Osnovi fotometrije varijabilnih zvijezda s DLSR aparatom

“I feel it is my duty to warn others…that they approach the observing of variable stars with the utmost caution. It is easy to become an addict, and as usual, the longer the indulgence is continued the more difficult it becomes to make a clean break and go back to a normal life.” Leslie C. Peltier (1900-1980)

Šta su to varijabilne zvijezde?

Promjenljiva zvijezda, promjenljiva ili promjenljivica je zvijezda čija se promjena sjaja može uočiti tijekom, u astronomskim razmjerima, kratkog vremenskog intervala (sati, dani, godine), a nije uzrokovana pojavama u atmosferi Zemlje. Većina zvijezda sjaji skoro posve stalnim sjajem, samo 1% od svih zvijezda su promjenljive zvijezde. Naše Sunce je dobar primjer zvijezde koja svijetli gotovo posve stalnim sjajem (sjaj se mijenja svega 0,01% tijekom 11-godišnjeg Sunčevog ciklusa).

Promjenljive zvijezde proučavaju se primjenom fotometrije, spektrofotometrije i spektroskopije. Najpoznatije metode vizualne fotometrije su Pogsonova, Pickeringova i Argelanderova. Sve se zasnivaju na uspoređivanju sjaja promjenljive zvijezde s jednom ili više poredbenih zvijezda konstantnog sjaja. Navedene metode razlikuju se prema načinu kojim se to uspoređivanje vrši. Tako se kod interpolacijske Pickeringove metode sjaj promjenljive “umetne” između sjajeva dviju poredbenih, dok se Argelanderova metoda temelji na tzv. stupnju, najmanjoj razlici sjaja koju je oko fiziološki u stanju registrirati.

Kada se prikupi više pojedinačnih podataka o sjaju promjenljivice, može se pristupiti konstruiranju krivulje sjaja. Na horizontalnu os se nanosi vrijeme promatranja, najčešće u julijanskim danima, a na vertikalnu os se stavljaju vrijednosti sjaja u prividnim zvjezdanim veličinama (vizualnim magnitudama). Sa krivulje je moguće odrediti mnoge važne parametre kao što je period promjene sjaja, trenutke maksimuma (najveći sjaj promjenljivice) za fizički promjenljive, odnosno minimuma za pomrčinske zvijezde koji se daje u julijanskim danima, amplitudu promjene sjaja i dr.

Razvijene su metode promatranja, čijom primjenom te organiziranim, kontinuiranim radom i astronomi amateri mogu postići rezultate velike znanstvene vrijednosti, primjer za to je The American Association of Variable Star Observers (AAVSO) iz Cambridgea (MA). Ova najveća međunarodna udruga posmatrača promjenljivih zvijezda raspolaže s jedinstvenom bazom podataka koja se sastoji od preko 14 milijuna promatranja prikupljenih od 1911.godine do naših dana.U atlasima i katalozima promjenljive zvijezde se obilježavaju velikim slovima, počevši od R. Tako se nižu R, S, T, U itd. Uz slovo se stavlja drugi padež latinskog naziva sazviježđa u kojem se promjenljivica nalazi, tako npr. R Draconis označava promjenljivu zvijezdu R u sazviježđu Zmaja (Draco). Kad se iskoriste sva slova do kraja abecede, prelazi se na dupliranje pa tako primjerice imamo AB, AZ, BB, BR, RS, TT itd. Nakon što se iscrpe sve kombinacije sa slovima, prelazi se na oznaku V uz koju dolazi neki broj nakon broja 334. Tako npr. V1016 Cygni označava 1016-u promjenljivu zvijezdu u sazviježđu Labuda (Cygnis).

Sjaj zvijezda se mijenja iz mnogo razloga. On se može mijenjati kroz nekoliko zvjezdanih veličina, ali i tako slabo da to opažamo samo osjetljivim fotometrom. Nekim se zvijezdama sjaj mijenja pravilno ili skoro pravilno, druge najednom izblijede ili nenadano planu. Promjena se može odvijati u višegodišnjim ciklusima, ali i u samo nekoliko sekundi.

Klasifikacija promjenljivih zvijezda prikazana je dole:

Clipboard05.jpgPoložaj promjenljivih vrsta zvijezda u Hertzsprung-Russelovom dijagramu

Jedna od najzahvalnijih varijabilnih (za fotometriju) za početnike je AlgolAlgol (β Per / β Persei) je ime  dvojne zvijezde Beta Persei, promjenjivog sjaja u zviježđu Perzeja. Promjena sjaja odvija se pravilno u razmaku od 68 h 49 m, između sjaja zvijezde druge veličine na sjajnost zvijezde šeste veličine.

Postoje kalkulatori minimuma Algola kako bi se mogli snimiti pikovi varijabilnosti. Jedan do boljih je na slijedećem linku (moguće da se treba registrovati).

Clipboard01.jpg

Šta je fotometrija?

Fotometrija je nauka koja se bavi mjerenjem koliko je svjetlo neko nebesko tijelo. Sve zvijezde mjenjaju “sjajnost” zbog fizikalnih procesa unutar njih ili u njihovoj blizini. Pažljivim posmatranjem ove varijabilnosti moguće je dobiti dosta informacija o samoj zvijezdi, i generalno, astrofizičkim fenomenima. Varijabilne zvijezde su, dakle, kao neki laboratorij fizike. Isti fundamentalni fizikalni procesi koji važe ovdje na Zemlji (gravitacija, mehanika fluida, svjetlo i toplota, hemija, nuklearna fizika) operiraju na isti način u cijelom univerzumu. Posmatranjem kako se zvijezde mijenjaju vremenom, možemo razumjeti i zašto se mjenjaju.

clipboard01Varijabilne zvijezde se analiziraju korištenjem fotometrije, spektro-fotometrije i spektroskopije. Mjerenja promjene njihovih magnituda (mjera “sjajnosti” zvijezda) mogu se plotati kako bi se dobile tzv. “svjetlosne” krive. Za “regularne” varijabilne period varijacije i amplituda se mogu lako odrediti, dok kod nekih varijabilnih ovi parametri variraju sa vremenom. Zvijezde mogu mijenjati veličinu, oblik i temperaturu tokom vremena (pulsatori), mogu imati rapidne promjene intenziteta svjetlosti zbog fizikalnih procesa oko zvijezde (akretori i eruptivi) ili mogu biti pomračene zvijezdama ili planetima u orbiti oko njih (binarni sistemi i egzoplaneti). Ključ je u tome da se nešto dešava samoj zvijezdi ili u njenoj blizini.

Različite zvijezde variraju na različitim vremenskim skalama. Nekima trebaju sedmice, mjeseci ili godine da se promjene toliko da to možemo detektovati. Nekima trebaju dani, sati, minute, sekunde ili manje. Neke zvijezde variraju regularno, i vidimo periodično ponavljanje uzorka tokom vremena. Druge zvijezde pokazuju haotične promjene koje ne možemo tačno predvidjeti. Neke zvijezde variraju na isti način stoljećima, a neke (npr. Supernove) mogu nakratko bljesnuti i onda nestati.

Da li se fotometrija može raditi sa običnim dslr aparatom?

Moguće je, osim sa CCD kamerom, i sa dslr aparatom raditi fotometrijske analize zvijezda, a jedan od najboljih priručnika za dslr fotometriju je AAVSO (The American Association of Variable Star Observers) DSLR Observing Manual.

Clipboard03.jpgPresjek dslr aparata i prikaz njegovih komponenti

Generalno, sva mjerenja varijabilnih zvijezda sa dslr aparatom koriste se tehnikom diferencijalne fotometrije u kojoj se sjajnost zvijezde-mete poredi sa sjajnošću referentne zvijezde u njenoj blizini.

U ovom priručniku ima mnoštvo korisnih informacija. Npr.:

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s