Planetentransit HD189733b mit Minimalstequipment



Anlässlich des Internationalen Jahres der Astronomie (IYA 2009) wurde von dessen Organisation ein besonderes Einsteigerteleskop entwickelt: Das GalileoScope. Es handelt sich um einen kleinen Bausatz mit dem das vor 400 Jahren entwickelte erste Fernrohr im optischen Design nachgebaut wurde.
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Die Frontlinse ist mit 50mm größer als beim ersten Teleskop der Menschheit, doch die rückseitige Zerstreuungslinse gleicht dem Okular das auch schon Galileo Galilei verwendet hat. Man kann mit diesem Bausatz für weniger als 40 Euro die ersten Himmelsbeobachtungen gut nachvollziehen. Kann man mit einem solch bescheidenen Gerät auch heute noch neue Welten erforschen, die nie ein Mensch zuvor gesehen hat? Bislang ungesehen sind die meisten Exoplaneten die in den letzten Jahren bei fast 500 Sternen entdeckt worden sind. Sie stehen so nah an ihrem Mutterstern das Sie normalerweise überstrahlt werden. Ein indirekter Nachweis erfolgt spektroskopisch oder über die Transitmethode. bei der Transitmethode misst man die Helligkeit des Sterns in der Hoffnung das ein Planet vor ihm vorüberzieht. Die Abdunklung ist gering. Es sind aber etwa 2 Dutzend Fälle bekannt, bei denen die Amplitude über einem Prozent liegt. Diese Exoplaneten können auch mit Amateurmitteln gut nachgewiesen werden. Für das Experiment mit dem Galileoscope wurde der Exoplanet HD189722b ausgewählt. Der Mutterstern ist 7,7mag hell und befindet sich unweit des berühmten Hantelnebels M27.
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Er hat eine Amplitude von 0,028mag und wird alle 2,2 Tage verfinstert. Als Kamera wurde eine ausgekühlte DSI-3 verwendet. Das Galileoscope wurde auf die Gegengewichtsstange des 10 Zoll-Refraktors der Münchener Volkssternwarte montiert. Die Grenzgröße in der lichtverseuchten Münchener Innenstadt liegt bei etwa 3mag. Der Okularstutzen des GalileoScopes ist eine verschiebbare Plastikhülse. Zufällig entspricht der Innen-Anschlag exakt dem Fokuspunkt der DSI-3. Die Kamera war deshalb leicht mit einer halben Rolle Tesafilm zu fixieren. Die Messung wurde am leicht defokusierten Stern durchgeführt, um um die Belichtungszeit zu verlängern und das Ausleserauschen zu minimieren. Bei 30s pro Bild kann man tatsächlich schon in den Rohdaten den Transit erkennen.
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Finsternismitte, Amplitude, dauer sowie Ein- und Austritt entsprechen fast genau den Prognosen. Wenn man je 10 Messungen zu einem Intervall von 5 Minuten mittelt, kommt die Kurve klar heraus. Die Drift von einigen Minuten passt zu den Daten der Exoplanet Transit Database (ETD)
var2.astro.cz/tresca/ETD/ETD_O-C_plotter.php?oid=9&obs=&PER=&M=V

Die offizielle Periode ist minimal zu kurz angegeben und hat sich über die letzten Jahre zu einer messbaren Abweichung kumuliert. Kurz vor dem Ende des Transits begann die Dämmerung, aber der Anstieg der Helligkeit ist schon zu erkennen. Um Artefakte auszuschließen wurden zur Gegenprobe noch 2 Feldsterne gegeneinander gemessen und mit der Kurve des Zielsterns verglichen. So lässt sich ein zufälliger Gradient ausschliessen.
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Nachdem es gelungen war einige Exoplanetentransits mit dem 10 Zoll Refraktor und dem 80cm Spiegel der VSW München nachzuweisen, wuchs der Ehrgeiz es auch mal mit bescheideneren Instrumentarium zu probieren. Eine kleine öffnung ist keineswegs immer von Nachteil. Es gibt einige wenige Transitplaneten deren Muttersterne 8 mag erreichen. Um einen derartigen Stern zuverlässig messen zu können, benötigt man mehrere gleichhelle Vergleichssterne innerhalb des Gesichtsfeldes. Da helle Sterne aber dünner gesäht sind als schwache Sterne, ist eine geringe Brennweite mit großem Feld eine zwingende Notwendigkeit. HD189733b war einer der ersten Transitplaneten die überhaupt entdeckt worden sind. Er befindet sich in prominenter Umgebung unweit von M27 dem Hantelnebel. Für die Messung sollte ein 76mm f/5 Newton verwendet werden, der im Handel unter der Bezeichnung Firstscope für weniger als 60 Euro zu haben ist. Angeschlossen wurde er an das Gegengewicht des 10 Zoll Refraktors der VSW München. Die Messung erfolgte also im Zentrum der Millionenstadt bei einer Grenzhelligkeit von etwa 4mag.
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Leider kommt man mit der DSI nicht direkt an den Fokus und benötigt eine Einschraubbarlowlinse mit der die Brennweite auf etwa 500mm erhöht wird. Die erste Messung erfolgte am Abend des 5.11.2010. Es konnte erst gestartet werden als der Stern schon bedeckt war, doch der Austritt war gut zu verfolgen.
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Kurz nach dem Austritt versperrten Wolken den Blick, doch 40 min später gelang nochmal eine Messung des unverfinsterten Sterns. Der Austritt ist schon Rohdaten gut zu erkennen. Amplitude und Austrittszeitpunkt passen genau zur Prognose.
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Die Amplitude von 0,028mag läßt sich in den Daten wiederfinden. Das der Verlauf der Messung genau der Prognose entspricht, zeigt sich, wenn man eine offizielle Messung vom AXA auf die eigene Kurve kopiert.
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Für die folgende Kurve wurden jeweils 18 Messpunkte gemittelt
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Noch glatter wird die Kurve im gleitenden Mittel von 40 Messwerten
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Um einen zufälligen Gradienten auszuschließen, wurde auch nochmal 2 Feldsterne gegeneinander gemessen und mit der Kurve des Zielsterns verglichen.
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Zum Abschluß noch ein Foto des Hantelnebels mit dem kleinen Reflektor
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