Proměnné hvězdy II Jak je pozorovat

1. Proměnné hvězdy IIJak je pozorovat Lukáš Král

2. 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.

3. 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

4. 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

5. 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

6. 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)

7. a, b jsou jasnosti srovnávačekp, q jsou Argelanderovy stupně (odhad ve tvaru a p v q b) Jak provádět odhady • Určení jasnosti v daném okamžiku: porovnat proměnku sjednou 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: • 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...

8. ... 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!

9. ... 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!

10. 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 tvarua 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)

12. 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!)

13. Zpracování pozorování zákrytovky • Dříve ruční výpočet podle uvedeného vzorečku • Dnes naťukáme odhady do počítače, program sám sestrojí světelnou křivku • Software: např. program Protokoly (http://var.astro.cz/brno) • 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)

16. 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.

17. 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

18. 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) • http://var.astro.cz/ • MEDÚZA – pozorovatelé fyzických proměnných hvězd, v rámci B.R.N.O. • katalog MEKA a mapky • shromažďují odhady • setkání členů • http://www.meduza.info/

19. 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 • http://www.aavso.org/ • VSNET (Variable Stars Network) • e-mailové konference (nové objevy, rychlé zprávy od pozorovatelů, výzvyk pozorování; mnoho tématických skupin) • výhoda – rychlá komunikace amatérů s profesionály • http://www.kusastro.kyoto-u.ac.jp/vsnet/ • Mnoho dalších národních organizací: • AFOEV – Francie • BAV – Německo • BAA VSS – Velká Británie • RASNZ – Nový Zéland • VSOLJ – Japonsko

20. 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

21. THE END