HD 80606 b - prawdziwy egzotyk wśród planet pozasłonecznych (30/31 sierpnia 2017)

LibMar · 30 Sierpnia 2017

Już dzisiaj w nocy pojawi się unikalna szansa zaobserwowania tranzytu HD 80606 b. To druga kolejności planeta pozasłoneczna pod względem wydłużenia orbity. Jej ekscentryczność wynosi aż 0.93366 - to typowa wartość dla komet okresowych, ale nie egzoplanet! Wystarczy spojrzeć na wykres poniżej z jak wyjątkowym przypadkiem mamy do czynienia. W peryhelium znajduje się kilka razy bliżej gwiazdy niż odległość Merkury-Słońce. W aphelium oddala się na 0.85 AU - to niemal tyle, co Ziemia-Słońce!

Oprócz wyjątkowego przypadku, unikalność jest związana również z szansą zaobserwowania zjawiska w Polsce. Przejścia te następują dość rzadko, gdyż okres orbitalny wynosi aż 111.44 dnia. Moment tranzytu ma miejsce daleko od peryhelium, stąd tranzyt trwa bardzo długo - aż 712 minut (11h 52min). Nie jesteśmy w stanie zaobserwować zjawiska całkowicie. Dlatego obserwatorzy na świecie śledzą ten tranzyt o różnej porze. Tej nocy będziemy mieli szansę zaobserwować początek przejścia HD 80606 b, mniej więcej do połowy. Liczę na to, że ktoś inny (w Ameryce - oni mają końcówkę) dopełni całą obserwację. Stąd wymagane jest, aby rejestrować to w filtrze "V" (Johnsona).

Zjawisko możemy obserwować tylko i wyłącznie wtedy, gdy jesteśmy w stanie złapać początek lub koniec. Jak wyglądają przyszłe daty? Kolejny tranzyt ma miejsce w grudniu i tam będzie widoczna jedynie końcówka - może być problem ze złapaniem. Kolejne dwa tranzyty w 2018 roku będą niewidoczne w Polsce. Nie wiem jak. Czyli ogólnie, szansa na obserwację takiej egzoplanety pojawia się raz na rok! A dzisiaj mam pogodę!

Kolejne utrudnienia. Gwiazda co prawda, jest jasna (9.06 mag), spadek blasku dość mały (0.011 mag). Dużą przeszkodę stanowi pobliska gwiazda o podobnej jasności - zaledwie 20 sekund kątowych od niej! Dlatego wymagana jest odpowiednia skala. Sprawdziłem, że separacja między składnikami wynosi około 14 pikseli. Według poprzednich prób z filtrem V, nie powinno to stanowić dużego problemu - między składnikami powinny być co najmniej 3 piksele przerwy, gdzie jest kompletnie czarno (nawet po maksymalnym podbiciu). Ale na wszelki wypadek, aby ograniczyć aberrację chromatyczną i problem z kolimacją, przymknę obiektyw z f/2.8 do f/4.0. Poziom trudności byłby podobny, jak obecnie rejestruję PDS 110 - taki spadek 0.01 mag byłby możliwy do uchwycenia.

Parametry ekspozycji mniej więcej znam. Muszę tylko śledzić obiekt przez 7 godzin (!), od 20:30 do 03:30. Według efemeryd, tranzyt rozpoczyna się o 20:54 - dość wcześnie. Na szczęście, archiwalne obserwacje pokazują, że rozpocznie się 20-30 minut później. Taka godzinka to jest dość mało. Na szczęście ratuje to długi czas trwania tranzytu. Czas od pierwszego do drugiego kontaktu wynosi aż dwie godziny. W tym czasie można uzbierać sporą ilość materiału. Jeśli próba rejestracji zakończy się wynikiem pozytywnym, to będzie jedno z moich największych osiągnięć

O HD 80606 b warto poczytać więcej tutaj

http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/hd-80606b-the-hotheaded-exoplanet/

LibMar · 30 Sierpnia 2017

Uff, wyrobiłem się. Materiał zacząłem zbierać o 20:32. Trzymajcie kciuki

Grzędziel · 30 Sierpnia 2017

Trzymam. Powodzenia!

LibMar · 31 Sierpnia 2017

No i mam 2360 klatek po 10s od godziny 20:32 do 03:40. Łącznie zajmuje to 29 gigabajtów. Wykorzystanie tak dużej rozdzielczości przy pobliskiej referencyjnej było świadome - w okolicy znajduje się kilka innych gwiazdek, które można wykorzystać do differential photometry. W trakcie pojawiało się parę przerw, z czego najdłuższa miała 15 minut. Pozostałe to 1-5 min wymagane w celu ustawienia poprawnej ostrości, gdyż czasem rozjeżdżała. Po wrzuceniu do Muniwina sprawdziłem, że nie miało to dużego efektu. Jednak nie chciałem, aby obraz dwóch gwiazd zlał się ze sobą. Za niecałą godzinkę wrzucam całość do programu i zobaczymy co z tego wyjdzie. Klatek jest sporo, więc po prostu włączę i pójdę spać W trakcie obserwacji sprawdziłem, że rozrzut pomiarowy jest średni - ale to chyba dlatego, że brałem pod uwagę zbyt słabo doświetlone referencyjne (dobierałem na oko).

LibMar · 4 Stycznia 2018

Obróbka materiału była masakrą i zajęło mi dobre kilka godzin, aż w końcu ukończyłem. Krzywą jasności wrzucam dopiero po kilku miesiącach, gdyż ktoś poprosił mnie właśnie o przeprowadzone obserwacje, więc miałem większą motywację nad ukończeniem

HD 80606 b ETD.png

Hans · 5 Stycznia 2018

13 godzin temu, LibMar napisał:

Obróbka materiału była masakrą (...)

???

Pozdrawiam.

LibMar · 5 Stycznia 2018

5 godzin temu, Hans napisał:

???

Pozdrawiam.

Obróbka zajęła nieco więcej czasu niž zwykle, jeszcze raz musiałem przeczesać cały materiał w programie, gdyż był problem z dopasowaniem z powodu sąsiedniej gwiazdy. Mało jest też dobrych gwiazd referencyjnych w okolicy, co utrudniało selekcję wielu klatek do odrzutu. Obserwację prowadziłem w filtrze V, gdzie dokładność pomiarowa wyszła znacznie gorsza niż zwykle, jednak z drugiej strony, obserwacja w danym paśmie też ma znaczenie naukowe.

Jednak fotometria na wielu pasmach będzie jednym z tegorocznych zadań do omówienia, na jakichś prostszych obiektach

Grzędziel · 5 Stycznia 2018

Nie raz zastanawiałem się nad stosowaniem filtrów do fotometrii układów zaćmieniowych. Z punktu widzenia standaryzacji pomiarów oczywiście tak, ale z drugiej strony w wypadku egzoplanet tak naprawdę co to nam da poza faktem, że zbieramy ponad 3 razy mniej fotonów w tym samym czasie - co znacząco niekorzystnie wpływa na dokładność. Zakładając, że powierzchnia zakrywanej gwiazdy jest widmowo jednorodna spadek jasności w każdym filtrze (czy też bez) będzie podobny, czas zjawiska taki sam.

Zaznaczam, że to rozumowanie obowiązuje wyłącznie w układach zaćmieniowych typu: ciemny obiekt zakrywa gwiazdę.

LibMar · 5 Stycznia 2018

49 minut temu, Grzędziel napisał:

Nie raz zastanawiałem się nad stosowaniem filtrów do fotometrii układów zaćmieniowych. Z punktu widzenia standaryzacji pomiarów oczywiście tak, ale z drugiej strony w wypadku egzoplanet tak naprawdę co to nam da poza faktem, że zbieramy ponad 3 razy mniej fotonów w tym samym czasie - co znacząco niekorzystnie wpływa na dokładność. Zakładając, że powierzchnia zakrywanej gwiazdy jest widmowo jednorodna spadek jasności w każdym filtrze (czy też bez) będzie podobny, czas zjawiska taki sam.

Zaznaczam, że to rozumowanie obowiązuje wyłącznie w układach zaćmieniowych typu: ciemny obiekt zakrywa gwiazdę.

Jeśli będziesz obserwował zmienne zaćmieniowe, to z chęcią zapoznam się z Twoimi wynikami. To jest jeden z planowanych zadań na 2018 rok, więc świetnie byłoby zobaczyć coś do porównywania

W przypadku tranzytów, w różnych pasmach można obserwować (oczywiście dla części egzoplanet) różną głębokość zmian blasku w związku z pochłanianiem światła przez atmosferę. Tutaj taki przykład z wykresami dla WASP-44 b: https://academic.oup.com/mnras/article/430/4/2932/1105158. Najprostszą obserwację taką można spróbować przeprowadzając po trzy sesje danym filtrem - przed tranzytem, po zjawisku oraz w trakcie. Jeśli mamy przejście trwające 100 minut (od 2 do 3 kontaktu), to mając np. 5 filtrów wykorzystujemy po 16-18 min na każde pasmo. No chyba, że mamy kilka zestawów obserwacyjnych (tyle, ile jest filtrów do dyspozycji), bo ciągłe zmienianie filtra po każdej klatce raczej nie przyniesie dobrych efektów. Do tego potrzebna jest dodatkowa obserwacja bez filtra w celu określenia efektu limb darkening (do korekcji) - stąd obserwujemy dwoma zestawami lub na dwa oddzielne tranzyty tej samej egzoplanety. Aktualnie mam możliwość wykonania tego w B, V i tania wersja Z (ZWO IR850 + QE kamery), postaram się zakupić jeszcze jeden (raczej R).

Prawdopodobnym/najczęstszym wynikiem (ale pewnie nie zawsze tak musi być) byłby mniejszy spadek jasności wraz ze wzrostem długości fali. Warto wtedy porównać wyniki do tych w internecie. Trzy pasma to minimum, żeby zobaczyć jakiś trend (np. 0.027 mag w B, 0.026 mag w V, 0.023 mag w Z). Innego pomysłu jak to zrobić, nie mam Jest jeszcze opcja ze spektroskopem, być może @Hans wkrótce coś zaprezentuje. W przypadku zmiennych zaćmieniowych, zmiany blasku są już tak duże i wyraźne, że spokojnie można dzielić materiał na mniejsze części (np. 10x10s dla V, potem 10x10s dla R, potem wracamy do V itd).

Grzędziel · 5 Stycznia 2018

Oczywiście masz rację. Bardzo ciekawy artykuł i uzyskane wyniki, ale ciągle mam obawy czy uzyskana przez nas, amatorów dokładność pozwoli chociaż zbliżyć się do wyników opisanych w artykule. Tam goście mieli do dyspozycji teleskop 220 cm w Chile i top professional osprzęt, ja dysponuję lusterkiem 20 cm czyli mam do pomiaru 121 razy mniej fotonów co dramatycznie pogarsza jakość wyników. Stąd moje nieco sceptyczne podejście.

A tak na marginesie, na KAF8300 w dobrych warunkach, przy nasyceniu rzędu 30-45k ADU nie dam rady uzyskać lepiej niż +/- 0.007 mag. na pojedynczy pomiar. Bardzo jestem ciekaw jak to się ma do dokładności z sensora cmos.

LibMar · 5 Stycznia 2018

47 minut temu, Grzędziel napisał:

A tak na marginesie, na KAF8300 w dobrych warunkach, przy nasyceniu rzędu 30-45k ADU nie dam rady uzyskać lepiej niż +/- 0.007 mag. na pojedynczy pomiar. Bardzo jestem ciekaw jak to się ma do dokładności z sensora cmos.

Tak statystycznie, patrząc na wcześniejsze wyniki dla 55 Cnc (https://astropolis.pl/topic/61278-projekt-55-cancri-e-595-mag-00003-mag/) oraz EPIC 247098361.01 (https://astropolis.pl/topic/60951-pierwsza-kandydatka-na-egzoplanetę-epic-24709836101/), to krótkie ekspozycje na jasnych obiektach (<10 mag dla 107mm apertury) dawały niezłe wyniki. Pojedynczy pomiar 15-minutowy dla obiektu o jasności <9 mag powinien wskazać dokładność nie gorszą niż +/- 0.002 mag. Trzeba poszperać w internecie jak wyglądają spadki dla najjaśniejszych kilku egzoplanet, gdyż informacje te nie są zebrane w jedną kupę. Jeśli znajdzie się jeden dość fajny obiekt (nad którym warto spędzić więcej czasu), dobrze by było poświęcić na niego więcej niż jeden tranzyt.

To są zabawy z 4" apertury. Planuję zakupić 8" f/4, który na EQ5 pozwoli na krótsze czasy ekspozycji (do 10 sek) dla obiektów jeszcze słabszych (o 1 mag), zwiększając zasięg. Oczywiście to przesunie się w prawo (z 7-9 na 8-10), gdyż obiekty <8 mag z 8" wymagałyby tak krótkie czasy ekspozycji, że komputer nie nadąży nad ilością zbieranych klatek

Grzędziel · 5 Stycznia 2018

3 minuty temu, LibMar napisał:

To są zabawy z 4" apertury. Planuję zakupić 8" f/4, który na EQ5 pozwoli na krótsze czasy ekspozycji (do 10 sek) dla obiektów jeszcze słabszych (o 1 mag), zwiększając zasięg. Oczywiście to przesunie się w prawo (z 7-9 na 8-10), gdyż obiekty <8 mag z 8" wymagałyby tak krótkie czasy ekspozycji, że komputer nie nadąży nad ilością zbieranych klatek

Zdecydowanie polecam taki ruch. Nawet dłuższe czasy pewnie dasz radę palić. Jak zdjęcie będzie odrobinę pojechane nie wpłynie to na dokładność pomiaru. Widziałem fotki z polskich 60 cm teleskopów w Ostrowiku i na Suchorze. Oba są wykorzystywane do fotometrii. Obrazy gwiazd (w porównaniu do prac naszych kolegów astrofotografów) pozostawiają wiele do życzenia a wyniki fotometrii są na wysokim poziomie.

Behlur_Olderys · 6 Stycznia 2018

Czyli do astrometrii jako takiej może wystarczyć nawet duży dobson + goto, o ile czasy naświetlania będą w miarę krótkie?

Swoją drogą nadpróbkowanie pozwala przekroczyć techniczne granice o których mówi Grzędziel (0.007 mag) ponieważ stackując 4^N zdjęć z przetwornika o głębi bitów M dostajemy jedno zdjęcie o głębi bitów N+M

LibMar · 6 Stycznia 2018

Godzinę temu, Behlur_Olderys napisał:

Czyli do astrometrii jako takiej może wystarczyć nawet duży dobson + goto, o ile czasy naświetlania będą w miarę krótkie?

Jeśli Dobson da radę z prowadzeniem, z pewnością się nada do takich obserwacji Zdaje mi się, że Muniwin poradzi sobie z obróceniem kadru, choć warto byłoby robić ręczną korektę dla gwiazd referencyjnych (jeśli zmienna jest w środku).

Największym limitem będzie jednak ilość zebranych danych. W moim przypadku, stosowanie czasów krótszych niż 4s przy pełnej rozdzielczości nie ma większego sensu - zapisanie klatki trwa 0.6 sekundy. Przyczyny są trzy - dysk HDD (nie SDD), przesyłanie przez USB 2.0 oraz uszkodzony sterownik (?) do USB 3.0 (aby to zadziałało, wymagany jest u mnie reset komputera, który trwa... 15 minut). Kupiłem już kolejny dysk HDD, który byłby przeznaczony tylko do zbierania obserwacji - problem drugi i trzeci zostaną rozwiązane.

Do krótkich klatek (1-3s) potrzebny jest crop, aby czas przesłania klatki był dość rozsądny. Ale wtedy możemy stracić parę gwiazd referencyjnych w kadrze. HD 97658 to dobry przykład - jest to jasna gwiazda (~8 mag) z tranzytującą superziemią o spadku 0.001 mag. Dla niej można zastosować nawet 1s ekspozycji, jednak rozdzielczość musiałbym zmniejszyć z 3096x2080 na jakieś 1280x900, aby był jakiś sens. Liczba gwiazd referencyjnych spada wówczas z 7 na zaledwie 2...

Behlur_Olderys · 6 Stycznia 2018

Mógłbyś zawsze naświetlać 1s i odrzucać większość klatek (np brać tylko co dziesiątą). Jeśli byłyby miarodajne to i tak miałbyś mnóstwo materiału

Edytowane 6 Stycznia 2018 przez Behlur_Olderys

LibMar · 7 Stycznia 2018

2 godziny temu, Behlur_Olderys napisał:

Mógłbyś zawsze naświetlać 1s i odrzucać większość klatek (np brać tylko co dziesiątą). Jeśli byłyby miarodajne to i tak miałbyś mnóstwo materiału

W przypadku HD 80606 b o tyle fajnie to odrzucanie wyszło, gdyż podzieliłem materiał na 10 równych części i każdą indywidualnie rozpatrywało. Na podstwawie centyli określałem rorzut. Wyszło na to, że przy odrzucie 70% wychodziło najlepiej, a bardziej agresywne już pogarszało dokładność. Im krótsze czasy, tym większe jest pole do popisu - stąd używam najwyższy gain, który w zasadzie ustaliłem bez większego zastanowienia... robię na 150, choć w sumie nie wiem jak by było na 200. Zresztą astrofoto robiłen na 300. A trzeba to sprawdzić na archiwalnym materiale

Robienie klatek tak krótkich z pewnością byłoby doskonałe, gdyby nie kwestia ograniczeń sprzętowych. Gdyby chociaż dało się pobierać kilka pól z kadru (usuwając 95% pustego, niepotrzebnego pola), to byłoby coś. Ale nie wiem czy taka opcja kiedykolwiek w SharpCap się pojawi...

Behlur_Olderys · 7 Stycznia 2018

Chodziło mi o to, że jeśli przy jasnych obiektach musisz robić krótkie klatki, to zamiast cropa lepiej mieć moim zdaniem po prostu mniej materiału. Tj. jeśli Twoje USB nie daje rady ściągać wszystkich zdjęć na dysk to moim zdaniem lepiej po prostu robić dalej 1s klatki z pełną rozdzielczością, tylko już przy akwizycji odrzucać np co drugą albo 75% materiału. Czyli ustawić kamerze mniejszą wartość FPS przy tym samym czasie migawki, żeby USB się nie zadławił. Myślałeś o tym?

LibMar · 7 Stycznia 2018

42 minuty temu, Behlur_Olderys napisał:

Chodziło mi o to, że jeśli przy jasnych obiektach musisz robić krótkie klatki, to zamiast cropa lepiej mieć moim zdaniem po prostu mniej materiału. Tj. jeśli Twoje USB nie daje rady ściągać wszystkich zdjęć na dysk to moim zdaniem lepiej po prostu robić dalej 1s klatki z pełną rozdzielczością, tylko już przy akwizycji odrzucać np co drugą albo 75% materiału. Czyli ustawić kamerze mniejszą wartość FPS przy tym samym czasie migawki, żeby USB się nie zadławił. Myślałeś o tym?

Najgorsze, że nie wiesz która klatka byłaby dobra i to jest praktycznie losowe. Mniejsza ilość materiału zawsze powoduje spadek dokładności i zasięgu. Te 1s nie zawsze musi być, tyle dla 107mm średnicy jest wymagane dla obiektu 8.5-9.0 magnitudo. A są jeszcze jaśniejsze cele, w dodatku większy teleskop na Dobsonie wymagałby jeszcze krótszych czasów. Wtedy to już w ogóle robi się problem przy 100-250ms Wtedy odrzut w aktualnych warunkach wynosi nawet 80%. Mi już szkoda odrzutu 20%, a co dopiero wtedy

Generalnie w takich obserwacjach należy uzyskać jak najwięcej materiału, ile tylko się da. Należy dążyć do odstępów między klatkami jak najbliżej zera

Hans · 7 Stycznia 2018

W dniu 6.01.2018 o 15:49, Behlur_Olderys napisał:

Czyli do astrometrii jako takiej może wystarczyć nawet duży dobson + goto, o ile czasy naświetlania będą w miarę krótkie?

(...)

Pytanie jest w brew pozorom głębsze niż tylko "czy uprowadzi". Masz trzy aspekty do ogarnięcia.

1 - prowadzenie. Tu ważniejsze jest nawet nie tyle czy będzie perfekcyjne, a czy będzie stabilne. Rotacja pola, silny dryf itp. uprzykrzą życie algorytmom astrometrycznym. Jeśli któryś z parametrów będzie poniżej oczekiwań algorytmu, będą problemy z mapowaniem i prawidłową analiza referencyjnych.

2 - astrometria. To już domena softu którym będziesz rejestrował sesję. Brak tych danych w fit-cie, zmusi cię do manualnych działań które są podatne na błedy czynnika ludzkiego. Jakieś GOTO nie zawsze daje informację zwrotną do softu akwizycyjnego.

3 - optyka. Duży newton na dobsonie generalnie ma większa tendencję do ugięć, łapania zaświetleń, bujania na wietrze, orosienia itd. Każdy z takich "artefaktów" do pewnego stopnie utrudnia obróbkę materiału.

Generalnie tak, da się, ale nie jest to najłatwiejsza opcja gdy ktoś dopiero wchodzi w temat.