Proměnné hvězdy II Jak je pozorovat Lukáš Král

O co nám jde Cíl vizuálního pozorování proměnných hvězd: získat průběh jasnosti hvězdy v čase – tzv. světelnou křivku Z ní pak můžeme poznat spoustu věcí o hvězdě samotné, o jejím chování a jeho příčinách (zákryty, pulzace, exploze, tvorba prachu, nestability,...) Postup: pořizujeme odhady jasnosti hvězdy v určitých časových intervalech, výsledky pak vyneseme do grafu.

Dva různé přístupy Způsob pozorování závisí na rychlosti, s jakou hvězda mění jasnost: Pomalé hvězdy –periody desítky až stovky dnů –jeden odhad za noc, dlouhodobé pozorování –miridy, polopravidelné a nepravidelné proměnné, novy, supernovy, kataklyzmické proměnné, dlouhoperiodické zákrytové dvojhvězdy,... Rychlé hvězdy –periody v řádu minut, hodin až dne –celá světelná křivka během jedné noci, dělá se jeden odhad za druhým s určitými časovými odstupy –krátkoperiodické zákrytové dvojhvězdy, trpasličí cefeidy,... Něco mezi (periody v řádu několika dnů) –např. cefeidy – několik odhadů za noc, fázové grafy

1. Jaké hvězdy si vybrat? Kritéria: Časové možnosti pozorovatele (  rychlé × pomalé hvězdy) Pozorování „jen tak pro radost“ × pořizování vědecky cenných dat Dostupnost mapky (dnes není velký problém – Internet) Dostatečně velká amplituda změny jasnosti (> 0,5 mag) Rychlé hvězdy, zvláště zákrytovky, vyžadují pečlivé plánování (existuje vhodný software): –hvězda musí být po celou dobu dostatečně vysoko nad obzorem –zákryt musí celý proběhnout za dostatečné tmy –přednost by měly mít málo sledované hvězdy

2. Nalezení cíle Narozdíl od deep-sky, proměnka není nijak nápadná – pozor na záměnu s jinou hvězdou! Hledá se obvykle podle speciálních mapek o více stupních, ale stejným způsobem jako u deep-sky – „skákáním“ z hvězdy na hvězdu

3. Jak se pozoruje? Proměnku porovnáváme s okolními hvězdami, jejichž jasnost je stálá (tzv. srovnávací hvězdy) – přejíždíme pohledem opakovaně z jedné hvězdy na druhou. Výsledek takového porovnání jasností zapisujeme pomocí tzv. Argelanderových stupňů: Jako první se vždy píše ta jasnější z obou hvězd! Proměnná hvězda se vždy označuje písmenem v (variable – proměnná)

Jak provádět odhady Určení jasnosti v daném okamžiku: porovnat proměnku s jednou jasnější a s jednou slabší srovnávací hvězdou Výsledek = 2 odhady, např. a3v, v2b. Zapíšou se zkráceně dohromady: a3v2b Pokud známe jasnosti srovnávacích hvězd, můžeme z odhadu rovnou určit jasnost proměnné v: a, b jsou jasnosti srovnávaček p, q jsou Argelanderovy stupně (odhad ve tvaru a p v q b) Příklad: máme odhad a3v2b, tzn. p = 3, q = 2, a víme, že a = 8,20 mag a b = 8,70 mag. Pomocí vzorečku tedy snadno zjistíme, že proměnka měla: v = 8,2 + 3.(8,7 – 8,2)/(2 + 3) = 8,50 mag (zaokrouhlujeme na 2 desetinná místa) A to je vše, přátelé. Je to tak jednoduché...

... jen je třeba si dát pozor na pár věcí... Dívat se na obě hvězdy stejným způsobem (nad ně, vedle nich,...) – různá citlivost sítnice v různých místech oka = největší zdroj chyb!! Používat srovnávací hvězdy o jasnosti co nejbližší k jasnosti proměnky – oko neumí dobře porovnat velký rozdíl jasností (> 0,5 mag) Neodhadovat příliš jasné ani příliš slabé hvězdy, pak je odhad velmi nepřesný. Ideální je pozorovat hvězdy o jasnosti 1 až 4 mag nad MHV dalekohledu Těžko se srovnávají dvě hvězdy těsně u sebe nebo naopak příliš vzdálené Barevná chyba (Purkyňův jev) – rozdíl v barevné citlivosti tyčinek a čípků. U jasných hvězd začíná oko vnímat pomocí čípků => posun citlivosti oka k červené barvě. To působí potíže u červených hvězd – rozdíly mezi pozorovateli, výsledek závisí na velikosti použitého dalekohledu. Před začátkem pozorování je nutná dobrá adaptace na tmu!

... a hlavně nic předem neočekávat! Předpojatost pozorovatele = jeden z největších problémů vizuálního pozorování. Je tedy třeba: neznat předem očekávanou jasnost hvězdy nebo přesný okamžik minima zásadně si nesdělovat dojmy s okolními pozorovateli vždy zaznamenávat jen to, co vidím, a ne to, co bych chtěl vidět, i když to třeba v danou chvíli vypadá jako nesmysl Lepší je žádné pozorování než pozorování vědomě ovlivněné či dokonce vymyšlené!

4. Zákrytové dvojhvězdy aneb Vše za jednu noc Zajímá nás pouze okamžik, kdy nastává střed zákrytu – tzv. minimum jasnosti (anglicky mid-eclipse), nikoli konkrétní jasnosti v magnitudách Nepotřebujeme znát magnitudy srovnávacích hvězd, z odhadů vypočítáme subjektivní veličinu zvanou slabost (v Argelanderových stupních) Intervaly mezi odhady volíme jako dvacetinu až třicetinu doby trvání zákrytu D (obvykle 5 – 15 minut; D zjistíme z katalogu nebo mapky) Průběh pozorování: –vyhledáme hvězdu podle mapky, zapíšeme si použitý přístroj a podmínky –děláme odhady v určitých intervalech, zapisujeme si odhady ve tvaru a p v q b spolu s přesným časem – vždy v UT!! (UT = SEČ – 1 h = SELČ – 2 h) –zaznamenáváme změny podmínek (mraky, východ Měsíce, rosení objektivu) –pozorování ukončíme, když se hvězda přestane měnit (až vystoupá zpět z minima do maxima, nebo alespoň na stejnou jasnost jako na začátku pozorování)

Jak odhadovat zákrytovku Proměnnou porovnáváme vždy se dvěma srovnávačkami s nejpodobnějšími jasnostmi (nejbližší jasnější, nejbližší slabší) Jasnost srovnávaček většinou klesá s písmenem abecedy (a je nejjasnější, b o něco slabší atd.) Základní pravidlo: mezi každými dvěma použitými srovnávačkami musíme mít alespoň jeden odhad!!! To znamená, že nelze mít pouze odhady např. mezi a a b a pak až mezi c a d (pak pozorování nelze zpracovat!)

Zpracování pozorování zákrytovky Dříve ruční výpočet podle uvedeného vzorečku Dnes naťukáme odhady do počítače, program sám sestrojí světelnou křivku Software: např. program Protokoly ( Určení okamžiku minima: metoda zrcadlového obrazu – hledáme co nejlepší shodu mezi původní a zrcadlově převrácenou křivkou Výsledek – protokol obsahující údaje o pozorování, odhady a určený okamžik minima Pozorování shromažďuje společnost pozorovatelů B.R.N.O. na brněnské hvězdárně (dr. Zejda)

Co lze vyčíst z okamžiku minima? O–C (Observed – Calculated) menší než asi 1/4 hodiny => nic zajímavého se nestalo, hvězda se řídila předpovědí O–C větší => –hrubá chyba při pozorování nebo zpracování –nebo chyba v předpovědi minima –nebo hvězda změnila své fyzikální parametry (tzn. katalogové údaje už neplatí) – nejzajímavější případ – přistihli jsme hvězdu při činu! Obvykle to znamená přetékání hmoty z jedné hvězdy na druhou.

Pro pokročilé Jiné způsoby fotometrie proměnných hvězd (přesnější) –fotografické metody –fotoelektrický fotometr –CCD kamery – dnes nejběžnější způsob fotometrie mezi profesionály Stejná metoda jako při vizuálním pozorování (porovnání se srovnávačkou), jen místo oka použit přesnější detektor, obvykle vybavený barevnými filtry (UBVRI) Nutno zvládnout ovládání techniky a softwaru pro zpracování, snadno vzniká chyba => nutná pečlivost

Proměnářské organizace v ČR B.R.N.O. (Brno Regional Network of Observers) –pozorovatelé zákrytových proměnných (i CCD), sekce ČAS –zpravodaj Perseus, katalog BRKA a mapky, shromažďují a publikují okamžiky minim, organizují podzimní konference (účastní se profesionálové i amatéři) – MEDÚZA – pozorovatelé fyzických proměnných hvězd, v rámci B.R.N.O. –katalog MEKA a mapky –shromažďují odhady –setkání členů –

Proměnářské organizace a projekty ve světě AAVSO (American Association of Variable Stars Observers) –největší proměnářská organizace (americká, ale přispívají pozorovatelé z celého světa), nejvíce odhadů v databázi, ale je problém je získat – VSNET (Variable Stars Network) – ové konference (nové objevy, rychlé zprávy od pozorovatelů, výzvy k pozorování; mnoho tématických skupin) –výhoda – rychlá komunikace amatérů s profesionály – Mnoho dalších národních organizací: –AFOEV – Francie –BAV – Německo –BAA VSS – Velká Británie –RASNZ – Nový Zéland –VSOLJ – Japonsko

Vědecký význam vizuálních pozorování Donedávna (2002) bylo málo CCD pozorovatelů a mnoho proměnných hvězd => odborný význam vizuálních odhadů Dnes (2004) – rozmach automatických dalekohledů – přesná fotometrie pro všechny jasnější hvězdy téměř každou noc => upadá význam vizuálních pozorovatelů Poslední možnosti: –simultánní pozorování s CCD kvůli vzájemné kalibraci –monitorování slabých hvězd se vzácnými zjasněními (kataklyzmické) => pozorujte jen tak pro radost, nebo se naučte ovládat CCD pokud se chcete zapojit do skutečné vědy, učte se fyziku a matematiku a běžte studovat na přírodovědnou nebo technickou VŠ, otevře se vám daleko víc možností

THE END