimaldavad Tanguayl mõõta topelttähe positsiooninurka.

Sky ja teleskoobi foto autor: Chuck Baker.

Peale hea teleskoobi kindla mootoriga aluse peal on topelttähtede mõõtmiseks vaja veel ühte seadet: mikromeetrit. Kuigi amatöörid on kasutanud mitmesuguseid mõõteseadmeid, on võrkkesta tüüpi mikromeeter kõige lihtsam. Üks parimatest on okulaar Celestron Microguide. Okulaar ise on klassikalise Abbe disainilahenduse 12, 5-millimeetrine ortoskoopia, dioptri reguleerimisega silmade juures ja patareitoitega LED-valgustiga. Ainus kahe tärniga töö jaoks vajalik modifikatsioon on positsiooninurga ringi ja osuti lisamine. Samuti saate olemasoleva okulaari ja retikli abil oma retikli mikromeetri teha Edmund Opticsi kaudu.

Võrkkesta okulaar ja skaala

Teleskoobi suurenduse muutmiseks on vaja Barlow-objektiivi. Tegelikult annavad mitmed Barlowid, millel kõigil on erinev võimendustegur, laias valikus suurendusi.

Kalibreerimisasjad

Enne kui saate hakata topelttähti mõõtma silmakoobi okulaari abil, tuleb selle lineaarskaala kalibreerida suure täpsusega. See on ühekordne protseduur, mida ei pea korrata seni, kuni jätkate sama okulaari, Barlow-objektiivi ja teleskoobi sama konfiguratsiooni kasutamist. Selle kalibreerimise teostamiseks tuleb järgmisel lehel olevate stabiilsete paaride loendist valida neli kuni kuus võrdlus kahekordistumist. Need on tähed, mille eraldumine pole pärast esimest vaatlust muutunud.

Kalibreerimise alustamiseks märkige lihtsalt võrkkesta skaalal jaotuste arv, eraldades iga kalibreerimistähe esmase ja sekundaarse. Näiteks kui kauni topelttähe Albireo komponendid, mis asuvad üksteisest 34, 5 kaaresekundi kaugusel, ulatuvad 10, 2 jagunemiseni, siis on võrkkesta skaala 3, 38 kaaresekundit jaotuse kohta (34, 5 jagatud 10, 2-ga). Kasutada tuleks vähemalt nelja erinevat kalibreerimispaari ja tulemuste keskmistamiseks. Diferentsiaalse murdumise mõju vähendamiseks tuleks neid tähti mõõta ainult siis, kui nad asuvad horisondi kohal 30 ° C või kõrgemal. Ärge unustage seda protseduuri korrata ükskõik millise Barlow-objektiivi lisamisega süsteemile.

Kui ma oma mikromeetrit Questariga kalibreerisin, võtsin iga tähe hulgaliselt mõõtmisi ja arvutasin need seejärel keskmisena. Pidage meeles, et töötage hoolikalt ja võtke aega; teie kalibreerimine ei saa kunagi olla liiga täpne! Minu Questarile paigaldatud Celestroni retikulaarmikromeeter annab umbes 100x ja annab kalibreerimisväärtuse 16, 093 kaaresekundit jaotuse kohta - see on kasulik väga laiade paaride jaoks. Questari 2-kordse sisemise Barlow-objektiivi kaasamine annab 200x suurenduse ja kalibreerimisväärtuse 8, 062 kaaresekundit jaotuse kohta. Lähimateks paarideks kasutan Questari sisemist Barlowi ja Celestron Shorty 2x Barlow'i, suurenduseks 487x ja võrgusilma skaalaks 3.389 kaaresekundit jaotuse kohta. Ehkki see palju võimendav jõud võib tunduda liigne, kasutan seda suurema osa oma kahe tärniga tehtud töödest.

Topelttähed kalibreerimiseks

Allpool on loetelu topelttähtedest, mida saab kalibreerimiseks kasutada (nagu eelmisel lehel arutatud). Artikkel jätkub järgmisel lehel.

Topelttähed kalibreerimiseks
Nimi (2000, 0)
RA detsember
Magnituudid (1999, 0)
PA
Sept. Aasta
55 psc 00h39, 9m + 21 ° 26 ' 5.4 8.7 194 ° 6.6 " 1989
65 psc 00h49, 9m + 27 ° 43 ' 6.3 6.3 295 ° 4, 6 " 1987
b398 01h11, 9m + 47 ° 48 ' 8.7 8.8 42 ° 1, 8 " 1992
l Ari 01h57, 9m + 23 ° 36 ' 4.9 7.3 47 ° 38, 5 " 1972
h Per 02h50, 7m + 55 ° 54 ' 3.8 8, 5 301 ° 28, 3 " 1973
S331 03.00.9m + 52 ° 21 ' 5.3 6.7 85 ° 12, 3 " 1973
32 Eri 03h54, 3m –02 ° 57 ' 4.8 6.1 347 ° 6.8 " 1984
e Per 03h57, 9m + 40 ° 01 ' 3 7.5 10 ° 8.8 " 1938
c Tau 04h22.6m + 25 ° 38 ' 5.4 8.4 25 ° 19, 5 " 1973
1 kaamera 04h32, 0m + 53 ° 55 ' 5.8 6.9 308 ° 10, 3 " 1984
S559 04h33, 5m + 18 ° 01 ' 7 7.1 277 ° 3.0 " 1989
55 Eri 04h43, 6m –08 ° 48 ' 6.7 6.8 318 ° 9, 3 " 1980
d Ori 05h32, 0m –00 ° 18 ' 2.2 6.8 0 ° 52, 5 " 1973
i Ori 05h35, 4m –05 ° 55 ' 2.9 7 141 ° 11, 4 " 1987
e esmasp 06h23, 8m + 04 ° 36 ' 4.4 6.7 27 ° 12, 7 " 1985
b esmasp 06h28.8m –07 ° 02 ' 4.7 5.2 132 ° 7, 2 " 1991
19 Lyn 07h22.9m + 55 ° 17 ' 5.5 6.5 315 15, 0 " 1985
i Cnc 08h46, 7m + 28 46 ' 4 6.6 307 30, 4 " 1973
23 UMa 09h31, 5m + 63 04 ' 3.7 9, 2 269 22, 8 " 1975
90 Lõvi 11h34, 7m + 16 48 ' 6.3 7.2 208 3.4 " 1986
2 CVn 12h16, 1m + 40 40 ' 5.7 8.8 260 11, 5 " 1973
17 Vir 12h22, 5m + 05 18 ' 6.5 9, 5 337 20, 6 " 1964
24 kom 12h35, 1m + 18 23 ' 5 6.7 271 20, 3 " 1973
32 Kaamera 12h49, 2m + 83 25 ' 5.3 5.9 326 21, 5 " 1978
CVn 12h56, 0m + 38 19 ' 2.9 5.6 228 19, 3 " 1984
z UMa 13h23, 9m + 54 56 ' 2.3 4 153 4.5 " 1993
ma näen 14h16, 2m + 51 22 ' 4.8 8.2 33 38, 5 " 1964
d Boo 15h15, 5m + 33 19 ' 3.5 7.8 78 104, 9 " 1976
m Boo 15h24, 5m + 37 23 ' 4.3 6.5 171 108, 4 " 1988
n Dra 17h32, 2m + 55 11 ' 4.9 4.9 312 61, 9 " 1986
y Dra 17h41.9m + 72 09 ' 4.6 5.8 15 30, 3 " 1977
e Lyr 18h44, 3m + 39 40 ' 4.7 4.6 172 208, 5 " 1984
b Lyr 18h50, 1m + 33 22 ' 3.4 8.6 149 45, 7 " 1975
S2404 18h50, 8m + 10 59 ' 6.9 8 183 3.6 " 1990
S, h 282 18h54, 9m + 33 58 ' 6.1 7.7 350 45, 4 " 1935
b Cyg 19h30, 7m + 27 58 ' 3.1 5.1 54 ° 34, 5 " 1993
31 Cyg 20h13, 6m + 46 ° 44 ' 3.8 7 173 ° 107, 0 " 1926
31 Cyg 20h13, 6m + 46 ° 44 ' 3.8 5 323 ° 337, 5 " 1926
S2816 21h39, 0m + 57 ° 29 ' 5.7 8.1 120 ° 11.8 " 1969
S2816 21h39, 0m + 57 ° 29 ' 5.7 8 339 ° 19, 9 " 1969
8 Lac 22h35, 9m + 39 ° 38 ' 5.7 6.5 185 ° 22, 4 " 1986
s Cas 23h59, 0m + 55 ° 45 ' 5 7 327 ° 3, 1 " 1983

Öö teleskoobi juures

Eraldamise ja nurga diagramm

Topelttähe kaks mõõdet on eraldus ja asendi nurk. Siin näidatud juhised on suunatud ümberpööratava ulatuse jaoks, näiteks Newtoni reflektor. Teistel teleskoopidel võib olla erinev välja orientatsioon.

Taeva ja teleskoobi illustratsioon.

Kahetärnise vaatleja jaoks pole midagi kutsuvamat kui selge ja püsiv öö. Pärast polaarset joondamist on esimene ülesanne - veenduda, et teie silmaümbruse okulaari positsiooninurga skaala on õigesti seadistatud. Paratamatu jama, mis teleskoobi vahel allub, eeldab, et seda kontrollitakse iga vaatlusseansi alguses. Õnneks on protseduur lihtne. Ma teen seda, lastes tähel ekvaatori lähedal ja meridiaani mööda mikromeetri sirgjoonelise skaala ühte kahest paralleelsest joonest. Seda tehakse teleskoobi ajami väljalülitamisel ja ilma Barlow-objektiivi kasutamata. Mikromeetrit pööratakse okulaarihoidikus seni, kuni täht järgib võrkkesta joont väga täpselt. Kui see tingimus on täidetud, pööran positsiooninurga protraktorit, kuni osuti näitab tähist 90 °, jälgides, et see ei häiriks okulaari positsiooni. Seda protsessi korratakse Barlowiga. Nüüd on osuti kalibreeritud põhjapunktiga nullpunkti ja ida suunas 90 ° nurga all.

Kui esialgsed seadistused pole sobilikud, olete kõik valmis tegema topelttärni mõõtmisi. Mõõdetav paar peaks olema vähemalt 30 ° horisondi kohal, et vähendada refraktsiooni erinevust ning jääks teie teleskoobi tugevuse ja eraldusvõime piiridesse. Alustage oma esimese paari asukoha leidmisega ja suurenduse suurendamisega, kuni tähed ulatuvad nii palju võrgusilma jagunemisi kui võimalik. Meetod, mis on minu arvates parim microguide võrgumikromeetriga eraldamise mõõtmiseks, on okulaari ettevaatlik pööramine, kuni primaarsed ja sekundaarsed tähed on paralleelsed lineaarskaalaga ja primaarne on skaala ühe jaotuse surnud keskus. Hinnake paari eraldumine jagatisega 1/10 ja teisendage see kaaresekunditeks, kasutades seadistuse kalibreerimisväärtust. Selles on kõik - te olete just mõõtnud tähe eraldatust.

Enne tähistamise alustamist pidage meeles, et on veel üks teine ​​oluline mõõtmine: paari asendinurk. Alustage okulaari pööramisega, kuni lineaarskaala üks silmaümbruse joontest poolitab korraga nii primaarset kui ka sekundaarset. Nüüd on hea aeg märkida ligikaudne positsiooninurga näit kraadi skaalal. See toimib reaalsuse kontrollina, tagamaks, et te pole viga teinud ja et teie asukoha nurk on mõõdetavate tähtede eeldatava väärtuse lähedal.

Kui olete kindel, et võrk on õigesti paigutatud, võtke kraadiringilt täpne ülevaade. Seejärel pöörake võrgutoru 180 ° ja korrake näitu. Seda protseduuri tehakse uuesti kokku neljal lugemisel. Tulemused keskmistatakse (pidage meeles, et võrguni pöörledes saadud näitudest tuleb lahutada 180 °). Pidage meeles, et kui primaartäht on vaatevälja keskel, siis öeldakse, et kaaslase positsiooninurk on 0 °, kui see asub otse primaarist põhja poole, 90 ° otse ida poole, 180 ° otse lõuna poole, ja otse lääne suunas 270 °. Olge ettevaatlik, vältige oma tahtmatut nihutamist 90 ° või 180 °. Siin tuleb mängu teie reaalsuse kontroll. Suurima täpsuse saavutamiseks tuleks eraldus- ja positsiooninurga mõõtmisi korrata neljal kuni kuuel õhtul ja tulemuste keskmistamisel.

13 tähelepanuta jäetud kahe tärniga süsteemid
Nimi (2000, 0)
RA detsember
Magnituudid PA Sept. Aasta
MLB 639 04h01, 1m + 27 ° 33 ' 8.7 10, 3 267 ° 7.3 " 1930
COU 3244 05h00, 0m + 32 ° 44 ' 9.8 13, 5 87 ° 2, 9 " 1973
HDS 817 06.00.1m + 51 ° 26 ' 8.7 11.9 251 17, 0 " 1991
POU 2367 07h04, 2m + 23 24 ' 7.6 12.9 166 27, 2 " 1907
HJ 453 08h38, 6m + 34 29 ' 9, 0 14, 3 102 19, 0 " 1903
BAL 2368 09h52, 2m + 03 13 ' 8.9 9.9 37 13, 2 " 1910
HEI 354 10h03, 7m + 06 00 ' 9, 5 13, 5 340 3.6 " 1988
LDS 3032 11h16, 1m + 54 14 ' 9.6 19, 8 318 18 " 1960
VYS 5 12h12, 3m + 54 29 ' 9.8 13, 3 0 15 " 1966
STF 1745 13h20, 3m + 79 26 ' 9.3 11, 6 200 20, 3 " 1905
ES 1085 14h16, 5m + 46 33 ' 8.8 11.8 172 6.1 " 1911
KZA 80 15h20, 7m + 31 33 ' 9, 5 10, 0 54 26, 8 " 1984
AG 348 16h00, 2m + 14 11 ' 9, 5 10, 0 26 16, 3 " 1893
Siin loetletud topelttähtedel on ainult üks avaldatud mõõt. Esitatakse see meede ja selle kuupäev. Sellest, mis pärast seda on juhtunud, on keegi vist. Mõned tähelepanekud on üsna hiljutised, teised aga väga vanad. Kõik kaksikud on väljakutsed.

Täpsuse küsimus

Küsimus, mis on topelttähega vaatleja mõõtmiste vastuvõetav täpsustase, on lihtne, ilma vastuseta. Professionaalsete vaatlejate poolt mulle aastate jooksul antud teabe põhjal olen koostanud umbkaudse juhendi, mis aitab hinnata topeltatähtede mõõtmise täpsust. Võta mõni öö, et mõõta erinevaid suhteliselt fikseeritud paare ja võrrelda tulemusi kahekordsete tähtedega kalibreerimistabelis (lk 3) toodud tulemustega. 1, 0-kaaresekundilise eraldusvahemiku paaride korral ei tohiks eraldumise mõõtmised erineda rohkem kui umbes ± 10 protsenti ja positsiooninurk mitte rohkem kui umbes ± 5, 0 ° avaldatud väärtustest. Ligikaudu 100 kaaresekundi pikkuste paaride korral ei tohiks teie eraldusmõõtmed erineda WDS-i väärtustest rohkem kui umbes ± 1 protsenti ja positsiooninurga mõõtmised mitte rohkem kui umbes ± 0, 5 °.

Albireo

Albireo (Cygnuse ninas, luik) on üks ilusamaid kaheinimese taevas. See värvikas paar on binokli kaudu hõlpsasti märgatav.

Viisakus Dennis di Cicco.

See on vaid umbkaudne juhend, kuna kaks kõrge kvalifikatsiooniga vaatlejat võivad saada meetmeid, mis erinevad ülaltoodud piiridest rohkem. Kui teie mõõtmised jäävad tavaliselt nendesse piiridesse, on teie tulemused teadusliku väärtusega. Kui aga saate pidevalt andmeid, mis on WDS- andmetest kaugel, siis peaksite kontrollima selliseid asju nagu oma teleskoobi optiline kvaliteet ja joondus, mikromeetri kvaliteet, valitsevad nägemistingimused ja mõõtmistehnika. Võrkkesta mikromeeter, nagu mis tahes tüüpi visuaalse mikromeetri puhul, nõuab korrektseks kasutamiseks teatud taseme oskust. Esialgu ei tohiks oodata täpseid tulemusi. Praktika koos piinlike meetoditega annab lõpuks kvaliteetseid tulemusi.

Teadus numbrites

Mõne vaatleja seas on levinud arvamus, et CCD-kaamera on visuaalse mikromeetria aegunud. Miski ei võiks tõest kaugemal olla. Üks omadustest, mis kaob kahekordse tähe mõõtmisel CCD abil, olgu see siis interferomeetria või integreeritud kujutis, on dünaamiline ulatus. CCD-del on väga raske mõõta kahekordistumist komponentidega, mille heledus on väga erinev või lähedased nõrgad paarid. Nende väljakutsuvate paaride jaoks jääb visuaalne mikromeetria endiselt parimaks mõõtmistehnikaks.

Kuna selles valdkonnas on alles nii vähe spetsialiste, on kvalifitseeritud amatööre väga vaja. Kahetärni mikromeetril on alati olnud märkimisväärne protsent amatöörvaatlejaid. Näiteks Paul Baize, kes on võib-olla suurim kahe tärniga vaatleja, kes eales elanud, tegi 25 000 mõõtmist ja arvutas 200 orbiiti! Mitu tuhat visuaalset kaksiktähte on vahemikus 3–8-tollised teleskoobid ning tänapäeva amatöörid saavad ainulaadses olukorras anda oma panuse topeltatähtede astronoomiasse, mida nad varem ei osanud arvata võimalikuks.

10 huvitavat paarismängu
Nimi (2000, 0)
RA detsember
Magnituudid (1999, 0)
PA
Sept. Märkused
b esmasp
AB
06h29, 8m –07 ° 02 ' 4.7 5.2 132 ° 7, 2 "
b esmasp
AC
06h29, 8m –07 ° 02 ' 4.7 6.1 125 ° 9.9 "
CMa 06h45, 1m –16 ° 43 ' -1, 5 8, 5 162 ° 4, 3 " 1
pärl 07h34, 6m + 31 ° 53 ' 2.0 2.6 66 ° 3.8 " 2
z Cnc
AC
08h12, 2m + 17 ° 39 ' 5.1 6.2 72 ° 6.0 " 3
i Cnc 08h46, 7m + 28 ° 46 ' 4.0 6.6 307 ° 30, 4 "
s 2
UMa
09h10, 4m + 67 ° 08 ' 4.9 7.9 354 ° 3.8 " 4
g Lõvi 10h20, 0m + 19 ° 50 ' 2.6 3.8 125 ° 4, 4 " 5
CVn 12h56, 0m + 38 ° 19 ' 2.9 5.6 229 ° 19, 4 "
a Sco 16h29, 4m –26 ° 26 ’ 1.0 5.4 273 ° 2, 9 " 6
Märkused:

1 Suure ulatuse erinevuse tõttu on valge-kääbuse kaaslane Sirius B raskesti saavutatav ja väljakutsuv eesmärk.
2 Castoril on tegelikult teada kuus komponenti! Nõrgad C & D komponendid asuvad positsiooninurkade 164 ° ja 222 ° korral vastavalt 72, 5 "ja 204, 4" kaugusel. A- ja B-komponendid on mõlemad ka spektroskoopilised kahendkoodid.
3 z Cnc AB, 0, 8-tollise 60-aastase binaari umbes 90 ° nurga all väljakutse otsimiseks.
4 vaatlejat väitsid märkimisväärset värvierinevust ja sekundaarsust, mis muudab heledust. Mõlemad väited on ebakindlad.
5 Pärast seda, kui William Herschel avastas selle 1782. aastal, on selle süsteemi eraldumine järjest suurenenud ja aeglustunud.
6 Antares on topeltsüsteem, mis koosneb lahedast hiiglasest ja kuumast kääbustähest. Kui suurest erinevusest üle saada, peaksite nägema olulist värvierinevust.