Jump to content
Sign in to follow this  
  • entry
    1
  • comments
    0
  • views
    753

Dlaczego szukam gwiazdy zmienne?

Sign in to follow this  
LibMar

205 views

Witam,

 

Naszło mnie, aby napisać nieco o tym, czym zajmuję się w ostatnim czasie. Mianowicie, chodzi o poszukiwanie nowych gwiazd zmiennych. Skąd to się wzięło i dlaczego kontynuuję ten temat? Ile czasu nad tym spędzam? Na te i inne pytania postaram się odpowiedzieć.

 

Początki zainteresowań gwiazd zmiennych sięgają 2009 roku, kiedy to w wieku 13 lat wizualnie dokonywałem pomiarów wybranych gwiazd zmiennych. Najczęściej były to Beta Lyrae, Delta Cephei oraz W Bootis. Wystarczyło zaledwie wyjść na kilka minut, aby coś tam zmierzyć. Były to jeszcze czasy, kiedy poszukiwałem tematu, który w astronomii amatorskiej najbardziej mnie zafascynuje. Po paru latach, wybór padł na gwiazdy zmienne. Zawsze intrygowało mnie to, co widać na danym wykresie. W końcu, pośrednio rejestrujemy zjawiska dziejące się na gwieździe lub w jej obrębie. W 2013 roku dzięki stypendium zakupiłem lustrzankę Canon EOS 60D, za pomocą której po raz pierwszy rozpocząłem przygodę z fotometrią. Odkryłem, że można osiągnąć precyzję znacznie lepszą niż uchwyci to ludzkie oko. Jednak brak montażu powodował, że ograniczałem się tylko na jasnych obiektach. Ten zakup zrealizowałem dopiero w 2016, po kilku miesiącach prób astrofotografii z prowadzeniem na Sky-Watcher Virtuoso. Także w 2016 ustaliłem swoje pierwsze zadania do wykonania przez dany rok. Jednym z nich była próba rejestracji tranzytu planety pozasłonecznej. Wysoka poprzeczka spowodowała, że przysiadłem do fotometrii nieco dłużej. Wcześniej nie miałem nawet pełnej krzywej jasności jakiejś zmiennej zaćmieniowej, a tu próbuję złapać bardzo subtelne zjawisko. Precyzja pomiarów polepszała się, ale o poszukiwaniach zmiennych jeszcze nie myślałem...

 

Zmieniło się to w kwietniu 2017 roku. Zachęcony poszukiwaniem planet pozasłonecznych w programie Zooniverse - Exoplanet Explorers, zauważyłem jak ogromna jest ilość gwiazd zmiennych na nocnym niebie. Wysoka precyzja instrumentu pozwoliła rejestrować także zmiany blasku, które w warunkach naziemnych są nieosiągalne. Dorwałem więc do danych Keplera i pobrałem pomiary z pola Campaign 8 misji K2. Krzywych było ponad 20 tysięcy, które zacząłem ręcznie przeglądać. Zacząłem wypisywać obiekty, które w bazie danych VSX nie istnieją, a wykazują dość spore zmiany blasku. Jeśli Kepler rejestrował zmiany blasku, to może spróbuję potwierdzić je za pomocą własnych pomiarów? Tak, na samym początku sierpnia 2017 roku dokonałem obserwacji gwiazdy HD 5843 w konstelacji Ryb. Według danych K2, miała to być zmienna pulsująca o okresie krótszym niż dwie godziny. Ma około 8 mag (jasna!) i spadek blasku zaledwie 0.03 magnitudo. Takie zmiany rejestrowałem już dla tranzytów egzoplanet, więc spróbuję "odkryć" (potwierdzić) nieznaną wcześniej zmienną. Wyszło! Dwa tygodnie starałem się wysłać poprawnie raport do bazy danych VSX, aby w końcu zostało zaakceptowane. Kilka dni później analogicznie spróbowałem z HD 6121. Cel trudniejszy - gwiazda nieco ciemniejsza (8.6 mag) a spadek blasku zaledwie 0.006 mag. To już nawet wyzwanie. Na szczęście, udało się uzyskać potrzebną precyzję i w sierpniu miałem na koncie dwa odkrycia.

 

HD 6121 phase curve.png

 

Pod koniec sierpnia, po obserwacjach tranzytu Qatar-4 b zauważyłem sąsiednią gwiazdę, która zmieniała swój blask. W VSX nic nie ma, a spadek bardzo wyraźny - dziwna sprawa. Zaćmienie było tak głębokie, że nie byłem w stanie uwierzyć o prawdziwości bycia zmienną. Gwiazda nie była obserwowana przez Keplera, więc nie miałem czym to potwierdzić. Niedługo później dowiedziałem się o programach obserwacyjnych, takich jak ASAS-SN i SuperWASP. Dzięki publicznie dostępnym pomiarom, potwierdziłem zmienność. Był to układ binarny typu Algola (EA). A skoro się udało, zacząłem przeglądać kolejne obiekty. Do końca września przeprowadziłem jeszcze kilka obserwacji, mając łącznie na dysku kilkanaście obserwacji wykonywanych przez kilka godzin. Za moment druga, trzecia, czwarta... Okazało się, że tych zmiennych jest całkiem sporo! Modyfikacja metod poszukiwawczych, odnajdujemy kolejne. Było już kilkanaście, kiedy nastąpił STOP. Na swojej krzywej blasku widziałem gwałtowny wzrost jasności, natomiast ASAS-SN pokazał zupełnie co innego - była to nieznana wcześniej półregularna. To mój nowy typ! Były ciągle zmienne zaćmieniowe i parę pulsacyjnych.

 

TYC 2791-1920-1 phase curve.png

 

To, czym charakteryzowała się gwiazda, to pomarańczowo-czerwonawy kolor. Chwila później i znajduję analogiczną sytuację dla drugiej gwiazdy. A może zacznę na ślepo poszukiwać zmienne, które są czerwone? W ten sposób rozpoczęło się poszukiwanie metodą data-mining. Polega ono na wydobywaniu danych z bazy, a tutaj nie musiałem nawet wykonywać obserwacji. Nie ma w VSX, to nieznana. Co z takimi? Dowiaduję się, że także mogę wysyłać tego typu zmienne. Kilkanaście zmiennych i powoli zaczęło robić się nudne. Ile to można szukać czegoś, co jest trudne do analizy? Półregularne w rzeczywistości składają się z wielu nakładających się okresów. Trochę cierpliwości ja i moderator VSX musieliśmy mieć, aż w końcu opanuję wysyłanie zgłoszeń.

 

W listopadzie 2017 roku zmieniłem metodę poszukiwań. SuperWASP i NSVS mają krzywe dostępne od razu, natomiast w ASAS-SN trzeba czekać nawet 10 minut po jedną gwiazdę. Jest lepsza precyzja, ale coś za coś. Dzięki kolejnym programom poszukiwawczym, zacząłem przeglądać także te o innych kolorach. Zaczęły wpadać kolejne nieznane typy o okresach rzędu dni. Zbyt długie, abym wyłapał podczas pojedynczej obserwacji. Rozpoczął się masowy projekt, w którym chciałem poznać gwiazdy zmienne nieco lepiej. Mamy ponad setkę typów, a w większości nie wiadomo o co w nich chodzi. Powoli zaczynałem spotykać przykłady nieznanych dla mnie typów i tak wyglądało ich poznawanie.

 

GSC 02781-01010 phase curve.png

 

Liczba odnajdywanych obiektów stała się zbyt duża i nie wyrabiałem się nad wysyłaniem do VSX. Przygotowanie i wysłanie zgłoszenia zajmowało godzinę. Sposób szukania to jedno, a analizy to drugie. Zacząłem coraz więcej czasu skupiać się na automatyzowaniu arkusza służącego do przygotowania wykresów. Czas malał i obecnie najprostszy typ (nieokresowy, więc pomijam pewien etap) mogę wysłać w zaledwie 15 minut. To nie pomogło, gdyż nieznanych zmiennych pojawiało się coraz więcej. Wolałem szukać niż wysyłać. Zmieniły się także priorytety - coś mniej ciekawego pomijałem, więc podejmowałem selekcję. Pojawiło się także ograniczenie, że można wysłać maksymalnie jedną zmienną dziennie. Aby to pominąć, można wysłać hurtowo poprzez napisanie pracy naukowej. To coś, czego nigdy wcześniej nie robiłem. Już wiele razy podejmowałem się, aby pozostawić projekt i zacząć kolejny. Wysyłanie zwolniło się i obecnie wysyłam nie częściej niż raz na tydzień.

 

Pojawiła się chęć poszukiwania czegoś zupełnie nieznanego lub rzadkiego. To właśnie takie obiekty są najbardziej ciekawe. Zostawiłem już poszukiwanie zmiennych obserwacyjnie, a skupiłem się tylko i wyłącznie na data mining. Określiłem także skalę jak bardzo dany obiekt jest "wow". Dlaczego preferuję tę metodę? Obserwacyjnie odnalazłem około 50 obiektów i ciągle spotykam te same typy. EW, czasem EB, niekiedy EA lub DSCT. Kilka typów. Tylko raz przypadkowo natrafiłem na coś ciekawszego - GDOR. Data mining otworzyło mi bramę na poznawanie większej ilości typów. Nauczyłem się jak selektywnie wybierać gwiazdy, aby poszukiwać wybrane typy. I tak odnalazłem ponad 20 zmiennych typu GDOR, co jest o wiele bardziej owocne. Można też powiedzieć, że zmienne te mogę potwierdzać podobnie jak było to z Keplerem i HD 5843. Nie mogę przyznawać sobie odkrycia na podstawie samych obserwacji Keplera, natomiast innych danych (np. ASAS-SN) już tak. Nie są to dane, które przeglądając po kolei natrafimy na nie. To my tutaj "losujemy" gwiazdę na niebie, aby pobrać jej pomiary fotometryczne. Typy zmiennych, które kiedyś były marzeniem do odnalezienia (np. rotacyjna), z czasem stawało się czymś normalnym. I w tym momencie pojawiło się uzależnienie na zmienne, czyli chęć znalezienia coś jeszcze bardziej nietypowego. Takie, które faktycznie mogą się nadawać do napisania pracy naukowej. Nie jakieś tam EW, gdzie opisać można w kilku zdaniach, lecz bardziej złożone. Pierwszą z nich była TYC 2722-1304-1 w konstelacji Pegaza. To połączenie dwóch typów: EA+DSCT. Zmienna zaćmieniowa i pulsująca. Co więcej, zmienna zaćmieniowa ma silnie ekscentryczną orbitę, gdzie minimum wtórne jest ekstremalnie przesunięte. Co więcej, gwiazda jest bardzo jasna (9.7 mag). Widoczny jest także trzeci składnik odległy o 3". Spośród wszystkich znanych EA+DSCT, ta ma najdłuższy okres orbitalny. I to wszystko zsumowało się, że obiekt jest bardzo niezwykły. W tym momencie poczułem, że odnajduję coś ważnego pod kątem naukowym. Zacząłem ją obserwować z filtrami fotometrycznymi, aby potwierdzić pulsacje. Mierzyłem głębokości zaćmień przez kolejne filtry. I to jest to! W pracy naukowej można to opisać na wiele stron. I teraz na poważnie skupiłem się napisaniu pracy.

 

TYC 2722-1304-1 phase curve.png

 

Zabrakło jednak nieco danych, które planuję uzbierać podczas obserwacji w przyszłym roku. Pojawiły się kolejne rzadkie zmienne, które zacząłem dodatkowo obserwować. Jedną z nich była kandydatka na RCB (R Coronae Borealis) o oznaczeniu katalogowym IRAS 03536+6235. Zdobyła zainteresowanie wśród paru obserwatorów i astronomów, którzy także regularnie ją monitorowali z różnych części świata. I tak na zmianę - nowa metoda poszukiwania w data mining i kolejne typy zmiennych. W pliku mam pozycje ponad tysiąca nieznanych zmiennych, na które nie ma czasu. Selektywne wysyłanie zgłoszeń wygrało.

 

Szukanie zmiennych stało się pewnego rodzaju uzależnieniem (w pozytywnym sensie!), z chęcią poznawania jak różnorodny jest ten temat. Coraz to bardziej nietypowe zmienne dają zagadki z czym mamy do czynienia. Zmienne symbiotyczne, nowe karłowate i inne dzikie węże. Jedna to nawet dostała gwiazdkę, bo jest zupełnym "wu te ef", gdzie sami moderatorzy VSX z niczym nie mogli jej powiązać. Jeszcze miesiące temu były to obiekty, które uznałem za niemal niemożliwe do odkrycia amatorsko. Można miesiącami próbować szukać rozbłyski, ale nigdy nie masz pewności. A tak wykrywam to, co zostało przez naukowców pominięte. I to jest to, czym chcę zajmować się dalej. Równocześnie działa temat egzoplanet, jednak z tym jest na przemian. Zimą, kiedy studiuję, praktycznie nie ma kiedy obserwować niebo. Robię to głównie latem. Astronomię amatorską uprawiam teraz siedząc przed komputerem. Średnio poświęcam nie mniej niż godzinę dziennie na znajdowaniu nowych zmiennych, licząc na coś rzadszego. Bo uważam, że moje działanie faktycznie ma istotny wpływ naukowy.

 

Hen 3-860 JD plot.png

 

Co planuję robić dalej? Szukać i szukać. Aż do momentu, kiedy właściwie nic nie zostanie amatorom, czyli teoretycznie do 2022 roku (katalog zmiennych z danych Gaia). A potem dokładnie studiować znalezione zmienne, co po części zacząłem w przypadku EA+DSCT i kandydatki na RCB. Ale do tego czasu takich może być już ponad setka... Szukanie nowych zmiennych przestało być zaskakujące, dlatego teraz szukam coś rzadkiego. To powoduje, że potrzebuję odpowiednie metody wyciągania danych. Na tyle, że na granicę 2022 zaczynam powoli przymykać oko. Niektóre ze zmiennych mogą być trudne do zidentyfikowania przez automaty Gai. Za parę lat wróci się do każdego obiektu i skończę temat wyciskając ostatnie poty. Co najmniej 1% z tysiąca pozostanie nadal nieokreślona jako zmienne. Korzystam z tych kilkudziesięciu miesięcy, kiedy swobodnie odnajduję i wysyłam odkrycia.

 

Trzy tygodnie dołączyłem do AAVSO, stając się ich oficjalnym członkiem. To pozwoli na pisanie prac naukowych i wysyłanie do ich czasopisma JAAVSO (zmotywuje mnie fakt, że trochę na to wydałem). Regularnie kontaktuję się z astronomami, a jeden z nich szczególnie pomaga mi nad pisaniem obecnej (oczywiście to jeszcze kolejny projekt). Ale nigdy wcześniej nie było tak blisko. Jestem już prawie na ukończeniu, a chciałbym wydać do połowy przyszłego lutego. Praca, nad którą od sierpnia spędziłem ponad 250 godzin. To nie jest pojedyncza zmienna, ale katalog rzadkich zmiennych, z których powstaną późniejsze liczne prace. Aż nie mogę się doczekać na jej publikację!

  • Like 2
Sign in to follow this  


0 Comments


Recommended Comments

There are no comments to display.

Guest
Add a comment...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.