CCD observation of comets

Slide 1: 

Erik Bryssinck Waarnemen van kometen

Slide 2: 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 2 P r o g r a m m a Een beetje geschiedenis wat zijn kometen ? waarnemen van kometen

2 millenia terug : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 3 2 millenia terug Augustus Caesar 44 BC

Kometen zijn onheilvoorspellers : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 4 Kometen zijn onheilvoorspellers

Slide 5: 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 5

Komeetstaart altijd van de zon weg : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 6 Komeetstaart altijd van de zon weg Observaties van Pierre Apain (1495-1552)

Historische kennisopbouw : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 7 Historische kennisopbouw Edmund Halley 1531, 1607, 1681 Bepaling van de baan Newton – Principia Tycho Brahe 1577 Paralax Buiten atmosfeer aarde

Comet Halley in 1531 : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 8 Comet Halley in 1531 Illustratie komeet Halley in 1531 – obs. Stanislas Lubienietz

Johan Franz Encke : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 9 Johan Franz Encke

Comet research pioneer WhippleNovember 5, 1906 – August 30, 2004 : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 10 Comet research pioneer WhippleNovember 5, 1906 – August 30, 2004 vuile sneeuwbal afmetingen: 1-10 km ijs en stof, brokstukken Naderen zon: sublimatie Non gravitationele kracht

Slide 11: 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 11 P r o g r a m m a Een beetje geschiedenis wat zijn kometen ? waarnemen van kometen

Archeologische overblijfselen : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 12 Archeologische overblijfselen ijzig puin overblijfsel van vorming van zonnestelsel sleutel tot chemie en fysica van nevels behoud van inter - stellair materiaal? bron van natuurlijke stoffen ? nodig voor leven

Regionen waar kometen verblijven : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 13 Regionen waar kometen verblijven Oort: Jupiter-Neptune zone Kuiper Belt: volledig rond zonnestelsel ‘warme’ populatie zwermde uit 1/3 zwermde uit naar Oort wolk Oort ? LP comets, HF SP comets KB ? Centaurs ? JF SP comets

Slide 14: 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 14 Binnen het zonnestelsel Invloed van planeten Jupiter en Mars Banen van deze kometen Zijn meestal cirkelvormig

Slide 15: 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 15

buitenregionen : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 16 buitenregionen

Dynamische evolutie van kometen : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 17 Dynamische evolutie van kometen

Oortwolk en Kuiperbelt : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 18 Oortwolk en Kuiperbelt

komeet Shoemaker-Levy en Jupiter inslag : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 19 komeet Shoemaker-Levy en Jupiter inslag

Dino-killer : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 20 Dino-killer

Ofwashet ditfenomeen ? : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 21 Ofwashet ditfenomeen ?

Kenmerken van een komeet : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 22 Kenmerken van een komeet Komeetkern: interactie van de geladen deeltjes van de zon (geïoniseerd koolmonixide in dit geval) Stofstaart: ons het meest bekend en meest zichtbaar. Micro stofdeeltjes die het zonlicht reflecteren Gasstaart: geïoniseerd gas. Opname Geert Van den Bulcke

De komeetkern : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 23 De komeetkern Sublimatie van volatiele stoffen onder invloed van de zon Stof wordt meegenomen uit de komeetkern (lage gravitatie) De stofdeeltjes reflecteren het zonlicht en wordt ‘zichtbaar’ UV-licht zorgt voor dissociatie van de moleculen -> vormt dochterelementen of radicalen * Gas-ionen vormen ionen-staart of gasstaart

Samenstelling komeetkern : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 24 Samenstelling komeetkern A: Whipple’s ijs conglomeraat B: fractal structuur C: accumulatie van primitieve brokken D: composietmodel door ijs samenhangend

Fragmentatie komeet 73P : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 25 Fragmentatie komeet 73P Afhankelijk van de samenstelling zal een komeet al of niet sneller gragmenteren onder invloed van de zon en gravitatie. Hier fragment B van 73P

De komeetbaan : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 26 De komeetbaan Baan: elipsvormig Vanaf enkele AE treedt er sublimatie op Stofstaart Ionisatiestaart altijd recht van de zon weg

baan elementen : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 27 baan elementen T = tijd van perihelium passage Q = afstand bij perihelium W = argument perihelium (orientatie van het baanvlak) Omega:ecliptische lengte richting baanvlak tov lentepunt) I: inlcinatie (bepaalt de helling tov ecliptica) e: excentriciteit (bepaalt de afplatting a: de halve lange as bepaalt de grootte van de baan (bij poarabool lof hypebool wordt deze vervangen door q) P: de periodiciteit van de komeet

Naamgeving kometen : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 28 Naamgeving kometen Sinds 1995 wordt onderstaande naamgeving toegepast: P/ of C/ prefix (P voor periodieke < 200 jaar) Voorbeeld: C/1995 D3 Eventueel de naam van de ontdekker Voorbeeld: 2P/Encke

Komeetstaarten actieve komeet : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 29 Komeetstaarten actieve komeet Macholz © Erik Bryssinck

Invloed van zonnewind op komeetstaart : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 30 Invloed van zonnewind op komeetstaart

Interactie komeet met zonnewind : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 31 Interactie komeet met zonnewind

interactie zonnewind polariteits-wissel en invloed op komeetstaart : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 32 interactie zonnewind polariteits-wissel en invloed op komeetstaart

Komeet missies : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 33 Giotto Halley 1986 Flyby Deep Space 1 9/01 Flyby Stardust 1/04 Sample return Deep Impact 4/05 Active Experiment Rosetta(ESA) 2015 Orbit/Lander Komeet missies

ESA Giotto Mission : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 34 ESA Giotto Mission 1P/Halley – Maart 1986 ESA – Giotto USSR – Vega Afm: 15.3 x 7.2 x 7.22 km Zongerichte jets (vanuit kraters afkomstig)

Deep Space 1 - 09/2001 : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 35 Deep Space 1 - 09/2001 Bezoek aan 19P/Borrelly 9/22/01 Flyby afstand 3417 km 8 km lange kern Grote albedo variaties (0.009-0.03)

Stardust missie : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 36 Stardust missie Komeet Wild 2 Betreden coma 12/31/03 Stof verzamelen 1/2/04 Dichte nadering 236 km komeet diam 5 km

Stardust opnames komeet Wild 2 : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 37 Stardust opnames komeet Wild 2

The Deep Impact Mission : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 38 Primair doel: Verschil tussen korst en interne samenstelling Oorspronkelijk zonnestelsel materiaal The Deep Impact Mission Secundair doel Krater opbouw Schade komeet impact Kommet evolutie

Deep Impact overzicht : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 39 Deep Impact overzicht De Deep Impact missie werd gelanceerd in 1/05 en komt bij komeet 9P/Tempel 1 op 7/4/05; impacting met een 370 kg impactor @10.2 km/sec. Het primaire materiaal van de komeet blootleggen Bestuderen van de impactkraters bij een impact De observaties vooraf worden gebruikt om de kern te observeren voordat de impact heeft plaatsgevonden en om de kern te onderzoeken op vlak van afmetingen ,kraters, albedo, stof etc… om een referentie te hebben nadat de impact heeft plaatsgevonden. Tot vandaag heeft men een massa aan observatiegevens > 200 nachten van observaties Participatie van meer dan 25 astronomen Participatie van meer dan 17 professionele observatoria

Traject Deep Impact : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 40 Traject Deep Impact

Impacter : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 41 Impacter De impactor zal op eigen kracht inslaan op de komeet met een snelheid van 34500 km/h Verwachte krater ter grootte van een voetbalstadium Gewicht: 370 kg – diameter: 1 meter - hoogte 0,75 meter

Animatie Deep Impact : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 42 Animatie Deep Impact Deep impact simulatie Deep Impact reëel

De impact : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 43 De impact

Slide 44: 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 44 Observaties vanop aarde 17 observatoria Ook amateurwaarneming zoals CARA team

A*f*rho Deep Impact - CARA : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 45 A*f*rho Deep Impact - CARA

Detail impact door CARA team : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 46 Detail impact door CARA team

Slide 47: 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 47 P r o g r a m m a Een beetje geschiedenis wat zijn kometen ? waarnemen van kometen

komeetwaarnemingen : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 48 komeetwaarnemingen Visuele komeetwaarnemingen Helderheidsschattingen Coma Tail en PA Komeetwaarnemingen met CCD Photometry Astrometrie Coma Tail en PA Opnames – beelden – foto’s AfRho

Visuele waarnemingen : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 49 Visuele waarnemingen Helderheidsschattingen volgens de Sidgewick methode http://www.vvs.be/wg/kometen/VVS_Inleiding_waarnemingen.pdf

Position angle - condensatiegraad : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 50 Position angle - condensatiegraad verlicht kruisdraadoculair

astrofotografie : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 51 astrofotografie

Huidig gebruikt materiaal : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 52 Huidig gebruikt materiaal Telescoop 1: C11 Celestron Losmandy G11 Gemini GoTo

Observatorium sinds 2005 : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 53 Observatorium sinds 2005

Huidig gebruikt materiaal : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 54 Huidig gebruikt materiaal Telescoop 2: Orion ED80 Skywatcher Maksutov 100 mm F/13 voor auto-guiding

CCD – camera’s : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 55 CCD – camera’s Genesis astro-ccd camera voor zelfbouw Met KAF 1602E CCD http://www.eisystems.be/astronomy/genesis.html Peltier koeling USB interface

Opname van de beelden : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 56 Opname van de beelden Opstelling klaarmaken Uitlijning montering met poolzoeker Calibratie goto naar referentiesterren Uitlijning met PAC = Polar Acces Correction Balanceren telescoop/montering met camera gemonteerd

Opname van de beelden : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 57 Opname van de beelden Flat-fields maken voor het donker wordt Camera scherpstellen met Astroart 3.0 Enkele darkframes maken Eerste opname en bepalen van de belichtingstijd Al of niet komeetstaart te zien ?

Opname van de beelden : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 58 Opname van de beelden Camera + telescoop positioneren zodat een mooi gevulde opname ontstaat Belangrijk is het scherpstellen Met hartmann masker FWHM methode (die ik gebruik) met Astroart Diffraction spikes

Opname van de beelden : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 59 Opname van de beelden Start van een aantal opnames Bij snel afkoelen opnieuw scherpstellen Terug enkele darkframes Opnames verder zetten Processing met Astroart of Photoshop

Ruwe beelden - flatfield : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 60 Ruwe beelden - flatfield Waarom Flatfields ? Stofjes op optisch systeem Interne reflecties vignetting

Ruwe beelden - darkframe : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 61 Ruwe beelden - darkframe

Ruwe beeld - opname : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 62 Ruwe beeld - opname

Komeet Macholz na bewerking in Astroart : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 63 Komeet Macholz na bewerking in Astroart

C/2002 Q4 NEAT : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 64 C/2002 Q4 NEAT Genesis camera met KAF 1602E CCD

C/2004 Q4 Tucker : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 65 C/2004 Q4 Tucker

C/2004 Q2 Macholz : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 66 C/2004 Q2 Macholz

73P/Schwassmann-Wachmann 3 : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 67 73P/Schwassmann-Wachmann 3 Opnames geven verloop van coma weer die bij deze komeet tot een splitsing heeft geleid Betreft hiet fragment ‘B’

Nut van de CCD-fotografie : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 68 Nut van de CCD-fotografie Uitvoeren van astrometry op verschillende opnames fotometrie -> geintegreerde magnetude Af[Rho] bepaling ->product van Albedo (BOND), filling factor(f) in de FOV en de lineaire radius van FOV [rho]. http://cara.uai.it/ Gewoon een mooi plaatje

Komeetwaarnemingen met CCD : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 69 Komeetwaarnemingen met CCD Opvolgen van helderheid van een komeet en al of niet aanwezigheid met CCD camera CCD breedbandfotometry: Af[Rho] waarden (hoge wetenschappelijke waarde) CCD smallbandfotometry: Af[Rho] en snelheid van stofproductie (hoge wetenschappelijke waarde)

Wat is A*f*Rho nu ? : 

Wat is A*f*Rho nu ? CCD fotometry

Stof in de coma van kometen : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 71 Stof in de coma van kometen We kennen het begrip stof in de coma De kern bestaat uit een mengsel van ijs en stof Stof wordt meegedragen door het sublimerende ijs in de coma De stofdeeltjes versnellen met de gasstroom en komen na enkele km los in de coma terecht Op grotere schaal bewegen deze stofdeeltjes overeenkomstig de zonnestralingsstraling en de gravitatie (ß=Frad/Fgrav) Versnelling van deze stofdeeltjes zijn afhankelijk van grootte en densiteit De stofstaart is zichtbaar door de lichtscattering van het zonlicht op de stofdeeltjes

Slide 72: 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 72 De stofcomponent: Stofarme komeet stofrijke komeet de stof/gasverhouding Varieert van komeet tot komeet comet Hale-Bopp comet Hyakutake om de quantiteit van de stofproductie af te leiden dienen gekend te zijn : - de distributie van de deeltjesgrootte scattering proporties door grootte, kleur, materiaalsoort stof dynamica

Slide 73: 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 73

opgelet: Het stof dat we bestuderen in de coma en de komeetstaart is niet gelijk aan het stof in de kern. : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 74 opgelet: Het stof dat we bestuderen in de coma en de komeetstaart is niet gelijk aan het stof in de kern. Stofdeeltjes kunnen aan het oppervlak blijven vastzitten een korst kan sublimatie op delen van de oppervlakte belemmeren wanneer het stof tijdens uitbarstingen in coma wordt gebracht, kan de stof/gasverhouding verschillend zijn tot normaal ifv afstand komeetkern

CCD-Fotometrie : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 75 CCD-Fotometrie Fotometrie met CCD Zeer nauwkeurig tot 0.03 mag. en beter Reproduceerbaar Gebruik van smalbandfilters mogelijk Vergelijkbaar Redelijk eenvoudige procedure Dus ideaal voor de astrofotografen !

Nadelen ccd-fotometrie : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 76 Nadelen ccd-fotometrie Vrij technische aangelegenheid Reflectortelescoop of apochromaat CCD Redelijk duur Vraagt meer tijd

komeetspectra : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 77 komeetspectra Gereflecteerd zonlicht Warmte emmitie fluoresentie

AfRho : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 78 AfRho Afrho is een quantiteit geïntroduceerd door Michael A’Hearn et all (1984) met het doel om meetwaarden van stof continuüm te vergelijken die bekomen werden door verschillende instrumenten, onder verschillende waarnemingscondities en tijdstippen.

Wat betekent Af[Rho] ?Eerst enkele begrippen : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 79 Wat betekent Af[Rho] ?Eerst enkele begrippen komeetflux Verhouding komeetflux op de zonneflux Heel lage komeet/zonneflux verhoudingen cfr. Giotto ruimtesonde komeet Halley

Filling factor : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 80 Filling factor Legt relatie tussen optische dichtheid en de vulling van de korrels in het beeldveld maw ook de grootte (dwarsdoorsnede) van de korrels is meebepalend

Bepaling van de AfRho ? : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 81 Bepaling van de AfRho ? Af ? = ?*(2Dr/?)2 (Fcom/Fsun ) [1] A'Hearn et al, (1984), The Astron. J. 89, 579-591 A is de albedo f is the filling factor, De hoeveelheid poederkorrel die het beeldveld vult ? is de comadiameter die in de meting wordt toegepast D is de geocentrische afstand (komeet-aarde) in AU R is de eliocentrische afstand (zon-komeet) uitgedrukt in Astronomical Unit Fcom is gemeten lichtflux (or flow) Fsun is de zonneflux bij 1 AU

De praktijk : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 82 De praktijk Een goede voorbereiding ! Welke komeet, tijdstip bepalen, altitude > 30° Snelheid bepalen van de komeet ifv camera resolutie (bepalend voor belichtingstijd) Keuze van referentiesterren (zeer belangrijk) Kleurindex van ref. sterren B-V: 0,5 – 0,7

Wat heb je nodig : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 83 Wat heb je nodig CCD camera met lineaire respons en constante temperatuur (cooling) Elke telescoop is bruikbaar met voorkeur voor reflectors Gebruik van filter is sterk aanbevolen: R & I filter (Cousins), R (Gunn, 647 nm smallbandfilter dichtbij S (Vilnius) Ongefilterde opnames kunnen eventueel genomen worden voor zeer stoffige kometen. UBV kunnen niet gebruikt worden wegens de gascontaminatie Beelden moeten gecalibreerd worden met dark- en flatfieldopnames en moeten een voldoende signaal/ruisverhouding bezitten

De opnames : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 84 De opnames Maken van een reeks opnames van de komeet Maken van flatfields of reeds vooraf gemaakt. Met zelfde optisch systeem en in focus Maken van darkframes op dezelfde belichtingstijd en temperatuur van de CCD

Bewerking in Astroart 3.0 : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 85 Bewerking in Astroart 3.0 Astro-imaging software Capturing: webcams, dig.fototoestellen, webcams, astro-webcams, astro-CCD processing

De berekeningen : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 86 De berekeningen

Gebruik van WinAfRho : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 87 Gebruik van WinAfRho

Resultaten door samenwerkingin een internationaal team : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 88 Resultaten door samenwerkingin een internationaal team Waarom samenwerken op verschillende geografische gebieden ? Vooral weersomstandigheden zijn niet altijd stabiel Tijdsbestek van ieder amateur, daarom ook best meerdere amateurastronomen per land

A*f*rho Deep Impact - CARA : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 89 A*f*rho Deep Impact - CARA impact

29P/Schwassmann Wachmann 1 : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 90 29P/Schwassmann Wachmann 1

Splitsing komeet C/2005 K2 : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 91 Splitsing komeet C/2005 K2

73P/Schwassmann-Wachmann 3 : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 92 73P/Schwassmann-Wachmann 3

Slide 93: 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 93

Slide 94: 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 94

zoals Asterix en Obelix …. : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 95 zoals Asterix en Obelix ….

credits : 

19 mei 2006 Erik Bryssinck 96 credits Comet Science VVS website Urania website www.urania.be boek 20 jaar VVS waarnemingen http://www.eisystems.be/astronomy/ Geert Van den Bulcke (komeetopname Halley) CARA “the project” http://cara.uai.it UAI “Gruppo Osservatori Comete” http://comete.uai.it UAI “Unione Astrofili Italiani” http://uai.it http://www.eqe.co.uk/info/gordon.htm Windows is a trade mark of Microsoft Corporation

presentatiekomeetwaarnemingenAntares : 

presentatiekomeetwaarnemingenAntares Vragen ?????