Waarnemen van bedekkingen. Welke bedekkingen waarnemen? Sterbedekkingen door de Maan zijn zelf te berekenen met het programma Occult. Bovendien staan de belangrijkste vermeld op deze website en in het verenigingsblad “Occultus”. Ook initiatieven voor expedities naar rakende bedekkingen worden zoveel mogelijk op de website vermeld. Als je zelf zo’n initiatief neemt, geef dat dan ook door. Sterbedekkingen door planetoïden, TNO’s, K2 sterren door de Maan en manen van planeten worden aangekondigd in OccultWatcher. Het is ook mogelijk deze zelf te voorspellen met Occult. OccultWatcher. Het vrij download bare programma “OccultWatcher” is speciaal gebouwd voor het waarnemen van bedekkingen. Een aantal mensen berekenen voor verschillende plaatsen op Aarde de voorkomende bedekkingen. OccultWatcher haalt vervolgens deze voorspellingen op. Een waarnemer kan zelf een account aanmaken in OccultWatcher, waarin hij dan zijn positie ook ingeeft. OccultWatcher selecteert dan uit alle voorspellingen van bedekkingen die voor de betreffende waarnemer te zien zijn. Alle noodzakelijke gegevens voor het waarnemen staan dan overzichtelijk bij elkaar. Natuurlijk kun je selecteren welke voorspellingen je wel of niet wilt zien. Indien je een bepaalde bedekking wilt waarnemen, geef je dat aan in OccultWatcher. Ook kun je zien of andere waarnemers het voornemen hebben een bepaalde bedekking waar te nemen. Meer over OccultWatcher in het deel software. http://www.occultwatcher.net/ In OcculWatcher worden de bedekkingen gepresenteerd welke zichtbaar zijn voor de waarnemer volgens een zelf ingegeven selectie. Ook alle bijzonderheden zijn op te roepen, en welke andere waarnemers mee willen doen. Vastleggen bedekkingen. Vroeger gebeurde het waarnemen van een bedekking visueel en met een stopwatch. Sinds een aantal jaren is dat niet meer nodig. Er zijn lichtgevoelige relatief goedkope video camera’s op de markt gekomen, en het vastleggen kan op de harde schijf van een computer. Dat is veel nauwkeuriger, en het is nu mogelijk de bedekking achteraf in alle rust uit te meten. Video Camera. Bepaalde gevoelige bewakings camera’s zijn erg geschikt voor het waarnemen van bedekkingen. Voor Europa is voor video het CCIR systeem in gebruik. Een video opname bestaat uit 25 beeldjes of frames per seconde. Elk beeldje of frame is opgebouwd uit twee halfbeeldjes of fields. Het ene halfbeeldje geeft alleen de even horizontale lijnen weer, en wordt wel het E-field (even) genoemd, en het andere halfbeeldje geeft de oneven horizontale lijnen weer, en wordt het O-field (Odd) genoemd. De belichtingstijd van een frame of field is standaard 1 s gedeeld door 25 frames is 0,04 seconde lang. Maar het kan zijn dat in dat geval de zwakkere sterren niet meer zichtbaar zijn op de video. Daarom moet de camera de mogelijkheid bieden ook langer te belichten. De meeste in gebruik zijnde camera’s kunnen tot 10,24 seconden per frame belichten. In de praktijk is een belichtingstijd van 0,64 – 2,56 seconde, afhankelijk van de soort bedekking, wel het maximum. Tijdens een langere belichting, ook vaak integratietijd genoemd, komen er wel steeds nieuwe frames uit de videocamera, maar deze zijn gelijk aan elkaar. Als voorbeeld: bij een integratietijd van 0,64 s komen steeds 16 identieke frames naar buiten alvorens het beeld weer ververst wordt. (16 * 0,04 s = 0,64 s). Watec Wat 120N. Deze camera heeft ook een lichtgevoelige CCD chip met 752 * 582 pixels. De pixelgrootte is 8,6*8,3 micrometer. De camera is met een bedieningskastje verbonden waarop de integratietijd en de signaal versterking kan worden ingesteld. Deze camera wordt het meeste door Nederlandse waarnemers gebruikt. Hij wordt o.a. door Astroshop aangeboden voor 599 Euro (prijs december 2017). https://www.astroshop.de/kameras/ De Watec Wat-120 camera. Boven de camera ligt het bedienings kastje waarop de integratietijd en de versterkingsfactor is in te stellen. Watec Wat-910HX-RC. Deze Watec is de opvolger van de Wat-120+. Deze camera heeft ook een CCD chip met 752 * 582 pixels en is iets lichtgevoeliger dan de WAT-120+. Bij testen lijkt deze camera een magnitude zwakker te kunnen vastleggen bij overigens dezelfde instellingen. Hij wordt o.a. door Astroshop.de aangeboden voor 659 Euro. De camera heeft als nadeel dat het veranderen van de instellingen moet gebeuren met een handkastje met vier knoppen, en dat daarvoor allerlei menu’s moeten worden doorlopen en ook de opname moet worden stilgezet. Zeker in Nederland, waar de weersomstandigheden soms snel veranderen door opkomende mist of nevel, en de instellingen tijdens de opname gewijzigd zouden moeten worden, is dat lastig. Watec Wat-910BD. Deze camera is een kale printversie, zonder behuizing, van de Wat-910HX. Enkele sterrenkunde amateurs hebben voor deze camera bedienings software ontwikkeld, welke vrij te downloaden is. De behuizing van de camera kun je zelf maken als je handig bent en de middelen hebt, anders kun je dat ook door deze amateur groep laten doen. De lichtgevoeligheid is hetzelfde of iets gevoeliger dan de Wat-910HX. De Watec 910 BD (foto kuriwaobservatory) http://www.kuriwaobservatory.com/TACOS_BD-System.html Time inserter. Een time inserter zet op elk video halfframe of field de tijd tot op 1/1000 seconde. (zie hoofdstuk over tijd). De inserter is geschakeld tussen de camera en de analoog-digitaal converter. GPS. De meeste time inserters maken gebruik van het GPS systeem. Let er daarbij op dat met het tijdsignaal periodiek een file wordt meegezonden wat ervoor zorgt dat de ontvangen code in de juiste tijd wordt omgezet. Indien een schrikkelseconde is ingevoerd, moet de GPS altijd eerst een nieuwe file ontvangen voordat de schrikkelseconde goed in de ontvanger berekend kan worden. Laat daarom na het invoeren van een schrikkelseconde de GPS altijd eerst een halfuurtje aanstaan, voordat de bedekking begint. Het voordeel van een GPS ontvanger is dat ook de positie wordt gegeven. Radio tijdzenders. Ook ontvangers van radio tijdzenders zijn goed bruikbaar. Nadeel hiervan wel is dat niet altijd de zender goed te ontvangen is, vooral kort na zonsondergang gaat dat wel eens moeilijk. Een positie geeft deze ontvanger natuurlijk niet. IOTA time inserters worden aangeboden op http://videotimers.com/home.html voor omstreeks 280 dollar. De firma astroshop.de verkoopt een pakket: Shelyak camera set met de Watec Wat- 910HX-RC camera, een videograbber en een IOTA Video Time Inserter met toebehoren voor 1159 Euro (prijs december 2017) Time inserters worden ook soms door leden in elkaar gezet, en zijn dan ook wat goedkoper. Als je een time inserter nodig hebt voor het waarnemen van sterbedekkingen, en je bent ook lid van de vereniging, neem dan contact op. De time inserter. Het kastje wordt tussen de video camera en de analoog digitaal converter geschakeld. De GPS antenne ligt ernaast. Computertijd. Er zijn ook programma’s welke de computertijd gebruiken. Voor het doen van bedekkingen zijn deze veel te onnauwkeurigheid. Met name bij het besturings systeem Windows treden soms vertragingen op van vele tienden van seconden. Analoog-digitaal converter. De meest gebruikte videocamera’s voor het waarnemen van sterbedekkingen zijn analoog. Voor opslag op een harde schijf en verdere bewerking moet het analoge signaal digitaal gemaakt worden, en daar wordt een analoog-digitaal omzetter voor gebruikt. Een omzetter is de StarTech USB SVID2USB23, die onder andere wordt aangeboden door Amazon.com (https://www.amazon.com/StarTech-S-Video-Composite-Capture- SVID2USB23/) voor ongeveer 34 US dollar (prijs december 2017). De converter werkt niet zonder drivers. Die krijg je erbij op een DVD, of zijn te downloaden. Installeer eerst de drivers. Sluit daarna de analoog-digitaal converter aan. De analoog digitaal converter. Video software. Het digitaal wegschrijven van de video gemaakt met de Watec camera kost niet gecomprimeerd al gauw zo’n 22 Mb/s. Dat is ook de reden dat de meeste video programma’s compressie toepassen. Bij de gebruikelijke compressie worden details welke visueel niet opvallen vaak weggelaten. De video wordt dan opgebouwd uit zogenaamde key frames, welke origineel zijn, en daartussen gewone frames, welke grotendeels kopieën zijn van het keyframe. Daardoor valt essentiële informatie nodig voor het opmeten van de bedekking en de tijd vaak weg. Sla de video ongecomprimeerd op, met de tegenwoordige grote harde schijven eigenlijk geen probleem meer, of gebruik voor het opslaan verlies vrije codecs. Een codec is compressie software, en verliesvrij wil zeggen dat bij het comprimeren alleen informatie wordt weggelaten welke niet van belang is voor het uitmeten van de bedekking, zoals bijvoorbeeld kleur. Gebruikte programma’s zijn: Virtual Dub: Virtual Dub werkt goed onder XP en Windows 7, maar latere versies van Windows geven soms problemen. Virtual Dub kan de frames samen met de beide fields laten zien op het scherm, zodat waarnemingen visueel goed bekeken kunnen worden. http://www.virtualdub.org/index.html LiMovie: Met het programma LiMovie kan op de harde schijf opgenomen worden. De video kan naderhand ook met LiMovie geanalyseerd worden. Klein nadeel van LiMovie is dat eigenlijk de Amerikaanse punt/komma notatie gebruikt moet worden op de computer. http://astr o-limovie.info/limovie/ IOTA_VideoCapture: Een eenvoudig programma waarmee de video ongecomprimeerd of gecomprimeerd kan worden opgenomen. Ook kunnen video’s weergegeven worden. http://occultations.org/observing/software/ OccuRec: Occurec produceert AAV files, welke alleen door Tangra gelezen kunnen worden. Occurec leest automatisch de tijd uit op de video en slaat deze op bij de frames. Nadeel is dat dit niet bij alle time inserters werkt. http://www.hristopavlov.net/OccuRec/OccuRec.html Codecs: Huffyuv codec Lagarith codec: Gebruikt deels ook de Huffyuv codec, en comprimeert iets compacter – https://lags.leetcode.net/codec.html Uitwerken waarnemingen. Verdwijn en verschijn tijdstip. Na het waarnemen van een bedekking moet deze uitgewerkt worden. We hebben nu een videofilm met op elk frame en field een tijdstempel, de te bedekken ster en soms nog andere sterren. Met onder andere Virtual Dub is het mogelijk de afzonderlijke frames of fields te tonen. Op de opname is aan de linkerzijde het frame te zien. Rechts het oneven (O) field en het even (E) field waaruit het frame links is opgebouwd. Op het frame en de beide fields is de datum en de tijd te zien. In het frame worden de beide field tijden over elkaar heen geprojecteerd. Daardoor kan het laatste gedeelte moeilijk leesbaar zijn. Voor een sterbedekking wordt er van uit gegaan dat wanneer het hemellichaam voor de helft de ster bedekt, de bedekking begint of eindigt. De sterkte van de licht flux, meestal midflux genoemd, is dan precies het midden van d flux van voor bedekking en tijdens bedekking, of: midflux = flux voor bedekking – 0,5 * (flux voor bedekking – flux tijdens bedekking). Let op: Als er diffractie optreedt wordt een fluxwaarde van 25% als punt van bedekken of wederverschijnen gehanteerd. Er zijn een aantal soorten bedekkingen. In drie onderstaande voorbeelden zijn die vereenvoudigd weergegeven. Horizontaal de frame nummers, en verticaal de helderheid van de ster in magnitude. De grens magnitude is de zwakste helderheid welke nog net te zien is op de video en is in de grafieken aangegeven met een rode lijn op magnitude 12. De te bedekke ster heeft een helderheid van magnitude 11. 1. Bedekkingen waarbij de helderheid van de planetoïde, welke de ster bedekt, ver onder de detectiegrens (de grens magnitude) ligt van de camera, in dit voorbeeld magnitude 19. Zolang de ster niet bedekt is, staat de gemeten waarde op de magnitude 11 lijn. Op de frames waar geen ster meer te zien is, is de ster bedekt, maar of hij tijdens de gehele integratietijd van het betreffende frame bedekt is geweest, of slechts een klein deel, kan niet opgemaakt worden. Immers ook al was de ster toch bijvoorbeeld 80% van de integratietijd van het frame niet bedekt, de ster zal toch niet zichtbaar zijn. Voor deze situatie nemen we als verdwijnings tijdstip het midden van het frame of field, waarop de ster niet meer te zien is (hier frame 4) en als wederverschijnings tijdstip het laatste frame waarop de ster nog niet zichtbaar is (hier frame 7). 2. Bedekkingen waarbij de helderheid van de planetoïde, welke de ster bedekt, net onder de detectiegrens (de grens magnitude) ligt van de camera, in dit voorbeeld magnitude 13. Indien op frame 4 de ster al helemaal verdwenen is, moet de bedekking al in het begin van het frame al hebben plaats gevonden. Is frame 4 wel iets in helderheid is afgenomen, maar nog prima te zien is, dan geeft dat aan dat de bedekking niet aan het begin van het frame heeft plaatsgevonden, maar verderop. Aan de hand hiervan kun je inschatten of de bedekking vooraan, in het midden of achteraan het frame heeft plaats gevonden. Speciaal als langer geïntegreerd is, bijvoorbeeld 0,32 s, en deze 8 frames dan als één frame gelden, kan dat handig zijn. 3. Bedekkingen waarbij de helderheid van de planetoïde, welke de ster bedekt, boven de detectiegrens (de grens magnitude) ligt van de camera, in dit voorbeeld magnitude 11. Tijdens de bedekking zien we de planetoïde op de video. Uit de licht flux afname over de frames kunnen we vrij precies uitrekenen wanneer het verschijnsel plaatsvindt. Bij het begin van de bedekking is het moment van verdwijnen: t = ((flux frame start – gemiddelde flux tijdens bedekking) / ( gemiddelde flux voor/na bedekking – gemiddelde flux tijdens bedekking). Bij het einde van de bedekking is het moment van terugkomen: t = 1 – ((flux frame eind – gemiddelde flux tijdens bedekking) / ( gemiddelde flux voor/na bedekking – gemiddelde flux tijdens bedekking). t is dan relatief ten opzichte van de frame lengte (40 ms), en frame start en frame eind is het frame waarop de midflux waarschijnlijk zal optreden. Soms kan het ook gebeuren dat een ster heel langzaam verdwijnt en/of terugkomt. Dat is mogelijk wanneer een ster uitzonderlijk groot is en niet al te ver weg staat, en/of bij een planetoïde bedekking de verduisteringslijn onder een kleine hoek de planetoïde horizon snijdt en de relatieve snelheid van de planetoïde ten opzichte van de ster klein is. In dat geval is het beter de bedekkings tijdstip te bepalen met de trend functie in Excel. t = Trend(Frame 1: Frame 2; Flux frame 1: Flux frame 2; Midflux) Frame 1 is het frame aan het begin van de helderheids toename of afname. Frame 2 is het frame aan het einde van de helderheids toename of afname. Analyse software. Voor het meten van de helderheden van de sterren op een video welke de bedekking naar verwachting heeft vastgelegd, is goede software beschikbaar. Meestal worden hiervoor de programma’s LiMovie of Tangra gebruikt. Deze meten op elk video frame of field de helderheid van de sterren welke van te voren geselecteerd zijn, en kunnen dat als bijvoorbeeld een csv bestand opslaan, maar ook in grafiekvorm direct na het meten laten zien. Beide programma’s zijn vrij te downloaden, zie verder onder het hoofdstuk “software” op de website. Voorbeeld: In dit voorbeeld hebben we een sterbedekking door een planetoïde waargenomen. De integratietijd (belichtingstijd) is 0,16 seconde. De bedekkings video is 80 frames lang. Dat is natuurlijk niet realistisch, want normaal duurt een waarneming 5 – 10 minuten, en dat zijn 7500-15.000 frames, waarvan we er meestal zo’n 500-1000 gebruiken (alleen de bedekking en enkele seconden ervoor en erna). Omdat de integratietijd 0,16 s is, komen er steeds vier identieke frames (frame groep) uit de camera. Elk frame heeft wel een eigen tijd, maar we gebruiken later de tijd van het eerste field van het eerste frame van de groep. Uiteindelijk hebben we 80/4 = 20 waarneempunten, de blauwe lijn in de grafiek. In de tabel staan de frame groep nummers en de bijbehorende flux waarde. De gemiddelde flux waarde van de frame groepen voor en na de bedekking (frames 1-5 en 17-20) is 800 (1) De gemiddelde flux tijdens de bedekking (frame groepen 7-13) is 270 (2) De midflux = Flux voor en na – (flux voor en na – flux tijdens bedekking), of 1-(1- 2) = 535. Dat is de rode lijn in de grafiek. Het verdwijnen van de ster lijkt onmiddellijk te gebeuren, we gebruiken de formule: t = ((flux frame start – gemiddelde flux tijdens bedekking) / ( gemiddelde flux voor/na bedekking – gemiddelde flux tijdens bedekking). (350-270)/(800-270) = 0,15. Dus aannemend dat de ster plotseling verdwijnt, is dat op 0,15 van de tijd na aanvang framegroep 6 gebeurd, dat is 0,15 * 0,16 s= 0,024 s na framegroep start. Het weer verschijnen van de ster gebeurd geleidelijk, over meerdere frame groepen. Dan kun je beter de trend functie gebruiken: t = Trend( framegroep 14: framegroep 18; Flux frame 14:flux frame groep 18; Midflux) t = Trend(14:18;300:800;535) = 15,58 of wel 0,58*016 = 0,09 s na start framegroep 15. Let op de uitkomst, de groene punten in de grafiek is niet precies hetzelfde is als het snijpunt van de bedekkingscurve met de midflux lijn. Tijdcorrectie. Het blijkt dat de tijd van een frame of field zoals die de camera verlaat niet overeenkomt met de werkelijke tijd. Dat is enkele jaren geleden uitgezocht door de Oostenrijkse waarnemer Gerhard Dangl. Hij heeft om de interne vertragings tijden in de camera’s te kunnen meten een speciaal instrumentarium gebouwd. De vertraging ontstaat omdat de camera de beelden heel even vasthoudt, en komt ook door de specifieke wijze waarop de fields en frames opgebouwd worden als complete video. De vertragingstijd is afhankelijk van de gebruikte integratietijd en het camera type. In de tabel staan de gegevens voor de Watec Wat-120 camera. De correctie wordt altijd geteld vanaf de tijd op het eerste field of frame van één integratiereeks. In de tabel wordt dan de correctie in seconden gegeven naar het midden, het begin en het einde van de integratiereeks, zowel voor de frames als wanneer naar de fields gekeken wordt. In de laatse twee kolommen staat de standaard nauwkeurigheid. Voorbeeld 1: Uit de analyse is gebleken dat de ster aan het begin van een field verdwenen is. Op het field staat de tijd 23:14:53,905. De integratietijd is 0,02 s, de keuzestand op “OFF” (0). Uit de tabel blikt dat de correctie -0,05 s is. De wekelijke verdwijntijd is dus 23:14:53,855. De maximale onnauwkeurigheid is +/- 0,01 s Voorbeeld 2: Uit het voorbeeld in het hoofdstuk “Verdwijn en verschijn tijdstip” blijkt de ster op 0,09 seconden na het begin van framegroep 15 terug gekomen te zijn. De tijd van frame groep 15 is de tijd op het eerste field in die groep, en dat is 02:48:12,550 uur. De vertraging vanaf het begin van de frame groep bij een Integratie tijd van 0,16 s is gelijk aan -0,19 s. (tabel) De werkelijke verschijningstijd is dus 02:48:12,550 – 0,19 + 0,09 = 02:48:12,450 uur De maximale onnauwkeurigheid is +/- 0,09 s, maar in werkelijkheid kleiner. Rapporteren. Maanbedekkingen: Elk continent heeft een contactpersoon voor het indienen van resultaten van maanbedekkingen. In Nederland verloopt dat via de verenigings coördinator maanbedekkingen. Bij een bedekking door de Maan moet je rapporteren: Naam en emailadres Datum en tijd tot op een nauwkeurigheid van 0,01 s. Positie en gebruikte ellipsoïde, meestal WGS84 Gebruikte methode van tijdwaarneming en nauwkeurigheid Gebruikte telescoop, type, opening Gebruikte montering (equatoriaal of azimuthaal en aangedreven of met de hand) De naam van de ster (X, SAO of ZC) Het is ook mogelijk het rapport in “Occult” aan te maken, en deze periodiek naar de coördinator te sturen. Zie hiervoor Occult in het hoofdstuk “software” van deze website. Bedekkingen door Planetoïden en TNO’s, etc.: Deze rapporteer jezelf aan de Europese coördinator via de email berichten service “Planoccult”. De bedekkingen worden gerapporteerd met de planOccult service. Via de vereniging is hiervoor toegang te krijgen. De waarnemingen worden gecontroleerd en vastgelegd door de Europese coördinator. De rapportage is min of meer standaard, maar moet minimaal bevatten: De datum van de voorspelling, De naam van de bedekte ster en de planetoïde, Naam en de coördinaten van de waarneemplaats tot op een nauwkeurigheid van 1 seconde, Land waar de waarneming heeft plaatsgevonden, Tijd begin en einde waarneming in UT, Tijd begin en einde bedekking in UT, zo nauwkeurig mogelijk, minimaal tot op 0,1 s, Gebruikte telescoop, lens (refractor) of spiegel (reflector) en de opening, De gebruikte methode om de waarneming te doen, bijvoorbeeld op video, visueel of met een fotometer, De gebruikte methode om de tijd vast te leggen, bijvoorbeeld GPS of radiotijdsein, De gebruikte vertragings tijd correctie, Daarnaast mag je verdere informatie geven als je dat zinvol vindt, zie het volgende voorbeeld: