Sternwarte Zollern-Alb

Bedeckung des Sterns GSC 5813 456

durch den Neptunmond Triton

Projektleiterin/Autor: Silvia Kowollik

Seite erstellt: 05. November 2017

Letztes Update: 24. April 2021

Fachwissenschaftliche Veröffentlichtung: Webseite von Astronomy & Astrophysics.

Triton ist der größte Mond des Planeten Neptun. Er hat einen Durchmesser von ca. 2707 km (= 2/3 des Erdmonddurchmessers) und umrundet in nur 5 Tagen und 21 Stunden rückläufig seinen Planeten. Die Umlaufbahn ist kreisförmig und die Entfernung zum Neptunmittelpunkt beträgt dabei rund 354.754 km. Das ist in etwa dieselbe Entfernung, die unser Mond vom Erdmittelpunkt hat.

Triton ist einer der wenigen Monde, der über eine dünne Atmosphäre verfügt. Sie besteht zu 99% aus Stickstoff, 1% Methan sowie geringen Spuren von Kohlenmonoxid. Tritons Oberfläche entspricht etwa der Größe von Nordamerika ohne Grönland und ist fast komplett mit Eis bedeckt.
Die Oberflächentemperatur beträgt dabei rund -237°C. Durch die Eisbedeckung wird rund 76% des eingestrahlten Sonnenlichts reflektiert. Daher ist Triton trotz seiner Entfernung von rund 29 AE von der Erde mit 13,5 mag recht hell und kann in größeren Amateurteleskopen visuell beobachtet oder mit Kameras fotografiert werden.

In der Nacht vom 05. auf den 06.10.2017 bedeckte der Mond Triton gegen 01:48 Uhr MESZ den Stern GSC 5813 456 im Sternbild Wassermann. Triton hat einen scheinbaren Durchmesser von 0,13 Bogensekunden und verdeckt damit für rund 3 Minuten den 12,6 mag hellen Stern. Dabei wird das Licht des Sterns bei Beginn und Ende der Bedeckung durch die dünne Atmosphäre von Triton scheinen und man kann durch genaue Beobachtung des Sternenlichts etwas über die Atmosphäre (Dichte- und Temperaturverlauf) von Triton lernen. Neben erdgebundenen Teleskopen kam auch das Infrarotteleskop an Bord des fliegenden Observatorium SOFIA zum Einsatz. Profiastronomen haben einen internationalen Beobachtungsaufruf an Amateurastronomen gerichtet, um möglichst viele Daten des Ereignisses zu erhalten. Auch die Sternwarte Zollern-Alb beteiligt sich an dieser internationalen Beobachtungskampagne.

Diese Karte zeigt die geplante Flugroute vom Infrarotforschungsflugzeug SOFIA, die berechnete Zentrallinie der Bedeckung und die Positionen der an der Beobachtungskampagne beteiligten Sternwarten.

Die Vorhersage des Bedeckungszeitpunktes für die Koordinaten der Sternwarte Zollern-Alb

Vorbereitungen zur Messung der Sternbedeckung

Als erstes wurde für den Zeitpunkt der Bedeckung das Gesichtsfeld der eingesetzten Kamera ALCCD5L-II mono für die Originalbrennweite des 80 cm Cassegrains der Sternwarte Zollern-Alb mit Guide 9 simuliert, um zu sehen, ob Vergleichssterne im Gesichtsfeld stehen. Dies war leider nicht der Fall. Auch mit Einsatz eines Reducers fand sich kein Vergleichsstern im Gesichtsfeld. Dann wurde durch mehrere Versuche die Belichtungszeit ermittelt, mit welcher der Mond Triton sicher vom Chip der Kamera detektiert werden konnte.

Am Tag der Messung

Unglücklicherweise zog am Tag vor der Bedeckung der Sturm Xavier als breites Wolkenband mit viel Regen und Orkanböen über Deutschland hinweg. Noch um 22 Uhr war nicht klar, ob zum Bedeckungszeitpunkt der Himmel frei sein würde. Das nebenstehende Timelapse-Video zeigt die Bewölkung während des Beobachtungszeitraums, sowie die sich bildenden Strukturen an dem mit Tau beschlagenen Kameraobjektiv.

Erst 25 Minuten vor dem vorhergesagten Bedeckungszeitpunkt waren die Wolken am Himmel über Brittheim soweit nach Süden abgezogen, dass die Position von Neptun mit dem Teleskop angefahren werden konnte. Das Seeing so kurz nach der Wolkenfront war sehr turbulent und erschwerte das Scharfstellen am noch unbedeckten Stern erheblich. Durch die hohe Luftunruhe wurde das Licht des Sterns über viel mehr Pixel als sonst üblich verschmiert und die vorher ermittelte Belichtungszeit musste deutlich erhöht werden.

Trotz dieser widrigen Umstände konnte die Bedeckung in voller Länge beobachtet und aufgezeichnet werden.

Zeitrafferanimation der Bedeckung

Die nebenstehende Animation wurde aus 75 Bildern im Zeitraum von 290 Sekunden erstellt und zeigt den Bedeckungsverlauf im Zeitraffer. Sie zeigt die Helligkeitsveränderung des bedeckten Sterns (der schwache Lichtpunkt rechts) und den völlig überbelichteten Planeten Neptun (links). Das normalerweise ruhige Sternscheibchen und Neptun wird durch Turbulenzen an der Rückfront des Sturms leider stark verzerrt.

Lichtkurve der Bedeckung

Mit dem Programm Tangra wurde aus den 75 Bildern eine Lichtkurve der Sternbedeckung erstellt.

Erst nach dem Mitteln der Lichtkurve konnten die Kontaktzeiten aus der Kurve abgelesen werden. Die gemessenen Zeiten sind mit +/- 1,5 Sekunden Fehlerbalken behaftet, die gemessene Mitte der Bedeckung liegt somit im Rahmen der Vorhersage.