Sterbedekkingen door de Maan. De Maan draait in 27,32 dagen om de Aarde heen, maar omdat de Aarde en de Maan ook samen om de Zon draaien, is de omlooptijd van de Maan rondom de Aarde vanuit de sterrenhemel gezien iets langer, nl 29,53 dagen. Dus iedere 29,53 dagen zou de Maan weer voor dezelfde sterren langs bewegen. Dat gebeurd niet omdat onder andere de Maanbaan een hoek maakt van ruim 5 graden ten opzichte van het ecliptica vlak (vlak waarin de Zon schijnbaar beweegt). Bovendien verschuift het snijpunt van de maanbaan met het eclipticavlak met de tijd. Maar alle sterren binnen een bepaalde breedte rond de ecliptica worden echter wel eens door de Maan bedekt. De snelheid van de Maan voor de sterren langs is ongeveer 1 Maan diameter per uur. De bijna vol verlichte Maan schuift binnen enkele ogenblikken voor twee vrij heldere sterren. Vroeger was de Maanbaan nog niet zo goed bekend. Door precies te meten wanneer de Maan voor een ster langs gaat, is het mogelijk de Maanbaan beter te berekenen. Sinds de Apollo Maan astronauten laser reflectors op de Maan hebben gezet omstreeks 1970, kunnen we de afstand tot de Maan op enkele centimeters nauwkeurig meten. Latere onbemande Maan ruimte missies hebben ook de laatste onregelmatigheden in de Maanbeweging geopenbaard, zodat sterbedekkingen voor dit doel niet meer nodig zijn. Nu worden sterbedekkingen door de Maan vooral gebruikt om meer te weten te komen over de sterren. Bedekkingen van Kepler sterren. Het Kepler K2 project. De NASA Kepler satelliet is in maart 2009 gelanceerd. Kepler heeft als doel exoplaneten te ontdekken door minieme helderheids veranderingen te detecteren bij een selecte groep van sterren, die zeer frequent waargenomen worden. Deze sterren liggen in de buurt van het sterrenbeeld Zwaan. Dat gebied is zo gekozen omdat dit het gehele jaar door de Kepler kan worden waargenomen, zonder dat de Aarde, Zon of Maan zich door het gezichtsveld heen bewegen. Kepler beweegt zich ongeveer 0,5 AE achter de Aarde aan in een baan om de Zon. Het vaartuig bezit een 95 cm Schmidt telescoop met daarachter een array van 42 CCD’s met elk 2200*1024 pixels. Eigenlijk niets bijzonders dus, de apparatuur die veel amateur astronomen ook hebben, alleen misschien iets groter. Kepler maakt geen mooie foto’s, integendeel zelfs. Het beeld wordt met opzet iets onscherp gemaakt om fotometrisch beter te kunnen meten. Om de nauwkeurigheid van fotometrie zo hoog mogelijk te maken worden de data over 30 minuten geïntegreerd. De Kepler satelliet (foto NASA) Exoplaneten. Exoplaneten bij andere sterren draaien om deze sterren heen, en als het baanvlak van de planeten in ongeveer hetzelfde vlak ligt als de Aarde, zullen de exoplaneten periodiek voor de ster langs bewegen. De ster wordt dan gedurende zo’n eclips, meestal enkele uren, heel iets zwakker. Vooral bij kleine exoplaneten is de afzwakking van de ster ontzettend weinig, en valt met de andere storende invloeden op de helderheid soms nauwelijks te meten. Alleen de periodiciteit in de ster afzwakking is uiteindelijk het bewijs. Een storende factor bij het waarnemen is bijvoorbeeld het feit dat nogal wat sterren in werkelijkheid uit dubbelster systemen bestaan. Deze “verdunnen” het meetsignaal. Of het door Kepler gevonden signaal werkelijk een exoplaneet is en hoe groot de exoplaneet dan is, kan in zo’n geval niet goed ingeschat worden. Bijvangst. Een niet onbelangrijke bijvangst van Kepler is dat ook periodiciteiten in sterhelderheden van sterren zelf geregistreerd worden. Deze ontstaan door het minimaal uitzetten en krimpen van de ster. Omdat data van heel veel deze op deze manier kan worden verzameld, levert dat een goudmijn op aan gegevens om ster evolutie modellen verder te ontwikkelen. De primaire missie van Kepler zou vier jaar moeten duren. In die tijd deed Kepler elke 35 minuten een meting aan 140.000 sterren. Helaas waren er in het begin veel problemen met ruis, zowel uit de waarnemingen zelf als afkomstig de meetapparatuur in het vaartuig zelf. Reactiewielen defecten. In de zomer van 2012 raakt één van de vier reactiewielen van Kepler defect. Met nog drie wielen over is dat geen probleem, want je kunt dan nog op drie assen corrigeren, maar in het voorjaar 2013 raakt ook het tweede wiel defect. Daarna heeft NASA nog een tijdje geprobeerd om in ieder geval één van de reactiewielen weer aan het lopen te krijgen, maar dat is niet gelukt. Daarom is in 2013 de eigenlijke missie beëindigd omdat Kepler niet meer met grote precisie op de sterren in het gebied bij het sterrenbeeld de Zwaan gericht kon worden. Omdat behalve de twee reactiewielen alles nog goed werkt aan boord van Kepler, is de hoofd missie opgevolgd door de K2 missie. Daarvoor kon iedereen onderzoeks voorstellen inleveren, en in 2014 is deze missie officieel aangevangen. De doelen in deze K2 missie kunnen wel gerealiseerd worden met slechts twee reactiewielen. Zonnestraling stabilisatie. Kepler kan nu met twee reactiewielen nog maar op twee assen stabiliseren. Er moest dus iets gevonden worden waarmee Kepler ook op een andere manier stabiel gehouden kon worden. Alle lichamen in het zonnestelsel ondervinden een kleine kracht vanuit de zonnestraling. Kleine planetoïden kunnen er sneller door gaan roteren, al duurt dat wel erg lang. Door Kepler op een bepaalde manier in de zonnewind te positioneren, is het ruimtevaartuigje stabiel te houden. Concessie is dat alleen in het eclipticavlak waargenomen kan worden, en omdat de Zon en de Aarde zich ook in dat vlak bevinden, kan een bepaald deel van de hemel nooit langer dan 83 dagen achtereen waargenomen worden. De K2 missie. De K2 missie bestaat nu nog steeds uit het opsporen van exoplaneten, alleen is de maximale meetduur per sterveld nu beperkt tot 80 dagen. De nauwkeurigheid waarmee nu gemeten kan worden benaderd de nauwkeurigheid van de hoofdmissie. De klemtoon ligt nu op het vinden van hete planeten rondom heldere sterren, kleine planeten rondom kleinere sterren, zoals dwergen en exoplaneten bij sterren in de “nabijheid” van het zonnestelsel. Verder veel sterrenonderzoek, zoals karakterisering van sterren aan de hand van pulsaties, rotatie en activiteit, ook speciaal in (open) sterhopen en sterseismologie. Tenslotte het vinden van nova’s en supernova’s. Er zal ook nauw samengewerkt worden met onderzoek met instrumenten vanaf de Aarde, en daar ligt ook de link met sterbedekkingen. Zoals al eerder beschreven worden Kepler waarnemingen nogal eens vertroebeld omdat de ster uit een nabij dubbelstersysteem blijkt te bestaan. Veel dubbelster systemen staan nog niet als zodanig bekend, en toch willen onderzoekers van de K2 missie dat graag weten. De beide componenten van het dubbelstersysteem staan dan zo dicht bij elkaar dat ze optisch niet te scheiden zijn. Geluk bij de Kepler problemen is dat nu de waargenomen sterren periodiek door de Maan bedekt worden. En dat is een gouden kans om verborgen dubbelsterren op te sporen. Als dubbelsterren door de Maan bedekt worden, gaat de ster in twee trappen uit. Eerst wordt de ene component bedekt, en een fractie van een seconde later volgt de tweede component. Sterbedekkingen door de Maan ten behoeve van het K2 project worden nu waargenomen met professionele telescopen, maar omdat daarvan de capaciteit ontoereikend is, zijn sterbedekkingen waarnemers gevraagd ook aan dit project mee te werken. Waarnemen K2 sterbedekkingen: Het is dus de bedoeling sterren waar te nemen, welke door de Maan bedekt worden, en welke in een “Kepler sterveld” liggen. Voor elk onderzoeksveld van Kepler worden sterren geselecteerd, helderder dan magnitude 9, zodat een korte integratie tijd kan worden aangehouden, wat noodzakelijk is om nauwe dubbelsterren op te sporen. De Kepler ster bedekkingen worden voorspeld op deze website. Ook zijn ze zelf te berekenen met het programma Occult. De beste periode om waar te nemen is tussen drie dagen voor eerste kwartier tot een dag erna, of natuurlijk een dag voor het laatste kwartier tot drie dagen erna. Natuurlijk alleen waarnemen aan de donkere zijde, dus bij eerste kwartier bij intrede, en bij laatste kwartier de uittrede De integratietijd dient daarbij zo kort mogelijk te zijn, liefst 0,02 s op fields bij de Watec camera. Een nauwkeurigheid in scheidend vermogen van 0,01 boogseconden zou dan bereikt kunnen worden. In de tabel staat onder RV de intrede of uittrede snelheid van de star op de Maan berekend. Je kunt dan zelf berekenen welke nauwkeurigheid bereikbaar is met een bepaalde integratietijd. Alleen visueel meten heeft niet zoveel zin. De bereikbare nauwkeurigheid is te klein en voor het bepalen van een dubbelster die in twee stappen aan of uit gaat, is ook de flux van belang. Als je een bedekking hebt waargenomen, voer dan een analyse op de flux helderheid uit met LiMovie en Tangra. Rapporteer altijd jouw resultaten, of het nu wel of geen bedekking van een dubbelster betreft. Rakende sterbedekkingen door de Maan. Maanprofiel. Langs de buitenrand van de Maan, is de Maan in profiel te zien. De bergen op de Maan worden dan eigenlijk van opzij gezien. Vanaf de Aarde valt dat niet zo erg op, maar dat komt door de verhoudingen. De bergen op de Maan kunnen best enkele duizenden meters hoog zijn, maar vergeleken met de diameter van de Maan (1737 km) blijft dat echter relatief klein, zodat het zelfs met een flinke telescoop nauwelijks te zien is. Wanneer de Maan echter met de rand net langs een ster scheert, is het profiel prachtig te zien. De ster verdwijnt telkens achter bergtoppen, en in de dalen tussen de bergen komt hij weer heel even tevoorschijn. Soms kan een ster wel 10-20 keer verdwijnen en weer verschijnen. Dat is een prachtig gezicht, zeker als de ster helder is. De Noordpool van de Maan. De Maanrand is aan de rechter bovenzijde te zien. De hoogteverschillen daar zijn zo tussen 500-2000 meter, maar ze vallen ook door een telescoop nauwelijks op. Een rakende sterbedekking zie je meestal alleen langs de donkere maanrand, linksboven op de opname, goed. Langs de verlichte Maanrand vallen de sterren weg tegen het maanlicht, tenzij de ster heel erg helder is. Het Maan profiel, de precieze hoogte van de bergen en de laagte van de valleien op de Maan is nog lang niet goed bekend geweest. Door rakende sterbedekkingen waar te nemen en uit te werken is het mogelijk het profiel nauwkeurig te berekenen. Doordat de Maan ook een beetje “wiebelt”, libratie genoemd, kan met behulp van rakende sterbedekkingen een strook van enkele graden breedte vooral bij de Noordpool rand en de Zuidpool rand goed in beeld gebracht worden. Tussen 2007 en 2009 heeft het Japanse ruimtevaartuig Kuguya geprobeerd het volledige maanprofiel over de gehele Maan op te meten, en is daar gedeeltelijk in geslaagd. De Amerikaanse Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), die nu nog steeds in werking is, is het beter gelukt de Maan volledig in kaart te brengen. Dat gebeurd met laser afstandsmetingen vanaf het Maanvaartuig vanuit zijn polaire baan rond de Maan. Het waarnemen van rakende sterbedekkingen door de Maan zal nu dus meestal niet zo veel nieuwe kennis opleveren. Wel kan zo'n observatie soms nieuwe dubbelsterren opleveren, zie hiervoor bij het Kepler K2 project. Maar vooral is het een belevenis bij een rakende bedekking een ster achterlangs de Maan bergtoppen te zien scheren.
Waarnemen rakende sterbedekkingen. De te bedekken ster moet niet te zwak zijn, en het verlichte deel van de Maan moet niet te dicht bij de ster komen, anders overstraalt het maanlicht de ster volledig, en valt er niet veel te zien. Goed zichtbare rakende sterbedekkingen zijn vrij zeldzaam, in Nederland is dat zo’n 5-15 keer per jaar te zien. Het gebied op Aarde waarin je een rakende bedekking kunt waarnemen is ook niet meer dan hooguit enkele kilometers breed, namelijk iets meer dan de hoogte van de bergen ten opzichte van de dalen, geprojecteerd op het aard oppervlak. Sta je te ver weg aan de ene zijde, dan gaat de ster net langs de Maan, en sta je te ver weg aan de andere zijde, dan verdwijnt en verschijnt de ster maar één keer. De waarneemstrook is wel duizenden kilometers lang, omdat de Maan vanuit de ster gezien over een groot deel van het Aard oppervlak trekt. Rakende bedekking in Noord Nederland. Op 8 februari 2014 vond er een rakende bedekking plaats van een ster door de Maan langs de noordelijke maanrand. Vanuit de vereniging is een expeditie op touw gezet om met zoveel mogelijk waarneem posten de bedekking waar te nemen. De posten staan van Noord naar Zuid opgesteld, ongeveer loodrecht op de bewegingsrichting van de Maan, in het landelijke gebied tussen Veendam en Meden. Het resultaat van de rakende bedekking bij Veendam op 8 februari 2014: Er is één ding wat je als waarnemer niet in de hand hebt, en dat is het weer. Het zou opklaren voordat de bedekking plaatsvond, maar de meeste waarnemers stonden toch tegen wolken aan te kijken, en enkele hadden te maken met andere storingen. Uiteindelijk hebben twee deelnemers de ster achter de maanrand zien verdwijnen of verschijnen. In de bovenstaande projectie is de maanrand recht geprojecteerd. De zwarte lijn geeft de hoogte aan van Maanprofiel ten opzichte van de gemiddelde maanhoogte volgend de waarnemingen van Kaguya, en de rode lijn volgens de LRO (Lunar Reconnaisance Orbiter) Tengevolge van deze projectie is de schijnbare beweging van de ster t.o.v. de Maan voor de twee waarnemers gebogen. De waarnemer op post 4, die alleen de weder verschijning ziet, zit het meest noordelijk. De waarnemer op post 8, die alleen het verdwijnen van de ster ziet, zit drie km zuidelijker. Het mooiste is de bedekking waar te nemen met enkele waarnemers. Elke waarnemer ziet dan een ander bedekkingsprofiel, en alle waarnemingen samen geven een mooi aanzicht van de Maan bergen en dalen. Alle waarnemers worden dan op enige afstand van elkaar op een lijn geplaatst ongeveer loodrecht op de Maan bewegings richting ten opzichte van de sterren. Nogmaals het resultaat van de rakende bedekking bij Veendam. Deze projectie laat het Maan silhouet op de Aarde geprojecteerd zien. Waarnemer 3 had problemen met de tijd waarneming; zijn tijden zijn enkele seconden verschoven. (grafiek Gerritsen) Net als voor andere sterbedekkingen heb je nodig een (verplaatsbare) telescoop, een camera, time inserter met ontvanger en mogelijkheden om de video vast te leggen Omdat er meestal geen stopcontacten in het vrije veld zijn te vinden, is een accu of iets dergelijks, voor de voeding van de camera en time inserter, ook noodzakelijk. De voorspelling van de rakende sterbedekkingen staan op deze website. Ook als er een expeditie, met meerdere waarnemers, georganiseerd wordt, is dat vermeld. Iedereen kan ook zelf het initiatief nemen om dat te doen. De rekenaar van de vereniging zal, voor zover mogelijk, de meest optimale waarneemplaatsen en tijden van bedekkingen gaan berekenen. Met het programma Occult is het ook mogelijk zelf een rakende bedekking te voorspellen en te berekenen.