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Diskussionsforen EpsAri mit Videostack und Fitswork | Deepsky - Galaxien, Sternhaufen, Nebel, etc.
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Jan_Fremerey Offline
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#877287 - 13/12/2011 23:00 EpsAri mit Videostack und Fitswork


Das hier vorgestellte Zielobjekt Epsilon Arietis (kurz: "EpsAri") ist ein Doppelstern mit einer gegenwärtigen Winkeldistanz der Komponenten von 1,4" (Tabellenwert). Da sich die Komponenten mit 5,2 bzw. 5,5 mag in ihrer visuellen Helligkeit nur geringfügig unterscheiden, sollten sie in einem 10-in Teleskop relativ leicht zu trennen sein.

Es hat mich an dieser Stelle als Planetenfotograf gereizt herauszufinden, inwieweit sich auch Deep-Sky-Objekte mit hoher fotografischer Auflösung erfassn lassen.

Als Teleskop diente meine offene 10-in "Schüssel" (Eigenbau), die ich 2010 in erster Linie zur Gewinnung von detailreichen Mond- und Planetenaufnahmen gebaut habe und bisher auch fast ausschließlich auf diesem Anwendungsgebiet nutze, siehe Website.

Das folgende Bild entstand aus einem 30s-Videoclip, den ich unter vollem Mondlicht in der Nacht vom 9./10. Dezember mit Grünfilter (Astronomik Typ II) und einer Chameleon-Kamera (Point Grey) mit vorgeschalteter 2,2x-Barlowlinse (Klee) an meinem f/5-Spiegel (Royce) aufgenommen habe.



Hier zunächst die wesentlichen Kameraeinstellungen zum Video gemäß FireCapture-Protokoll:

Date=09.12.2011
Start=21:44:02
Duration=30s
Frames captured=492
Camera=Chameleon CMLN-13S2M
ROI=1296x964
FPS=18
Shutter=4.996ms
Gamma=1500
Gain=800
Histogramm(max)=29
Histogramm=11%
Noise=3.9872947

Das insgesamt 492 Frames umfassende Video wurde mit Hilfe von VirtualDub auf einen Rahmen von 100x100 Pixeln heruntergeschnitten, in welchem sich die Einzelbelichtungen von EpsAri seeingbedingt bewegten. Gleichzeitig wurde die Bildhelligkeit 2,5-fach angehoben.

Für die Aufnahme von EpsAri und somit auch für den Bildausschnitt wurde hier bewußt eine Ecke des Kameraformats ausgewählt, da nämlich der ganze Versuch auch dazu dienen sollte, das optische System mit Parabolspiegel und Barlowlinse auf Komafehler zu prüfen. Davon ist hier offenbar nichts zu sehen.

Wie die folgende Zeitlupen-Animation in der Original-Reihenfolge der ersten 100 Frames deutlich macht, waren die Sichtbedingungen zum Zeitpunkt der Aufnahme bestenfalls mittelmäßig:



Bemerkenswert erscheinen mir die im Vergleich zu den Objektdetails z.T. erheblichen Sprünge, die das Bild von einem zum nächsten Frame, d.h. innerhalb von nur ca. 1/50 s zeigt. Man kann sich vorstellen, dass solch ein Objekt bei der in der Deep-Sky-Fotografie üblichen Langzeitbelichtung aufgrund der Bewegungsunschärfe bis zur völligen Unkenntlichkeit entstellt wird. Durch die hier verwendete Belichtungszeit von 1/200 s pro Einzelframe und den Stackprozess konnte diese seeingbedingte Bewegungsunschärfe einigermaßen deutlich eingeschränkt werden.

Mithilfe von AviStack 1.81 wurde unter Verwendung von jeweils 32 der 492 insgesamt aufgenommenen Frames ein Summenbild erzeugt, welches oben in 4-facher Linearvergößerung zu sehen ist. In diesem Darstellungsmaßstab lassen sich verschiedene charakteristische Merkmale des Doppelsternsystems einigermaßen mühlos ablesen bzw. vermessen, vorausgesetzt, man kennt die "Rasterauflösung" des Gesamtsystems Teleskop/Kamera, gemessen in Bogensekunden pro Pixel, mit hinreichender Genauigkeit.

Die Rasterauflösung konnte ich jetzt nachträglich anhand der polaren Durchmesser einer Reihe von Jupiterbildern ermitteln, die ich im Laufe der letzten 15 Monate mit demselben System aufgenommen hatte. Die Auflösung beträgt 0,279 Bogensekunden pro Pixel mit einer Unsicherheit von deutlich weniger 1 in der letzten Stelle.

Wie das mit Fitswork im 32-Bit-Floatingpoint-Format erstellte Pixellinien-Diagramm (s.o.) zeigt, liegen die Komponenten des Doppelsterns EpsAri in der vierfach vergrößerten Darstellung ziemlich genau 20 Pixeleinheiten auseinander. Die Distanz von genau 20 Pixeln entspricht unter Berücksichtigung der 4-fachen Nachvergrößerung und der o.a. Rasterauflösung einem Winkelabstand der Doppelstern-Komponenten von 1,39 Bogensekunden.

Die ermittelte Doppelstern-Distanz ist jedenfalls gut verträglich mit der verbreiteten aber vergleichsweise groben Literaturangabe von 1,4". An verschiedenen Stellen werden auch 1,5" angegeben. Dieser letztgenannte Wert kann immerhin aufgrund der hier vorgestellten Messungen als weniger wahrscheinlich betrachtet werden.

Neben der Winkeldistanz der Komponenten lässt sich aus der Aufnahme auch der Polwinkel des Systems ermitteln. Durch Bildrotation um 27° konnte ich die beiden Sterne auf einer gemeinsamen vertikalen Schnittlinie anordnen, siehe Pixellinien-Diagramm. Mit 27° Winkeldifferenz gegenüber der 180°-Richtung (Süden) ergibt sich eine Winkelorientierung der lichtschwächeren Doppelsternkomponente bezüglich der helleren von 207°. Das sind 4° weniger als der in den Tabellen angegebene Winkel von 211°. Die Abweichung resultiert vermutlich zumindest teilweise aus der unzureichenden Winkelausrichtung meiner Kamera in Bezug auf die Himmelskoordinaten.

Gerade eben habe ich nach längerem Suchen (das Forum war ohnehin wegen Wartungsarbeiten nicht erreichbar) eine Ephemeriden-Tabelle des USNO gefunden, die ich hier via "copy-and-paste" (Quelle: Siehe Adresszeile) auszugsweise zusammengestellt habe.



Aus der markierten Zeile sind aktuelle Daten zu EpsAri ersichtlich. Demnach liegt auch die von mir ermittelte Distanz von 1,39" noch etwas höher als der Tabellenwert von 1,36".

Da meine Aufnahme aus einer randnahen Zone auf dem Kamera-Chip entnommen wurde, möchte ich nicht ausschließen, dass hier bereits geringfügige optische Verzeichnungen zur Verfälschung des Messwerts beigetragen haben. Vor allem ist mir aber noch nicht klar, wie man die seeingbedingten Bildverformungen einschätzen soll, die ja durch das Stacken nur bis zu einem gewissen Grad ausgeglichen werden. Wenn ich auf das Videomaterial schaue, siehe Animation, kann ich mich eigentlich nur wundern, dass der Abstandswert noch so gut herausgekommen ist.

Gleichfalls vom USNO fand ich noch eine Zeichnung (Quelle: Siehe Adresszeile) des Doppelsternsystems mit eingetragenen Langzeitbeobachtungsdaten.



Welche der eingezeichneten Messpunkte jetzt den präzisen Angaben in der obigen Tabelle entspricht, ist nicht leicht zu erkennen. Gemäß Tabelle liegt der Polwinkel inzwischen bei 209,5°, so dass ich mit 207° trotz unsauber ausgerichteter Kamera doch nicht ganz so weit daneben liege.

Aus den beiden Spitzenwerten im Pixelliniendiagramm lässt sich weiterhin mit 5,8/4,5 ~ 1,3 auch das Helligkeitsverhältnis der beiden Sternkomponenten ermitteln. Der Faktor 1,3 entspricht in der Tat recht genau der in den Tabellen angegebenen Helligkeits-Differenz von 0,3 Sternmagnituden. In anderen aktuellen Tabellen sind allerdings auch die Helligkeiten der beiden Sternkomponenten präziser, nämlich mit 5,17 bzw. 5,57 angegeben, womit die Helligkeitsdifferenz bei genau 0,4 Magnituden liegt.

Schließlich kann man aus der Halbwertsbreite der Peaks noch das bei dem gegebenen Seeing erreichte Auflösungsvermögen des Systems mit knapp 0,8" ablesen. Da 0,5" allein dem Beugungslimit der Teleskopoptik zuzuschreiben sind, entfällt auf das Seeing eine zusätzliche Unschärfe von lediglich 0,3", ein Wert, über den man sich als erdgebundener DS-Fotograf gewiss freuen kann.

Den ermittelten Wert des Auflösungsvermögens halte ich für einigermaßen verlässlich, da ich bei der Bilderzeugung keinerlei Schärfungsmaßnahmen angewendet habe.

Nun hoffe ich, demnächst bei etwas besseren Sichtbedingungen noch weitere und auch "schwierigere" Sternsysteme auf die beschriebene Weise vermessen zu können.

Möglicherweise ist das alles für manche Leser des hiesigen Forums nicht so neu wie für mich als DS-Einsteiger. Über Hinweise auf ältere Arbeiten und Ergebnisse in dieser Richtung würde ich mich natürlich freuen.

Gruß, Jan


Bearbeitet von Jan_Fremerey (13/12/2011 23:20)

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DonMatu Offline
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#877329 - 14/12/2011 08:50 Re: EpsAri mit Videostack und Fitswork [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,
ein interessanter Bericht - Danke

Gruß
Christian
_________________________
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moos Offline
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#877488 - 14/12/2011 17:56 Re: EpsAri mit Videostack und Fitswork [Re: DonMatu]


HALLO Jan,
eine sehr interessante Sache. Da wird man zum Nachahmen angeregt.

Es ist schon erstaunlich, was für ein klares Bild aus dem Video als Summe herauskommt.

Eine Frage zum Nachmachen: Welche Art der Zentrierung hast Du gewählt, denn es soll ja nur auf eine der beiden Scheiben zentriert werden?

Der WDS als Quelle scheint mir billig; ist der nicht recht alt und statisch?

Vielen Dank
Carsten

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Jan_Fremerey Offline
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#877658 - 15/12/2011 12:48 Re: EpsAri mit Videostack und Fitswork [Re: moos]


Hallo Christian und Carsten,

vielen Dank für Eure freundlichen Rückmeldungen. Der Stoff ist zugegebenermaßen für Deep-Sky-Enthusiasten etwas eintönig, wenn man an die vielen prachtvollen DS-Bilder denkt, die es hier im Forum zu sehen gibt. Deswegen freue ich mich über Eure Kommentare umso mehr.

Original geschrieben von: moos
Welche Art der Zentrierung hast Du gewählt, denn es soll ja nur auf eine der beiden Scheiben zentriert werden?

Diese Frage erscheint mir sehr berechtigt, und sie hat mich sogleich veranlasst, eine Reihe von Stacks mit unterschiedlichen Parametern anzufertigen und auszuwerten. Hier sind die Ergebnisse zusammengefasst:



Die obere Tabelle zeigt die Vermessung der Poldistanz des Planeten Jupiter und die daraus ermittelte Eichung der "Rasterauflösung" R meines videografischen Aufnahmesystems in Einheiten von arcsec/px, also des Pixelabstands, gemessen in Bogensekunden.

In der unteren Tabelle sind die aus verschiedenen Pixellinien-Diagrammen (s.o.) abgelesenen Abstände der Komponenten von EpsAri eingetragen, wobei ich die Diagramme jetzt nachträglich aus 8- bzw. 6-fach (zuvor nur 4-fach) nachvergrößerten Abbildungen gewonnen habe.

Zu Deiner Frage: Obwohl AviStack bekanntlich ein "Multipoint"-Stackverfahren ist, war das Doppelsternsystem während des Stackvorgangs doch jeweils nur innerhalb eines einzelnen Teilfelds zu sehen. Insofern hat AviStack hier offenbar an der fraglichen Stelle ebenso wie AutoStakkert mit "Singlepoint"-Alignment gearbeitet. Die mit den beiden Stackprogrammen gewonnenen Messergebnisse unterscheiden sich ja auch nicht signifikant voneinander.

Ein Vergleich der ermittelten relativen Fehler von R und d(px) macht deutlich, dass die Peakdistanz d(px) wegen des durch die Pixelgröße vorgegebenen "Quantisierungsfehlers" der Ablesung den entscheidenden Anteil zur Messunsicherheit beiträgt. Trotzdem hält sich der mittlere relative Fehler mit ca. 2% noch in erträglichen Grenzen.

Was mir aber z.Z. etwas Kopfzerbrechen bereitet, ist die im Rahmen der ermittelten Messgenauigkeit sehr große Diskrepanz zwischen meinem aktualisierten Ergebnis von 1,44" und dem USNO-Wert von 1,36" für die Winkeldistanz der beiden Sterne.

Es liegt natürlich nahe, einen systematischen Fehler in meiner Auswertemethode zu vermuten. Bisher weiß ich allerdings nicht, wo ich danach suchen soll. Denn ich vergleiche doch eigentlich nur die Poldistanz von Jupiter mit der Peakdistanz des Doppelsternsystems unter - zumindest scheinbar - denselben messtechnischen Randbedingungen.

Vielleicht hat ja jemand eine Idee?

Original geschrieben von: moos
Der WDS als Quelle scheint mir billig; ist der nicht recht alt und statisch?

Wenn Du eine bessere Quelle kennst, wäre ich Dir für einen entsprechenden Hinweis sehr dankbar.

Gruß, Jan


Bearbeitet von Jan_Fremerey (15/12/2011 12:59)

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tommy_nawratil Online   content
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#877670 - 15/12/2011 13:24 Re: EpsAri mit Videostack und Fitswork [Re: Jan_Fremerey]


hallo Jan,

saubere Arbeit, und wahnsinnig sorgfältig dokumentiert!

Es ist wirklich erstaunlich was sich aus dem Geflimmere herausdestillieren lässt, ich würde mich aber mit der kleinen Dispkrepanz zum Literaturwert versöhnen. Deine resultierenden Sterne sind ein wenig elongiert, was auf gewisse Grenzen des Machbaren beim Stackprozess hindeutet. 1,39" bzw. 1,44" gegen 1,36" - da kannst du doch hochzufrieden sein!

lg Tommy
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TeeJay Offline
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#877743 - 15/12/2011 17:08 Re: EpsAri mit Videostack und Fitswork [Re: tommy_nawratil]


Hallo Jan

Eine wirklich tolle Arbeit, läd wirklich zum nachmachen ein!

Ich glaube es handelt sich bei der Diskrepanz um einen Optikfehler, du sagst ja selber das du nicht auf der Achse, sondern am Rand aufgenommen hast. Wie Tommy schon bemerkt hat sind die Sterne minimal elongiert. Das könnte viele Ursachen haben und vielleicht auch der Auslöser des Fehlers sein.

Ausserdem würde ich mal ein paar Bilder einer sternreichen Region machen und diese Astrometrieren, damit bekommst du dann exakte Daten zur Auflösung und Fehler.

Grüsse
Tobiasz
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Jan_Fremerey Offline
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#877796 - 15/12/2011 19:30 Re: EpsAri mit Videostack und Fitswork [Re: TeeJay]


Hallo Tommy und Tobiasz,

Dank für Eure zustimmenden Kommentare! Inzwischen kam heute via eMail noch ein guter Hinweis von Wolfgang Sorgenfrey. Er bezweifelt - offenbar zu Recht - die Messungen an Jupiter . Es ist ja bekannt, dass die Scheibe sichtbar größer wird, wenn man bei der Bildbearbeitung die Helligkeit hochdreht. Habe jetzt mal eine Pixellinie durch den in der ersten Tabelle unter FileDat 111003 eingetragen Jupiter gelegt:



Wenn ich die Poldistanz zwischen den steilen Flanken ganz unten im Diagramm ablese, komme ich zu einem polaren Jupiter -Durchmesser von 249 px gegenüber den zuvor mit der Maus abgetasteten 245 px, siehe Tabelle. Mit dem größeren Wert wird R entsprechend kleiner, das macht in diesm Beispiel immerhin 1,6% aus und bringt uns im Endergebnis bereits um 2,2" näher an den USNO-Wert.

Das reicht zwar noch nicht, aber dieser Versuch macht bereits deutlich, dass der eigentliche Schwachpunkt des Verfahrens offensichtlich bei der Jupiter -Vermessung liegt!

Original geschrieben von: TeeJay
Ausserdem würde ich mal ein paar Bilder einer sternreichen Region machen und diese Astrometrieren, damit bekommst du dann exakte Daten zur Auflösung und Fehler.

Mit dieser Bemerkung hat Tobiasz wohl den entscheidenden Tipp gegeben. Diesen Tipp kann ich nur dahingehend ergänzen, dass wir gar kein Sternfeld brauchen, weil ja der "richtige" Wert von 1,365" (abnehmend) für die Distanz der Doppelsternkomponenten in EpsAri unmittelbar aus der USNO-Tabelle (s.o.) ersichtlich ist.

Ich kann also anstelle von Jupiter zur Berechnung der R-Konstante meines Systems jetzt EspAri heranziehen und komme auf diese Weise zu

R = (1,365 arcsec) / (5,13 px) = (0,266 +/- 0,05) arcsec/px

anstelle des über Jupiter ermittelten Werts von 0,279. Den Fehler in der Angabe von R habe ich hier einfach entsprechend der aus der Stichprobe ermittelten Ablesegenauigkeit von rund 2% übernommen.

Unter Berücksichtigung der Rasterweite von x = 3,75 µm des Kamerachips (ICX445) ergibt sich die Brennweite meines Systems zu

f = x/R = (2,91 +/- 0,06) m

Im FireCapture-Protokoll werden überwiegend Brennweiten zwischen 2,8 und 2,9 m eingetragen, wenn ich Jupiter videografiere. Muss mal bei Torsten Edelmann anfragen, wie er diese Kalibrierung des Systems aus den Livebildern von Jupiter hinbekommt. Mit den nachbearbeiteten Summenbildern geht es ja nicht so einfach, wie wir hier gesehen haben.

Vielen Dank nochmal für's Mitdenken!

Gruß, Jan


Bearbeitet von Jan_Fremerey (15/12/2011 19:50)

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TeeJay Offline
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#877808 - 15/12/2011 20:14 Re: EpsAri mit Videostack und Fitswork [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan

Na siehst du. laugh
Ich dachte schon das der Fehler in der Jupitermessung steckt und deshalb mein Vorschlag mit der Astrometrie. Der Vorteil daran wäre, dass (sehr) viele Punkte abgeglichen werden und daraus ergibt sich dann auch eine höhere Genauigkeit was das Verhältnis arcsec/px angeht. Damit könntest du dann überprüfen inwieweit dein gemessener Wert von EspAri mit der Tabelle übereinstimmt. Wäre hier weiterhin eine Abweichung ausserhalb des Messfehlers, so wäre ein systematischer Fehler in deinem Optiksystem zu "suchen". Was ja indirekt auch eins deiner Ziele war -> "Optiktest".

So oder so, ich bin auf weitere Berichte von dir gespannt. laugh

Grüsse
Tobiasz


Bearbeitet von TeeJay (15/12/2011 20:15)
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GalaxieFinder Offline
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#878078 - 16/12/2011 19:57 Re: EpsAri mit Videostack und Fitswork [Re: TeeJay]


Hallo Jan,

ein sehr interessantes Experiment! Erstens, was die Genauigkeit der Messung angeht, die mich erstaunt, und auch dahingehend, was Avistack aus diesem auf den ersten Blick nicht gerade erbaulichen Video gezaubert hat.

LG, Markus
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Jan_Fremerey Offline
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#878158 - 17/12/2011 01:55 Re: EpsAri mit Videostack und Fitswork [Re: GalaxieFinder]


Hallo Tobias und Markus,

Dank für Eure Meldungen! - Apropos "Genauigkeit": Bei dieser Gelegenheit möchte ich gerne darauf hinweisen, dass ich an zwei Stellen etwas "großzügig" mit der Platzierung der Kommas umgegangen bin:

Original geschrieben von: Jan_Fremerey
... das macht in diesm Beispiel immerhin 1,6% aus und bringt uns im Endergebnis bereits um 2,2" näher an den USNO-Wert.

Das muss natürlich 0,022" heißen, und die Unsicherheit bei R ist nicht 0,05 sondern 0,005 arcsec/px.

Tobiasz hat natürlich Recht, dass sich in einem Sternenfeld gleich mehrere Möglichkeiten der Kalibrierung anbieten. Im ersten Schritt habe ich mir aber mal "Psi1Psc" notiert, der ist ganz ähnlich wie EpsAri nur mit einer Distanz von 30". Damit reduziert sich der relative Ablesefehler gegenüber EpsAri und damit die Unsicherheit in R gleich um einen Faktor 20. Ich werde zu gegebener Zeit berichten.

Bei der hier u.a. angesprochenen "komaartigen" Verformung der Lichtflecke spielt offenbar tatsächlich das Stackverfahren eine gewisse Rolle, wie ich feststellen konnte. Leider kann ich hierzu noch keine belastbaren Angaben machen. Jedenfalls wird es aber unter diesen Bedingungn nicht ganz einfach sein, bei der angestrebten Prüfung des Systems hinsichtlich des optischen Komafehlers befriedigende Ergebnisse zu gewinnen.

Gruß, Jan

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moos Offline
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#878218 - 17/12/2011 11:38 Re: EpsAri mit Videostack und Fitswork [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan,
Antwort auf:
Wenn Du eine bessere Quelle kennst, wäre ich Dir für einen entsprechenden Hinweis sehr dankbar.

Ich würde da SIMBAD fragen. Dort gibt mehrere Kataloge:

  • WDS 1996
  • TDSC 2002
  • CCDM 2002
  • HDS 2000

Der Stern Eps Ari heisst im HIP 13914.
Leider ist in Strasburg der Server nicht erreichbar. Die haben wieder Schwierigkeiten, sodass ich gerade keine Suche durführen kann. Probier mal selbst.

Ah es geht doch:
siehe hier Vizier HIP 13914
Antwort auf:
rho 1.453 arcsec Angular separation between components (H64) (pos.angDistance) (POS_ANG_DIST_GENERAL)
e_rho 0.002 arcsec Standard error on rho (H65) (stat.error) (ERROR)
_________________________
Ciao Carsten

Meine Bilder

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Jan_Fremerey Offline
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#878231 - 17/12/2011 12:39 Re: EpsAri mit Videostack und Fitswork [Re: moos]


Original geschrieben von: moos
Antwort auf:
rho 1.453 arcsec Angular separation between components (H64) (pos.angDistance) (POS_ANG_DIST_GENERAL)
e_rho 0.002 arcsec Standard error on rho (H65) (stat.error) (ERROR)

Hallo Carsten,

das ist ja jetzt völlig überraschend für mich und würde bedeuten, dass der von mir nachträglich auf der etwas breiteren Datenbasis ermittelte Wert von 1,44" im Rahmen der berechneten Unsicherheit von 0,03" mit den Hipparcos-Daten voll kompatibel ist.

Hier sieht man mal wieder, dass man Nachkommastellen, wie in der von mir weiter oben zitierten USNO-Tabelle eingetragen, generell unter Vorbehalt zur Kenntnis nehmen sollte, solange sie nicht durch die Angabe einer statistischen Unsicherheit "autorisiert" sind. Die Hipparcos-Daten erscheinen in dieser Hinsicht auf jeden Fall vertrauenswürdiger.

Vielen Dank für Deine wertvollen Hinweise auf diese Daten und auch auf die anderen Quellen!

Im Hinblick auf die inzwischen festgestellten Unsicherheiten bei der Ermittlung der Poldistanzen von Jupiter möchte ich nicht ausschließen, dass mein Ergebnis nur "zufällig" mit den Hipparcosdaten überlappt. Darum bin ich jetzt umso mehr gespannt auf das Ergebnis meiner geplanten Vermessung von Psi1Psc.

Gruß, Jan


Bearbeitet von Jan_Fremerey (17/12/2011 12:48)

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Jan_Fremerey Offline
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#879224 - 21/12/2011 00:33 Re: EpsAri mit Videostack und Fitswork [Re: Jan_Fremerey]


Original geschrieben von: Jan_Fremerey
Möglicherweise ist das alles für manche Leser des hiesigen Forums nicht so neu wie für mich als DS-Einsteiger. Über Hinweise auf ältere Arbeiten und Ergebnisse in dieser Richtung würde ich mich natürlich freuen.

Inzwischen habe ich selbst eine sehr schöne Arbeit von vor sechs Jahren zu dem Thema gefunden, siehe hier .

Außerdem fand ich auf meiner Festplatte noch ein Video vom Trapez (Theta^1 Orionis), welches ich schon am 27.11.2011 mit demselben System (s.o.) aufgenommen hatte wie EpsAri. Hier sind zwei unterschiedliche Auswertungen mit der Pixellinie von ein und demselben Video:





Wie ich soeben erst bemerke, sind die Bilder seitenverkehrt dargestellt! Für die Distanzermittlung ist das jedoch unerheblich.

Die obere Darstellung basiert auf einem Summenbild aus AviStack, die untere auf AutoStakkert. In beiden Fällen kommt eine Distanz von 232 Pixeln zwischen den auf der Schnittlinie liegenden Peaks heraus, die den Sternkomponenten A und D im Trapez entsprechen. In beiden Fällen hatte ich mit 3-facher Nachvergrößerung gearbeitet, d.h. der Abstand der Peaks auf dem Kamerachip war 232/3 = 77,3 Pixel. Bei einer Rasterweite von 3,75 µm sind das 290 µm.

Leider konnte ich bislang im Internet nur widersprüchliche Werte für den gegenwärtigen Abstand der beiden Sterne finden. Mit dem Ergebnis kann ich also noch keine "verbindliche" Systemeichung vornehmen. Im Moment bleibt mir immerhin noch der umgekehrte Weg, der darin besteht, dass ich den Abstand A-D aus dem Vergleich mit EpsAri selbst berechne:

d(A-D) = d(EspAri)*(77,3/5,15) = (1,45")*15,0 = 21,8"

An dieser Stelle kann ich natürlich den besten bekannten Wert für d(EpsAri) einsetzen, muss dabei allerdings meine Messungenauigkeit von 2% berücksichtigen. Am Ende komme ich damit zu dieser Abschätzung:

d(A-D) = (21,8 +/- 0,4) arcsec.

Wer kann mir bei der Auffindung eines verbindlichen Werts für d(A-D) helfen? Ich suche ja im Hinblick auf meine Systemeichung nach einer präziseren Angabe dieses Abstands.

Da es sich bei diesem Sternpaar offenbar nicht um ein zusammenhängendes Doppelsternsystem handelt, wird man deren Abstand möglicherweise nur aus der Differenz der auf den Tag der Aufnahme korrigierten Himmelskoordinaten berechnen können. Andererseits bleibt mir ja immer noch die Hoffnung auf besseres Wetter und Psi1Pisc.

Gruß, Jan


Bearbeitet von Jan_Fremerey (21/12/2011 00:45)

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Jan_Fremerey Offline
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#882468 - 03/01/2012 15:46 Re: EpsAri mit Videostack und Fitswork [Re: TeeJay]


Original geschrieben von: TeeJay
Ausserdem würde ich mal ein paar Bilder einer sternreichen Region machen und diese Astrometrieren, damit bekommst du dann exakte Daten zur Auflösung und Fehler.

Hallo Tobiasz,

als "sternreiche Region" habe ich jetzt in vorläufiger Ermangelung besserer Aufnahmen nochmal meine Trapez-Daten ausgewertet und mit den aktualisierten WDS-Daten verglichen, die in dieser Tabelle aufgelistet sind:



Dabei habe ich nicht mehr - wie zuvor - das Bild gedreht und mit der Pixellinie vermessen, sondern einfach mit Hilfe der in Fitswork angebotenen Funktion "Statistik für den Bereich anzeigen" unmittelbar die Pixel-Koordinaten der Helligkeitsmaxima für jede einzelne der Sternkomponenten A bis E ermittelt. Diese Funktion ist über Rechtsklick auf ein beliebig gewähltes Feld zugänglich. Das sieht dann beispielsweise für die Vermessung der A-Komponente so aus:



Die Komponente F habe ich nicht mit in die Auswertung genommen, weil deren Maximum sich offenbar nicht hinreichend klar vom Untergrund abhebt und infolgedessen nicht eindeutig zu ermitteln war. Die Pixel-Koordinaten x und y für die Komponenten A bis E sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:



Die gegenseitigen Abstände habe ich aus den Koordinaten-Differenzen mittels Pythagoras berechnet und auf den Abbildungsmaßstab 100% (v=1) zurückgerechnet. Bei der Umrechnung von Pixeldistanzen auf Bogensekunden habe ich wieder die aus der Jupiter -Vermessung (s.o.) berechnete "Rasterauflösung" R = 0,2788 arcs/px verwendet. Die auf diese Weise ermittelten Winkeldistanzen "d" habe ich sodann mit den Daten aus der WDS-Tabelle verglichen.

In der letzten Spalte der Vergleichstabelle sind die relativen Abweichungen der von mir ermittelten Winkeldistanzen bezogen auf die WDS-Daten eingetragen. Dabei fällt auf, dass diese Abweichungen bei kleinen Distanzen offenbar systematisch höher liegen als bei größeren Distanzen. Deshalb habe ich die mittleren Abweichungen für Distanzen d < 10 arcs (grau hinterlegt) und d > 10 arcs getrennt berechnet.

Ich habe keine Erklärung dafür, warum die Abweichungen bei d < 10 arcs hier im Mittel um den Faktor 6 höher liegen als bei d > 10 arcs. Bei d > 10 arcs liegt die mittlere Abweichung bei +1,1%. Es erscheint mir nicht ausgeschlossen, dass die Abweichungen bei deutlich höheren Winkeldistanzen ganz verschwinden würden.

Mein vorläufiges Fazit: Die WDS-Daten sind für die "Kalibrierung" meines optischen Systems offenbar weniger geeignet als die selbst ausgemessenen Poldistanzen am Jupiter . Die Jupiterkalibrierung steht somit offenbar doch nicht nur "zufällig" in guter Übereinstimmung mit dem sehr genau bekannten Wert für die Winkeldistanz zwischen den Komponenten von EpsAri - siehe blau hinterlegten Eintrag in der Tabelle.

Gruß, Jan

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Jan_Fremerey Offline
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#883063 - 05/01/2012 15:51 Re: EpsAri mit Videostack und Fitswork [Re: Jan_Fremerey]


Original geschrieben von: Jan_Fremerey
Möglicherweise ist das alles für manche Leser des hiesigen Forums nicht so neu wie für mich als DS-Einsteiger. Über Hinweise auf ältere Arbeiten und Ergebnisse in dieser Richtung würde ich mich natürlich freuen.

Anscheinend liest keiner von uns regelmäßig die Zeitschrift "Sterne und Weltraum" (SuW)?

Auf der Suche nach geeigneten Sternkatalogen zum Datenabgleich mit meinen eigenen Messungen bin ich vergangene Woche auf einen sehr lesenswerten Artikel von Rainer Anton unter dem Titel "Doppelsterne mit 'Lucky Imaging' messen" aufmerksam geworden, der im Aprilheft des vergangenen Jahres erschienen war. Ich habe mir das Heft sogleich beim Verlag bestellt und den Artikel gestern mit großem Interesse gelesen. Anton betreibt die Vermessung von Doppelsternsystemen mit Hilfe der Videotechnik bereits seit den 90er Jahren und hat in verschiedenen international bekannten Zeitschriften über seine Arbeiten berichtet. Mit seinen Langzeitbeobachtungen konnte er u.a. signifikante Störungen von Doppelsternbahnen nachweisen, die in guter Übereinstimmung mit Literaturdaten stehen. Die in dem aktuellen SuW-Artikel veröffentlichten Daten erscheinen aufgrund der sorgfältigen statistischen Auswertung in hohem Maße verlässlich.

Meine oben zitierte Vermutung war also zutreffend, dass ich nämlich an dieser Stelle nichts prinzipiell Neues "erfunden" habe. Ich freue mich aber, dass meine eigentlich auf die Analyse des Koma-Fehlers meiner Optik gerichteten Untersuchungen zu Erkenntnissen geführt haben, die mit den von Rainer Anton veröffentlichten Daten einigermaßen gut übereinstimmen.

Im Unterschied zu Anton habe ich für die Kalibrierung meines Systems, d.h. zur Ermittlung der von mir als "Rasterauflösung" bezeichneten Konstante R, nicht auf die Ausmessung von Doppelstern-Abständen und die zu diesen veröffentlichten Literaturdaten zurückgegriffen, sondern auf die Ausmessung der Poldistanzen von Jupiter und entsprechende Literaturdaten. Auch wenn die Jupiter -Kalibrierung offenbar zu recht brauchbaren Ergebnissen führt, halte ich die Doppelstern-Kalibrierung von Anton methodisch für zuverlässiger, denn letztere basiert auf der Vermessung von Abständen zwischen klar lokalisierbaren Helligkeitsmaxima, während die Ermittlung der Poldistanzen am Jupiter sich an möglicherweise nicht eindeutig lokalisierbaren Helligkeitsflanken orientiert.

Sehr interessant finde ich in diesem Zusammenhang einen privat übermittelten Vorschlag von Peter Müller, der ja u.a. die "Faustformel" zur optimalen Ankopplung von Videokameras vorgeschlagen hatte. Er würde zur Kalibrierung des eigenen Mess-Systems versuchen, nicht Jupiter selbst sondern dessen Monde heranziehen, deren Bahndaten recht genau bekannt sind, und deren Positionen sich möglicherweise zuverlässiger vermessen lassen als die Poldistanzen des Planeten.

Gruß, Jan


Bearbeitet von Jan_Fremerey (05/01/2012 16:02)

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Jan_Fremerey Offline
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#883530 - 06/01/2012 21:18 Re: EpsAri mit Videostack und Fitswork [Re: Jan_Fremerey]


Original geschrieben von: Jan_Fremerey
Sehr interessant finde ich in diesem Zusammenhang einen privat übermittelten Vorschlag von Peter Müller, ...

Heute konnte ich probeweise den Vorschlag von Peter Müller zur Kalibrierung meines optischen Sytems über die Vermessung der Abstände von Jupitermonden umsetzen. Dazu habe ich eine hinsichtlich der Abbildungsqualität des Planeten nicht gerade hochwertige Aufnahme vom 18.09.2010 um 02:24:15 MESZ (Startzeit auf der Laptop-Uhr) mit den Monden Io und Ganymed herausgesucht:



Die Bildschirm-Positionen der Monde habe ich wieder mit Fitswork vermessen (s.o.) und daraus für deren gegenseitigen Abstand einen Wert von dpx = 522,6 berechnet. Die Koordinaten der Monde konnte ich für den Zeitpunkt der Aufnahme aus einer von Peter Müller angegebenen NASA-Tabelle entnehmen:

Io: RA 23h57m39,85s; DEC -01°59'40,6"
Ganymed: RA 23h57m48,86s; DEC -01°58'46,3"

Aus diesen Daten folgt der Winkelabstand der Monde mit 135,15 arcs. Die Kalibrierkonstante ergibt sich durch Division der beiden Abstandswerte zu R = 0,2787 arcs/px in guter Übereinstimmung mit dem zuvor über die Poldistanzen von Jupiter ermittelten Wert von 0,2788.

Die von Peter Müller vorgeschlagene Methode scheint - zumindest auf den ersten Blick - zu funktionieren. Die Stärke dieser Methode sehe ich darin, dass bei günstigen Stellungen der Monde bereits innerhalb weniger Stunden genügend Material für die Gewinnung einer größeren Anzahl von Messwerten und deren statistische Auswertung aufgenommen werden kann.

An dieser Stelle möchte ich einen großen Dank an Peter Müller richten für seine äußerst gelungene Idee, anstelle von Doppelsternen oder Planetendurchmessern die Jupitermonde für die metrische Kalibrierung von Teleskopoptiken zu benutzen.

Gruß, Jan

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