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.
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
Sterbedekkingen door de Maan.
De bijna vol verlichte Maan schuift binnen enkele ogenblikken voor twee vrij
heldere sterren.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
De Kepler satelliet (foto NASA)
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 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.