Frage zu Io

[Jan_Fremerey (verstorben)]

Zunächst möchte ich alle diejenigen beglückwünschen, denen es gelungen ist, die gestrige Io-Konjunktion mit seinem Schatten einzufangen. Ich freue mich mit Euch, dass Ihr diesen seltenen Anblick festhalten konntet - auch für mich, da ich selbst gestern Nacht wegen ferner Abwesenheit von meinem Teleskop die Gelegenheit nicht nutzen konnte.

Nun aber die Frage zu Io: Mir ist nicht klar, wie man die in manchen besonders gut aufgelösten Bildern erkennbaren Albedostrukturen auf Io bewerten soll. Dort finden sich nämlich im wesentlichen zwei deutlich unterscheidbare Typen von Albedostrukturen und zwar einerseits solche mit einer im wesentlichen parallel zur Rotationsachse des Gesamtsystems verlaufende Schattenlinie auf hellem Grund - vgl. Beispiele 1 , 2 , 3 , 4 , - und andererseits solche ohne diese Schattenlinie, jedoch mit mehr oder weniger übertrieben wirkenden Polkappen, die sich durch ihre vergleichsweise dunkle Färbung vom hellen Zentrum des Mondscheibchens abheben - Beispiele 5 , 6 , 7 .

Kann mir/uns jemand von Euch eine einleuchtende Erklärung zu diesem Phänomen geben? Oder ist darüber vielleicht an anderer Stelle schon einmal diskutiert worden?

Gruß, Jan

 

[Jan_Fremerey (verstorben)]

Oder ist darüber vielleicht an anderer Stelle schon einmal diskutiert worden?

Wie ich - zu meiner Schande - eben erst bemerkt habe, gab es tatsächlich in Verbindung mit Beispiel 6 bereits einen klaren Hinweis darauf, dass die dunklen Polkappen durchaus der Realität entsprechen.

So bleibt nun die Frage, wie der andere Typ von Albedostrukturen mit der diametralen Schattenlinie (Beispiele 1-4) zustandekommt. Naheliegend ist die Vermutung, dass hier die Handhabung der Bildbearbeitungsmethoden eine enscheidende Rolle spielt.

Das Beispiel 1 von Torsten Hansen zeigt ja tatsächlich bei genauerem Hinsehen im linken der beiden Bilder vom 29.10. neben der auffälligen Schattenlinie in Nord-Süd-Richtung auch eine deutliche Abdunkelung der Polkappen.

Offenbar sind die Albedostrukturen auf Io - ebenso wie die der anderen Jupitermonde - nur mit einer besonders feinfühligen Bildbearbeitung zu gewinnen.

Gruß, Jan

 

[StHz]

Hallo Jan,

deine Frage ist absolut berechtigt und mich wundert, dass sich bislang niemand dazu gemeldet hat. Mir ist der Unterschied ehrlich gesagt bis zu deinem Posting gar nicht bewusst gewesen, aber er ist tatsächlich auffällig! Möglicherweise liegt die Ursache wirklich in der Bearbeitungsmethode?

Gruß
Stefan

 

[marioweigand]

Hallo Jan,

der Ursprung des vertikalen, dunklen Streifens ist schwierig zu klären.
Bei einer dunklen Struktur ausgerechnet in der Mitte eines kleinen,
kontrastreichen Objekts bin ich immer skeptisch.
Hier kann es sich um ein Beugungsartefakt und/oder um ein Schärfungsartefakt handeln.

Allerdings gibt es eine Auffälligkeit:
Die ersten 4 Beispiele zeigen alle die gleiche Seite Ios.
Immer stand der Mond mehr oder weniger genau vor Jupiter,
was aufgrund der gebundenen Rotation zu ähnlichen Zentralmeridianen führt (grobe Werte):

(1) 196° - 11"
(2) 182° - 11"
(3) 182° - 16"
(4) 197° - 10"

Dies ist zumindest ein Hinweis, dass die Ursache eine reale Albedostruktur sein KÖNNTE.

Bei den Gegenbeispielen sieht es dann so aus:

(5) 67° - 14"
(6) 184° / 28° - 9,25"
(7) 179° - 9,25"

Hier scheint es dann jedoch einen Bruch zu geben.
Die Beispiele 6 und 7 fallen aus der Reihe.
Jedoch ist dies es ausgerechnet bei den kleinsten Optiken der "Versuchsreihe" der Fall.
Dies könnte man jetzt wieder als "Pro" interpretieren.

Jedoch hilft hier nur eins würde ich sagen:
Die Statistik verbessern!


Viele Grüße,

Mario

 

[Jan_Fremerey (verstorben)]

Hallo Stefan und Mario,

Schön, dass Ihr auf die Frage reagiert, die mich schon seit längerer Zeit beschäftigt.

Mario: Vielen Dank für Deine Überlegungen und die Auflistung der Zentralmeridiane. Wie Du richtig feststellst, sehen wir die Monde wegen ihrer gebundenen Rotation immer mit demselben "Gesicht", wenn sie sich unmittelbar vor der Planetenscheibe bewegen. Mit dem Beispiel 5 hatte ich eigentlich auf Deine Animation Bezug genommen, also nicht auf die Anordnung mit drei Monden. Aber gerade die letztgenannte ist interessant, da Io dort in einer ganz anderen Bahnposition steht und uns damit einen stark abweichenden Zentralmeridian zeigt.

Der Verdacht, dass es sich bei der achsparallelen Schattenlinie (Beispiele 1-4) um ein Artefakt handeln könnte, scheint mir nicht abwegig. Denn es ist uns ja bekannt, dass sich an hellen Planetenrändern durch die Bildbearbeitung nicht selten schmale Säume mit einer parallel zum Rand verlaufenden Schattenlinie bilden. An den schattigen Rändern ist die Neigung zur Saumbildung viel geringer.

Da Io nun gerade in Äquatornähe einen deutlich helleren Randkontrast zeigt als an den Polen, sollte es bei "unvorsichtiger" Bildbearbeitung tatsächlich eine "Saumlinie" parallel zur Rotationsachse geben, gerade so, wie wir es in den Beispielen 1-4 sehen.

Um der Sache nachzugehen, habe ich heute einen kleinen Versuch unternommen mit einem der Io-Bilder aus meiner Jupiter-Serie vom 2. September vergangenen Jahres. Dort hatte ich mit 2,8 m Brennweite und 3,75 µm Pixelweite (ICX445) videografiert. Io erstreckt sich auf dem Video tatsächlich nur über 5x5 Pixel (*), siehe Summenbild aus AviStack oben links in der folgenden Gegenüberstellung (mit 4-fach "Pixel-Lupe"):

Link zur Grafik: http://www.astro-vr.de/Io_Bearbeitung_111101.jpg

In meiner damaligen Jupiter-Bearbeitung hatte ich die Schärfungsalgorithmen aus Fitswork unmittelbar auf dieses winzige Summenbild angewendet und das Bild erst anschließend vergrößert. Das Resultat ist unten links zu sehen. Es weist eine deutliche Schattenbrücke in Nord-Süd-Richtung auf.

Heute bin ich versuchsweise einmal in anderer Reihenfolge vorgegangen und habe das Bild bereits vor der Anwendung der Schärfugstools vergrößert, dies wie gewohnt mit dem interpolierenden dSinc-Algorithmus aus Fitswork, vgl. rechtes oberes Bild in der Gegenüberstellung. Bei den Schärfungstools "iteratives Gauss-Schärfen" und "Wavelets" habe ich die Bearbeitungsradien an die Vergrößerung angepasst, d.h. um ca. einen Faktor 3 hochgesetzt, ansonsten aber alle Einstellungen so belassen wie bei der Bearbeitung des kleinen Bilds. Das Ergebnis sieht man rechts unten.

Von der Schattenlinie in Nord-Süd-Richtung ist in dieser Bearbeitung kaum noch etwas zu sehen, während aber eine gewisse "Abplattung" der Pole, d.h. eine längliche Form des Mondes quer zur Rotationsachse durchaus noch erkennbar geblieben ist. Die scheinbare Abplattung lässt sich natürlich mit der etwas abgeschwächten Helligkeit der Polkappen von Io bei der gegebenen Lage des Zentralmeridians erklären.

Hier ist zur Verdeutlichung des Unterschieds zwischen den beiden auf unterschiedlichen Wegen gewonnenen Bildergebnissen noch eine Animation in einem praxisgerechten Maßstab, d.h. ohne Pixel-Lupe (siehe oben):

Link zur Grafik: http://www.astro-vr.de/Io_Bearbeitung_111101.gif

Dieser Versuch scheint mir die Herkunft der Schattenlinien in den Beispielen 1-4 einigermaßen plausibel zu erklären.

Gruß, Jan


* 5 Pixel entsprechen 1,38". Io hat z.Z. einen scheinbaren Durchmesser von 1,34". Das Auflösungsvermögen meines Spiegels liegt bei ca. 0,5".

 

[Starhead37]

Hallo Jan, Danke für Dein Posting.
Ich kann dazu nicht viel sagen. Für mich stellt sich aber die Frage - wenn es ein Artefakt ist - wodurch es entstanden ist: entweder durch die Beugung unserer Optiken, oder aber tatsächlich durch Schärfung?
Ich behaupte, dass es tatsächlich im Bild ist und durch unsere Bearbeitung "verstärkt" wird. Aber sicher bin ich mir beim Besten Willen nicht. (-:
Wir müssen Io wohl genauer unter die "Lupe" nehmen. (-:

Viele Grüße,
Oliver

 

[Jan_Fremerey (verstorben)]

Ich behaupte, dass es tatsächlich im Bild ist und durch unsere Bearbeitung "verstärkt" wird.

Hallo Oliver,

das sehe ich im Prinzip genauso: Einerseits entstehen bei der Abbildung von Kanten Beugungsbilder (Säume) - siehe z.B. hier . Andererseits arbeiten die Schärfungsalgorithmen mit einstellbaren Bearbeitungsradien, die auf periodische Beugungsmuster aus der Optik mehr oder weniger selektiv reagieren. Die Radien sollten m.E. so eingestellt werden, dass sie nicht gerade die "Wellenlänge" der Beugungsmuster aus der Optik bevorzugt verstärken.

Danke für den Hinweis!

Gruß, Jan