Obserwacje gwiazd zmiennych

Transkrypt

1 Obserwacje gwiazd zmiennych Sprawozdanie z pracy badawczej Autor: Maciej Garbacz Publiczne Liceum Ogólnokształcące Politechniki Łódzkiej, klasa IB Opiekun merytoryczny: p. Cezary Koneczny Adres maciejgarbacz7@gmail.com Telefon kontaktowy: PESEL :

2 Wprowadzenie : Bardzo często spoglądając w rozgwieżdżone niebo możemy odnieśd wrażenie, że niektóre z gwiazd migoczą lub szybko zmieniają swą jasnośd. Co prawda wrażenie to jest najczęściej spowodowane niedoskonałością ludzkiego oka lub zwykłymi zakłóceniami atmosferycznymi, np. chmurami, jednak zjawisko zmiany jasności gwiazd jest już jak najbardziej zjawiskiem prawdziwym i fascynującym przedmiotem badao, które dostarczyd może informacji na temat: procesów zachodzących w ich wnętrzu, efektach ewolucji gwiazd, aktywności magnetycznej ich składników oraz efektach relatywistycznych. Identyfikacja pierwszej gwiazdy zmiennej dokonano jeszcze w epoce przedteleskopowej. W 1596 roku David Fabricius zauważył okresowe znikanie gwiazdy omicron Ceti (od tej gwiazdy nazwę uzyskał później typ gwiazd zmiennych). Obserwowano wówczas także dwie jasne supernowe. Zjawiska te udowodniły, że sfera gwiazd stałych nie jest niezmienna, jak sądzono od czasów starożytnych. W roku 1786 znano dwanaście gwiazd zmiennych, między innymi pierwszą gwiazdę zadmieniową Algola. Od połowy XIX wieku liczba znanych zmiennych wzrastała coraz szybciej, szczególnie po 1890, gdy możliwe stało się badanie gwiazd metodą fotograficzną. Najnowsza edycja Ogólnego Katalogu Gwiazd Zmiennych roku wymienia blisko 40 tys. zmiennych w Drodze Mlecznej, 10 tys. w innych galaktykach oraz kilkanaście tysięcy gwiazd podejrzewanych o zmiennośd Obserwowalna zmiana jasności może mied w rzeczywistości różne przyczyny. Wyróżniamy dwa podstawowe rodzaje gwiazd zmiennych gwiazdy zmienne fizycznie, w których zmiana jasności spowodowana jest zmianami parametrów np. rozmiarów, temperatury oraz gwiazdy zmienne geometrycznie zadmieniowe, czyli będące częściami układów podwójnych i świecące niesferycznie Gwiazdy zmienne fizycznie: cefeidy typ W Virginis (cefeidy II typu) typ RR Lyrae (cefeidy karłowate) typ Delta Scuti typ ZZ Ceti typ Mira Ceti typ RV Tauri typ SX Phoenicis typ α² Canum Venaticorum typ R Coronae Borealis 2 S t r o n a

3 Gwiazdy zmienne geometrycznie : typ Algola typ W UMa typ Beta Lyrae typ RZ Cassiopeiae pulsary pulsary rentgenowskie typ BY Draconis typ RS Canum Venaticorum Obserwacje gwiazd zmiennych to niezwykle zajmujące dziedzina, do której rozwoju i bogactwa w dużej mierze przyczyniają się amatorzy miłośnicy astronomii lub wolontariusze, którzy nie posiadają bardzo zaawansowanego sprzętu. Istnieje bowiem wiele projektów oraz inicjatyw, w których mogą wziąd udział i za pomocą własnych domowych teleskopów, prostego oprogramowania i kilku prostych wzorów dokonad bardzo istotnych pomiarów. Co więcej, dzięki teleskopom internetowym jak np. INO w Arizonie lub programu Faulkes możliwośd przeprowadzania takich obserwacji jest lepsza niż kiedykolwiek. Przykładowy diagram O-C dla gwiazdy z gwiazdozbioru Lutni 3 S t r o n a

4 Główne cele pracy badawczej : zapoznanie się z zagadnieniami dotyczącymi obserwacji gwiazd zmiennych typu RR Lyrae i innych krótkookresowych zmiennych fizycznie oraz wszystkich typów gwiazd zmiennych zadmieniowych. Poznanie technik pozwalających wyznaczyd chwilę minimum jasności gwiazdy zmiennej zadmieniowej. Nauka obsługi programu SalsaJ i wykorzystywania plików w formacie.fits przy dokonywaniu prostej fotometrii. Wykonanie zdjęd gwiazd zmiennych i innych obiektów za pomocą zdalnie sterowanych teleskopów z programów FAUKLES oraz MicroObservatory. Pobranie istniejących zdjęd z bazy danych Las Cumbres Observatory Global Telescope Network. Porównanie wyników otrzymanych po analizie zdjęd wykonanych osobiście za pomącą zdalnie sterowanych teleskopów i tych po analizie danych plików pobranych z bazy danych LCOGT. Poznanie pojęd takich jak : diagram O-C krzywa blasku nazewnictwo gwiazd zmiennych układy kataklizmiczne Nawiązanie kontaktu i uzyskanie pomocy ze strony pracowników Planetarium i Obserwatorium Astronomicznego w Łodzi. Poszerzenie wiedzy własnej i zgłębienie tematyki gwiazd zmiennych oraz możliwości przeprowadzania obserwacji za pomocą zdalnie sterowanych teleskopów. Poznanie historii badao nad gwiazdami zmiennymi. 4 S t r o n a

5 Sposoby przeprowadzania badań oraz gromadzenia niezbędnych informacji : Konsultacje z panem Remigiuszem Jabłooskim w celu uzyskania informacji na temat zdalnie starowanych teleskopów, przeprowadzanych projektów i planowania obserwacji. Wykonanie fotografii kwazara 3C 273 za pomocą zdalnego teleskopu MicroObservatory w celu zapoznania się z mechniką zdalnie sterowanych teleskopów: Miniatura wykonanego zdjęcia kwazara 3C 273 czas naświetlania 60s Gromadzenie i analiza informacji ze stron internetowych poświeconych gwiazdom zmiennym, encyklopedii internetowych oraz pozyskiwanie publikacji naukowych: American Association of Variable Star Observers Indeks Gwiazd Zmiennych źródło publikacji naukowych polski oddział projektu Hands on Universe 5 S t r o n a

6 Przeprowadzenie fotometrii na serii zdjęd gwiazdy HW Vir za pomocą programu SalsaJ zdjęcia zostały pobrane z bazy danych LCOGT. Wyznacznie minimum gwiazd z pomocą instrukcji na stronie projektu EU-HOU przy wykorzystaniu m.in. wzorów na różnicę wielkości gwiazdowych: m1-m2=-2,5log(i2/i1) m1-m2=-2.5log(kz1/kz2) m1 - jasnośd gwiazdy zmiennej *w magnitudo+ m2 - jasnośd gwiazdy porównania *w magnitudo+ I1 - natężenie światła od gwiazdy zmiennej I2 - natężenie światła od gwiazdy zmiennej Z1 - zliczenia gwiazdy zmiennej Z2 - zliczenia gwiazdy porównania k współczynnik proporcjonalności Moment kalkulowany C (potrzebny do tworzenia diagramu O-C) : C=Mo-E.P Mo- moment początkowy (np.: wcześniej zaobserwowanego minimum) P długośd okresu gwiazdy zmiennej, E epoka, liczba okresów P między wybranym momentem a momentem początkowym Mo Wyznaczenie terminu przeprowadzenia przyszłych obserwacji za pomocą teleskopów programu FAUKLES 7 lutego 2013r. w celu uzyskania większej ilości danych i porównania otrzymanych zdjęd ze zdjęciami pozyskanymi z bazy danych. 6 S t r o n a

7 Wyniki i spostrzeżenia, problemy : W wyniku przeprowadzenia pracy badawczej poznałem możliwości zdalnie sterowanych teleskopów internetowych, szczegóły projektów i inicjatyw, np. EU-HOU, LCOGT, MicroObservatory. Poszerzyłem własną wiedzę o nowe pojęcia z zakresu gwiazd zmiennych, pracy z teleskopem, obróbki danych astronomicznych. Nauczyłem posługiwad się programem SalsaJ i przeprowadzad prostą fotometrię. Przeprowadziłem operacje ww. programem na seriach zdjęd gwiazd HW Vir i BX Peg. Duży problem stanowiła jakośd niektórych zdjęd z bazy danych LCOGT, zwłaszcza podczas dokonywania fotometrii i wyznaczania krzywych blasku. Po wykonaniu ostatnich obserwacji w dniu 7 lutego planuję wyprowadzid kolejne obliczenia, otrzymane zdjęcia poddad obróbce w programie SalsaJ i stworzyd za pomocą arkusza Excel własną krzywą blasku dla wybranych gwiazd oraz własny diagram O-C. 7 S t r o n a