Temat jest związany z: http://astropolis.pl/topic/51508-precesja-osi-ziemi-jak-sfotografowac/
Ponieważ mam obecnie 19 lat, chciałbym wykorzystać fakt, że większa część życia jest jeszcze przede mną (mam nadzieję ) i zaobserwować różne zjawiska astronomiczne, których dostrzeżenie wymaga m.in. dużej cierpliwości.
Tak powstał jeden z wielu projektów, a ten trzeba zacząć przygotować jak najszybciej. Będzie tutaj mowa o uchwyceniu precesji i związanych z nią dodatkowych zjawisk (np. nutacja). Bardzo proszę o komentarze (w tym ewentualna krytyka) o tym, czy uda się wykonać to zadanie i co może najbardziej przeszkodzić.
W jaki sposób mam zamiar to wykonać?
Sprzęt obecnie będzie się zmieniał, dzięki któremu dokładność będzie większa. W tej chwili: MAK 127 (ogniskowa 1500mm) wraz z Canonem EOS 60D. Celuję go idealnie w obecny północny biegun niebieski (pomoże Stellarium). Robię przynajmniej 30 fotek z tak długim czasem naświetlania, aby gwiazdy wciąż były ostre (około 30 sekund).
Na razie przyjmijmy, że nie było żadnego wiatru i sprzęt stał nieruchomo. Punkt X i Y na zdjęciu określający biegun niebieski będzie oczywiście stały. A gwiazdy będą robiły łuki wokół niego. Z każdego zdjęcia wyznaczyć muszę punkty X i Y tej samej gwiazdy - można przyjąć, że są to części okręgu. Matematycznie można określić środek okręgu, a nim będzie właśnie biegun niebieski. A ponieważ gwiazd jest wiele, można przeprowadzić operację wiele razy. Uzyska się wtedy większą dokładność. Kiedy w końcu wyznaczę miejsce bieguna na każdym zdjęciu, określę jego rektascensję i deklinację dla danej epoki (J2000 lub J2050).
To zadanie będę musiał wykonać co jakiś czas, aby wychwycić ruch bieguna m.in. na skutek precesji. Biorąc pod uwagę samą precesję, ruch ten wynosi około 21" na rok. Robiąc zdjęcia tym sprzętem w największej rozdzielczości (i bez Barlowa), jeden piksel opowiada odległości około 0.55" (+/- 0.1"; nie wyznaczyłem z dużą dokładnością). W ten sposób, można przyjąć, że prędkość precesji wynosi 36 pikseli na rok.
Ale oprócz precesji mamy jeszcze do czynienia z nutacją. Przyczyny, okresy i amplitudy zmian są różne. Wiadomo jednak, że wyznaczone punkty bieguna nie będą biegły w linii prostej, lecz utworzą sinusoidę. Mowa tutaj o głównej nutacji, trwającej 18.6 lat. Odchylenie wynosi około 9" w jedną stronę. Ktoś może sprawdzić, czy 9" to różnica między dwoma skrajnymi punktami, czy między "punktem 0" a jednym ze skrajnych punktów? Obecnym sprzętem, daje to około 15 pikseli. Myślę, że obecnym sprzętem spokojnie dałoby się to uchwycić, tym bardziej w przyszłości wykorzysta się lepszy i dokładniejszy sprzęt (np. MAK180, dla przykładu).
Oprócz tej nutacji, istnieją jeszcze dodatkowe okresy. W Wikipedii przeczytałem o innej, trwającej 185 dni (różnica wynosi 1.9", czyli ~3.5 piksela), której prawdopodobnie nie uda się wychwycić (przy obecnym sprzęcie i warunkach pogodowych ).
Wyznaczone w ten sposób punkty bieguna niebieskiego będą tworzyły długi szlaczek. Jak uda się określić pierwszą zmianę położenia (tzn. punkty zaczną dążyć w jakimś kierunku), to już można powiedzieć o uchwyceniu precesji. Ma to nastąpić po kilku tygodniach (a zamierzam rozpocząć od początku 2016 roku). Pierwsze wychylenia od nutacji powinny być widoczne po kilku latach. Jeśli pomiary będą rzeczywiście bardzo dokładne, to jeszcze w 2016 roku może uda się wychwycić nutację o okresie 185 dni. Ostatecznie projekt zamierzam zakończyć do 2035 roku, kiedy uzyska się pełny, 18.6-letni cykl.
Jest jednak w tym kilka problemów/zapytań:
- Czy warto wykorzystać do tego soczewkę Barlowa? Czy dokładność wzrośnie, jeśli go użyję (mówię tu o "większych gwiazdkach" na zdjęciach)? Jeśli tak, to jest sens kupić soczewkę Barlowa 1.6x lub 2x?
- Co z cyklem Milanovicia, który mówi o zmianie kąta nachylenia osi Ziemi między 21.8 stopnia a 24.4 stopnia w ciągu 41 tysięcy lat? Tę powolną zmianę będzie widać? To jest blisko 10 000 sekund kątowych, a średnio (powtarzam, średnio) to ok. 0.25" na rok.
- Jaki użyć program, który wykryje mi dokładne położenia X i Y gwiazd? Głównie chodzi mi tutaj o nasycenie sąsiednich pikseli, przez co można określić położenie gwiazdy nawet do dziesiątej części piksela.
No i na koniec pytanie - dlaczego i po co?
Mam w sobie chęć do prowadzenia nietypowych obserwacji, które znajdują się w granicach możliwości danego sprzętu. Szczególnie takich, do których podchodzi niewielka ilość osób. Lubię zajmować się czymś dodatkowym oprócz samej astrofotografii i oglądaniu nieba Nie przewiduję też, aby astronomia kiedyś się znudziła - a chcę to jakoś wykorzystać