V405 Aur: Spaß mit Kataklysmischen Veränderlichen

  • Eine bemerkenswerte Kooperation zwischen Profi- und Amateurastronomen ist das "Center for Backyard Astrophysics" (CBA) https://cbastro.org/background/about-the-cba/


    Unter der Leitung von Joe Patterson, Professor an der Columbia University, beschäftigt sich eine Gruppe von Amateuren mit Messungen an (hauptsächlich) kataklysmischen Veränderlichen: https://de.wikipedia.org/wiki/…mische_Ver%C3%A4nderliche


    Eines der vielen Zielobjekte des CBA ist V405 Aur, hierbei geht es unter anderem darum, die Rotationsperiode (!) des Weißen Zwergs in diesem Doppelsternsystem über Jahrzehnte hinweg genau zu verfolgen und aus evtl. Veränderungen der Periode Rückschlüsse zu ziehen. Die Rotationsperiode von um die 9 Minuten ist sehr stabil, darum genügt es, in jedem Jahr einige Messungen zu machen, so dass man jede einzelne Rotation des Sterns modellieren kann, weil sich zwischen den Messungen die Maxima- und Minima- Zeitpunkte nie mehr als ein Bruchteil der modellierten Periode verschieben können.


    Warum kann man überhaupt die Rotation eines fernen Sterns mit Amateurinstrumenten messen?


    V405 Aur gehört zu einer relativ seltenen Klasse von Sternen, den DQ-Herculis-Sternen. Das Magnetfeld des weißen Zwergs bewirkt bei DQ-Her Sternen, dass sich über den magnetischen Polen des weißen Zwergs "Vörhänge" aus überströmendem Plasma bilden, die zusammern mit dem WZ rotieren, so dass die Helligkeit des Systems mit der Rotationsperiode des WZ schwankt.


    https://de.wikipedia.org/wiki/DQ-Herculis-Stern


    In einer künstlerischen Darstellung sieht das dann so aus wie hier: http://www.vikdhillon.staff.sh…s_of_binary_stars/cv.html


    Wenn man "von der Seite" auf so ein System blickt wie in der Animation oben kann man z.B. durch eine Bedeckung auch die Orbitalperiode des Systems messen, aber in diesem Beitrag soll es uns erstmal nur um die Rotationsperiode des WZ in der Mitte des Systems gehen.


    In der Nacht 31.1.-> 1.2. war es hier bemerkenswert klar, und ich habe mit einem 8" Newton vom Balkon aus die folgende Lichtkurve aufgenommen (insgesamt ca 600 Aufnahmen a 16 Sekunden Belichtung, ohne Filter):



    Ok, an den Rohdaten selbst sieht man noch nicht soo viel. Nun kann man sich Software zur Hilfe nehmen die Perioden in Lichtkurven aufspüren kann, z.B. das VStar Tool der AAVSO ( https://www.aavso.org/vstar ).



    Auf der X-Achse wird diePeriode (hier in Tagen) angezeigt, die Y-Achse gibt an wie stark die betreffende Frequenz in den Messwerten ausgeprägt ist.


    Man sieht einen Peak bei 0,00316 Tage pro Umdrehung (273 Sekunden) und einen weiteren bei der doppelten Periode. Tatsächlich haben Forscher herausgefunden dass man pro Umdrehung des WZ zwei Maxima der Lichtkurve sieht, so dass die längere Periode die tatsächliche Rotationsperiode ist.


    Als Test kann man jetzt noch die Messdaten mit der so modellierten Periode "falten" und erhält diesen phase plot (die Rote Kurve ist das aus den Messwerten erstellte Modell, die grünen Dingers sind die Messwerte):



    Passt!


    Wichtig ist aber nicht die hierbei ermittelte Periode (die kann man durch längerfristige Beobachtung viel genauer bestimmen), sondern die Bestimmung der Minima und Maxima-Zeitpunkte, die man nun aus der Kombination der Messdaten mit einer guten Genauigkeit modellieren kann. Bei längerfristigen Rechnungen muss man dabei natürlich die Bewegung der Erde um die Sonne berücksichtigen, weil sich hierdurch unsere Entfernung zu V405 Aur, und damit die Lichtlaufzeit, ändert.


    Das machen die Leute des CBA, die die Daten auswerten, dann aber lieber selbst, man kann in Reports an das CBA die JD Zeitstempel ohne Korrekur verwenden.


    Über die Jahre haben sich bei CBA sehr ambitionierte Amateure versammelt (Fotos siehe hier: https://cbastro.org/network/gallery/ ), mit meinem 8" Newton auf einer mobilen Montierung bin ich klar am unteren Ende, die meisten "CBAler" haben ihre eigene stationäre Sternwarte und > 10" Öffnung. Aber einige Zielobjekte, wie z.B. V405 Aur, sind auch für Instrumente ab 8" Öffnung geeignet, wie man sieht.

    Das macht schon Spaß, und außerdem hat man gleichzeitig einen kleinen Beitrag für die Wissenschaft geleistet!

    CS
    HBE
    (Infos zur Messung oben: Omegon N203 8" f/5 Newton auf HEQ5-Pro SynScan, Klar-Filter, ZWO ASI 178mm Kamera, AIP4Win Software für die Auswertung, Vergleichsstern 000-BJX-620 auf AAVSO Karte X24035AS (V = 12.091), 16 s Aufnahmen , Dark und Flatfield Korrektur)


    Clear Skies
    HB

  • Servus,


    eine sehr interessante Messung. Ich hab mich ebenfalls mit der Fotometrie schnell veränderlicher Sterne beschäftigt (SX Phe-Sterne), deren Perioden liegen zwischen 90min und mehreren Stunden, sodass sich in einer Nacht einer oder mehrere Periodendurchgänge ergeben. Aber eine Periode von 273 sec hab ich noch nicht gehabt! Tolles Ergebnis.
    Nur eine Frage: in der Grafik sieht man's nicht, weil die Schrift so klein ist: welche Amplitude hat denn der Stern?


    CDS
    Stefan

    visuell:

    ICS Dobson 14.5" f/4.7


    fotografisch:

    Lichtenknecker FFC 190/760mm f/4

    Galaxy RC 10" f/8

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Galaxien-Spechtler</i>
    welche Amplitude hat denn der Stern?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Die Amplitude aus der Rotation des WZ beträgt satte 0.1 bis 0.12 mag (also von Max zu Min). Überlagert wird das durch Schwankungen aus der Orbitalbewegung des Systems und einem generellen "Flackern" solcher Systeme mit Akkretionsscheiben. Aber es ist wirklich kein schweres Objekt und eine gute Empfehlung für den Start, zumal es zur Zeit recht günstig (für unsere (BRD) Breiten) am Himmel steht. Im Mittel liegt V405 Aur so um die 14 mag (V).


    EDIT: Vielleicht auch sehr gut für Schul-Projekte geeignet, weil man wiklich nicht so lange messen muss um zig Perioden einzufangen.


    CS
    HB

  • Servus zusammen,


    die gezeigten ergebnisse haben mich motiviert, selbst "Hand" an den Stern zu legen und mal auszuprobieren, ob ich die Periode ebenfalls bestätigen kann.
    Die Messung erfolgte am 14.02.19
    Kamera: Canon EOS 6D(mod) bei 2.500 ISO
    Optik: FFC 190/760mm f/4


    120 Einzelaufnahmen je 20 sec Belichtungszeit und 10 sec Pause (für Datenauslesen und Spiegelhochklappen).


    Die daraus resultierende Lichtkurve war ziemlich nichtssagend:

    Also wer da eine Periode rauslesen kann ist toll - ich nämlich kann's nicht.


    Dann hab ich die Daten in das o.g. Tool der AAVSO hineingestopft, und eine Periodenanalyse gemacht:

    Da sieht man nun tatsächlich einen Peak, der deutlich ausgeprägt ist. Ist das aber tatsächlich die Periode? Diese errechnet sich aus dem Kehrwert der Frequenz. Und siehe da: es sind bei mir 271,6 sec - nur 1.4 sec kürzer als der Literaturwert. Ich glaube, das kann man gelten lassen.
    Noch etwas zu den Rahmenbedingungen: V405 Aur steht im nördlichen Teil des Sternbildes. Während der Aufnahmen war der Mond nahe dem Krebsnebel, also recht dicht dran, und beinahe voll. Entsprechend dürftig war das S/N-Verhältnis, aber es hat gereicht.
    Richtig toll: man misst hier die Rotation des Sterns. Danke für den Tipp !


    CDS
    Stefan

    visuell:

    ICS Dobson 14.5" f/4.7


    fotografisch:

    Lichtenknecker FFC 190/760mm f/4

    Galaxy RC 10" f/8

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