Hintergrund mit M1

Hallo Peter,

eine sehr schöne Aufnahme & interessante Infos !

Zitat von PeterBez

Im Zentrum befindet sich ein magnetischer Neutronenstern mit der Masse der Sonne, aber mit nur ca. 10 km Durchmesser. Darin ist die Atomstruktur aufgelöst, was nur durch eine schnelle Rotation (30-mal/s) stabil gehalten werden kann. Die abgegebe Pulsarstrahlung kann mit geeigneten relativ einfachen Geräten auch von Amateuren verfolgt werden.

Uwe Glahn hat mir in seinem 27-Zöller den Pulsar mal visuell gezeigt. Mit indirektem Sehen konnte ich ihn bei 600x als eine Komponente eines optischen Doppelsternes auszumachen.

Interessant ist, dass es Leute gibt, die die Pulsation auch visuell wahrnehmen können. Vor der eigentlichen Entdeckung 1967 gab es Ende der 50er Jahre schon eine Frau, die hier visuell ein Flackern wahrgenommen hat - auch wenn sie damals nicht ernst genommen wurde :

" ... Jocelyn Bell Burnell, who co-discovered the first pulsar PSR B1919+21 in 1967, relates that in the late 1950s a woman viewed the Crab Nebula source at the University of Chicago's telescope, then open to the public, and noted that it appeared to be flashing. The astronomer she spoke to, Elliot Moore, disregarded the effect as scintillation, despite the woman's protestation that as a qualified pilot she understood scintillation and this was something else. Bell Burnell notes that the 30 Hz frequency of the Crab Nebula optical pulsar is difficult for many people to see."

Aus: https://en.wikipedia.org/wiki/Crab_Pulsar

Servus

Ben

Hi,

Ben, das ist ja ein Ding! Ich lese jetzt zum ersten mal bewusst, daß man einen Pulsar auch optisch wahrnehmen könnte. Das würde ich ja gerne sehen.

Aber ist klar bei 30 Herz ist man da im "Glückspilz" Bereich, wenn man solche Augen (&Hirn!) hat. Interessant noch wäre die Delta-Amplitude im

optischen Bereich - nach dem Slow Motion Bild und Impiulse counts (ich weiss, ein Chip) anscheinend erheblich.

Ich sehe aber auch, da braucht man ein ca. 1-meter Teleskop für. Haben wir fast-1-Meter Teleskope auf den Teleskoptreffen...?

Bis 32" hab ich ja glaub ich gelesen. Das wären also schon mal 80cm. Da sollten doch mal alle zum Augentest antreten eines Nachts ...

CS,

Walter

Hallo miteinander,

Zitat von PeterBez

Pulsar visuell zeigen? Wenn Hubble den kleinen Zwerg (D= ca. 10 km) nicht sicher lokalisieren konnte, wie geht das dann mit von der Erde aus mit Amateurteleskopen? Sicher liegt das irgendwo im Bereich diesers 3 Sternen-Dreieck im Zentrum.

Der Pulsar soll visuell fast Sonnenhelligkeit haben, das macht auf die Entfernung dann rund 16 mag, und das geht mit 27 Zoll. Und er soll über alle Wellenlängen zusammen die fast 100000-fache Leuchtkraft der Sonne haben. Der kleine Zwerg spuckt halt ungeheuer viel Energie aus.

Auf dieser Aufnahme ist der Pulsar eine Komponente des gut erkennbaren "Doppelsterns" im Zentrum:

M1: Der Krebsnebel – Weltraumbild des Tages (starobserver.org)

Und sie schreiben: " Der Krebs-Pulsar ist ein Neutronenstern, der 30 Mal pro Sekunde um seine Achse rotiert. Er ist eines der exotischsten Objekte, die moderne Himmelsforschende kennen, ihr seht ihn als hellen Fleck nahe der Nebelmitte. Dieser kollabierte Überrest des Sternkerns rotiert wie ein kosmischer Dynamo und liefert die Energie für die Emissionen der Krabbe im gesamten elektromagnetischen Spektrum."

> Walter: Ein paar große Dobsons im Bereich von 30-Zoll + fallen mir hierzulande schon ein. Aber vielleicht geht es bei sehr guten Bedingungen auch schon mit 20-Zoll +, würd mich auch interessieren.

Servus

Ben

Zitat von PeterBez

(...)

Aber mein Gehirn will nicht einsehen, dass ein Reststern mit 10-20 km Duchmesser so groß erscheint, dass wir ihn neben anderen Sternen in M1 Zentrum direkt sehen können. Klar ist die abgestrahlte Energie von dem Pulsar enorm. Aber nach meiner Meinung strahlt ein kugelförmiger Stern Licht von seiner Oberfläche in alle Richtungen ab und wir sehen in unserer Richtung eine Lichscheibe. Wenn die jetzt im Durchmesser sehr viel kleiner ist als bei einem normalen Stern (bei M1 sind die Energiemengen ja nicht genau bekannt, er war wohlursprünglich mal ca. 10 Sonnenmassen, jetzt evtl. 1 Sonnenmasse) , dann m üsste er sich doch bei nur 6500 Lichtjahren zu uns weniger stark auffächern als ein normaler Stern und kommt hier eher als Lichtpixel an ? Oder spielt das bei dieser Entferung schon keine Rolle mehr und wir sehen in jedem Fall (d.h. auch bei normalen Sternen) eher ein virtuelles Bild?

Fragen über Fragen. (...)

Servus,

Ja, sehr gutes und interessantes Foto von M1 ! Nochmal cooler auch mal die Diskussion über die Physik dahinter...

Ich kenne die Leuchtkraftzahlen für den Pulsar/Stern nicht auswendig, müsste man nachsehen, wiki etc...

Aber die Fragen zu Leuchtkraft und Helligkeit die wir sehen ist eigentlich ganz einfach erstmal, konzeptionell zumindest.

Ein Stern emittiert die Photonen auf seiner 'Oberfläche', das sind soundsoviele N insgesamt oder soundsoviel Strahlungsleistung P ( Energie pro Sekunde, also Watt) insgesamt. Diese Photonen oder diese (über die ganze Sternoberfläche aufsummierte Gesamt-) Strahlungsleistung verteilt sich (wir nehmen mal hier an: keine Vorzugsrichtung) im Raum auf einer Kugelfläche. Je weiter man weg ist vom Stern, um so grösser wird diese Kugelfläche. Aber immer noch fliegen ALLE Photonen, die die Sternoberfläche verlassen haben durch diese (mit dem Radius immer grössere) Oberfläche. Wir nehmen an es gibt keinen absorbierenden Staub oder Gas oder sonstwas aussen herum...

Wenn wir also in x Lichtjahren Entfernung den Stern beobachten, so schneidet unsere Teleskopöffnung (Durchmesser a, Fläche pi * (a/2)**2) eine kleine Fläche aus dieser Kugel aus und fokussiert die durch diese Teilfläche fliegenden Photonen/ Strahlungsleistung auf unseren Chip (auf ein paar Pixel).

Wenn man alle Counts in allen Objektpixeln aufsummiert (nehmen wir an 1 count = 1 photon), dann bekommen wir die Anzahl der bei uns auf der Teleskopfläche auftreffenden Photonen von dem Objekt. Das kann man natürlich umrechnen auf wie viel Watt oder wieviele Photonen pro Quadratmeter bei uns ankommen.

Wenn man die Fläche der (Strahlungs-Ausdehnungs-) Kugel des Objekts (in der Objektentfernung ) dividiert durch die Auffangfläche unseres Teleskops, dann bekommt man genau die scheinbare Helligkeit des Objekts raus, die wir sehen.

Genau gesagt muss man - um Magnituden zu bekommen - die Anzahl der Photonen p, noch logarithmieren und mit -2.5 malnehmen und einen sog. Zeropoint aufaddieren (dieser enthält alles was Empfindlichkeit des Detektors, Transparenz der Atmosphäre, verwendetes Filterband, etc etc ausmachen).

Eine ganz andere Frage ist, ob die Sternoberfläche den Strom an Energie pro Sekunde und Quadratmeter überhaupt wegstecken kann, ohne 'weggeblasen' zu werden.

Eine nochmal andere Frage ist es, wie der Stern diesen dauernden Energiefluss (sein Energieverlust also) überhaupt aufrechterhält. ALso auch, woher diese Energie kommt (Kernfusion, Abstrahlung durch reine Abkühlung,

Kontraktion, etc...).

Alle Sterne sind so weit weg, dass sie sub-arcsec gross erscheinen, also als Punktquelle betrachtet werden können. Betaigeuze= alpha Ori ist z.B. ein riesiger Stern (800x Sonnendurchmesser) und hat einen Winkeldurchmesser von 0.05arcsec für uns. Man braucht also mindestens ein 2.5m Teleskop ausserhalb der Erdatmosphäre um die Oberfläche von Betaigeuze (marginal) aufgelöst zu sehen.

Man sieht hier also keine 'Grösse' (des emittierenden Sterns) - die ist für die Betrachtung oben völlig irrelevant - sondern nur die (möglicherweise geringe Anzahl von) Photonen, die uns (auf der gegebenen Teleskopfläche) erreichen. (Sind es zu wenige Photonen/sec, belichten wir länger... allerdings gibts da natürlich noch den Untergrund und das Rauschen und das Signal- Rausch-Verhältnis etc etc).

Schöne Grüsse,

Peter

Hallo Peter (Bez),

Zitat

Wenn die jetzt im Durchmesser sehr viel kleiner ist als bei einem normalen Stern (bei M1 sind die Energiemengen ja nicht genau bekannt, er war wohlursprünglich mal ca. 10 Sonnenmassen, jetzt evtl. 1 Sonnenmasse) , dann m üsste er sich doch bei nur 6500 Lichtjahren zu uns weniger stark auffächern als ein normaler Stern und kommt hier eher als Lichtpixel an ? Oder spielt das bei dieser Entferung schon keine Rolle mehr und wir sehen in jedem Fall (d.h. auch bei normalen Sternen) eher ein virtuelles Bild?

Wir können von hier aus keine Sternscheiben auflösen, egal wie groß die sind! Wir sehen nur die Beugungsscheibe des Sterns, welche durch unsere Optik erzeugt wird und die sieht man immer, wenn das Objekt hell genug ist für das Instrument, sprich, wenn das Objekt noch innerhalb der Grenzgröße des Instruments liegt. Von einem Nachbarstern lässt es sich dann noch trennen, wenn der Winkelabstand der beiden Sterne so groß ist, dass es noch in den Auflösungsbereich der Optik fällt. Ein virtuelles Bild gibt es hierbei gar nicht.

Viele Grüße

Thomas

Servus Namensvetter,

Wenn Du nur Beugung siehst, dann ist die *Form* des Sternbildes nur die Beugungsfigur. Wie diese geformt ist, kann man mathematisch (in Abhängigkeit von der Form der Eintrittspupille) angeben.

Die aufsummierte *Anzahl von Photonen* in diesem Beugungsbild ist nur bestimmt durch Leuchtkraft des (punktförmigen) Objekts und seine Entfernung (also seine scheinbare Helligkeit bei uns).

Jedes eintreffende Photon wird von der Quantenmechanik (manche sagen 'Natur' dazu ) auf die Beugungsfigur verteilt, so dass diese bei genügender Anzahl von Photonen im statistischen Mittel dann (auf dem Detektor) erscheint...

Lg,

Peter

PS: 'Virtuelles Bild' hat in der Optik eine spezifische Bedeutung, die hier nicht wirklich so passend zutrifft. Ausserhalb des Teleskops haben wir einfach (sehr genau) parallele Lichtstrahlen (Bahn der Photonen), oder im Wellenbild formuliert: (sehr genau) ebene Wellenfronten.

Hallo Freunde,

ja, man kann mit einem großen Dobson den Pulsar visuell sehen.

Es ist mir vor Jahren beim HTT mit Rolands 24-Zöller geglückt.

Das war bei sehr gutem Himmel beim Testen meines gerade neu erstandenen 4,7mm Ethos.

Mitbeobachter waren der Kai (Fraxinus) und der Marcel. Beide sahen den „Doppelstern“ in der Mitte ohne vorher darauf hingewiesen worden zu sein.

Kai fragte damals welcher der beiden der Pulsar sei… meine scherzhafte Antwort: es ist der blinkende Stern.

Für normale Augen blinkt er natürlich nicht, aber es soll mal einer Frau gelungen sein. Das war Jocelyn Bell Burnell.

Diese arme Frau hätte keinen Spaß beim Fernsehen oder im Kino gehabt!

Mit meinem 28-Zöller ist es mir noch mehrmals gelungen den Pulsar zu sehen. Nicht blinkend 😀

cs

Timm

Hallo,

interessante Sache. In dem nachfolgenden Paper ist ein Versuch mit einem LX 200 beschrieben.

https://www.turtlestar.de/bilder/paper_andre_van_staden_2013.pdf

Gruß Jürgen

Hallo, zusammen,

hier sieht man den Pulsar sogar fotografisch pulsieren: im Beitrag #9 am deutlichsten zu sehen, mit nur msec Belichtungen:

Thema

Pulsar im Krebsnebel No.2

Hallo,

angespornt durch die tolle Darstellung des Pulsierens des Pulsars im Krebsnebel im Thread:
http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=257999
habe ich nochmal eine etwas ältere ultrakurzbelichtete Bildserie vom Februar 2017 bildbearbeitungstechnisch durchgesehen und ich habe auch das Problem gefunden, warum ich damals ohne Ergebnis aufgegeben habe. Aber zuerst das Resultat:
(Leider sind alle Bilder in x und y gespiegelt, ich bitte um Entschuldigung)


Bild1: Krebsnebel M1 mit Pulsar NP…

tbstein

4. Februar 2021

viele Grüße

Andreas

Hallo, Peter,

auf diesem Gebiet bin ich leider Laie. Der Kollege Tino oben in dem link hat in seinem 1. Beitrag auf einen früheren link verwiesen, in dem ein anderer Kollege das zuvor schon ausprobiert hat. Wenn Du Dir beide Themen mal vollständig durchliest, bekommst Du eine Vorstellung davon, wie groß der Aufwand ist, die fotografische Darstellung der Rotation zu realisieren.

viele Grüße

Andreas

P.S. übrigens sehr schönes Ergebnis von Dir!

Hallo, Peter,

vom Kollegen Tino weiss ich nur, dass er seit ca. 10 Jahren eine gebrauchte extrem empfindliche sog. EM-CCD-Kamera besitzt (für wissenschaftl. Arbeiten entwickelt; kostete damals neu etwa 40.000 Euro), mit der er jahrelang Aufnahmen von DS-Objeken mit Belichtungszeiten zw. 0,1 bis ca. 4 sec gemacht hat. Vielleicht konnte er mit ihr auch sehr kurz filmen, keine Ahnung.

viele Grüße

Andreas

Servus,

wenn man die Rotationsperiode sehr genau weiss (und Pulsare halten sich sehr genau an Ihre Fahrpläne ), dann könnte man ja das Eingangssignal mit dieser Frequenz regelmässig abdecken (shutter). Dann musst Du 'nur noch' mit ms Genauigkeiten die Phase des Shutters zum Pulsar-Signal verändern können (also in der Zeit um ms verschieben, Shutter-Geschwindigkeit bleibt gleich). So könnte man dann viele 'langbelichtete' Aufnahmen in verschiedenen Phasen machen, und diese dann letztlich richtig in der Phase aneinandergereiht als Film abspielen.

Es dürfte schwierig bis unmögich sein, bei so geringen Photonen-Flüssen mit ms Auflösung in traditioneller Weise 'zu filmen', selbst mit x Stufen Bildverstärkung davor...

Gruss, Peter

PS:

Aber oha, man lese öfter mal Wikipedia

Krebsnebel – Wikipedia

de.wikipedia.org

Hier eine Film einer 'Einzelquanten-Kamera' (müsste man mal das Prinzip ansehen)

Krebsnebel – Wikipedia

de.wikipedia.org

(wobei ich mir vorstellen könnte, dass das genau wie oben beschrieben gemacht ist, weiss es aber nicht...)

Hallo Peter, hallo in die Runde,

ich freue mich, dass der Beitrag nochmal das Interesse geweckt hat. Es ist recht einfach erklärt, die Shutterexperimente entsprechen so ziemlich exakt dem Prinzip, welches ich damals mit der speziellen EM-CCD durchgeführt habe. Diese Kamera ist eine Sonderform, eine FT-CCD, also eine sogenannte Frame-Transfer-CCD. http://www.pi-j.jp/tech_note/html/tframetransfer.htm

Hierbei wird das aufgenommene Bild möglichst schnell in einen abgedunkelten genauso großen Bereich der CCD verschoben, wo es dann gemächlich mit niedrigem Rauschen ausgelesen werden kann. Dh. nach der recht kurzen Belichtungszeit von 5ms wird das Bild instantan in den abgedunkelten Bereich verschoben und dann in etwa 30ms ausgelesen. Dh. erst nach dem Auslesen wird dann ein neues Bild mit 5ms Belichtungszeit aufgenommen, usw, usf. Dh. die Kamera macht mit jeweils 5ms Belichtungszeit etwa alle 30ms ein Bild.

Dies ist mit einer normalen CCD nicht möglich, da die CCD immer weiter Photonen sammelt, außer man verwendet einen extrem schnellen mechanischen Shutter, oder ein drehzahlstabilisiertes Shutterrad. Vorteilhaft ist aber bei dem Shutterradprinzip, dass die CCD weiter aufnimmt und das Ausleserauschen nur einmal am Ende der Belichtung zuschlägt. Bei meinem Prinzip nimmt man aber bei jedem Bild das Ausleserauschen mit auf, welches aber bei der speziellen EM-CCD aufgrund der speziellen Nachverstärkung extrem niedrig ist und nur etwa 0,1e- beträgt. Dh. man detektiert im Grunde phasenrichtig wirklich einzelne Photonen.

Lg Tino