Az alapok

Az asztrometria tárgya az égitestek helyzetének meghatározása, ahol amatőr eszközökkel a csillagok közt mozgó üstökösök és kisbolygók észlelésének van létjogosultsága. Szóba jöhetnek még az újonnan feltűnt nóvák és szupernóvák, ám ezek helyzetét ma már a felfedezők is pontosan megmérik. Az asztrometrára használható műszeregyüttes paramétereit, az idő és a referenciacsillagok pontosságát egy szempont határozza meg, mégpedig a mérések elvárt pontossága, ami 1 ívmásodperc alatti. Az ennél rosszabb mérés már nem számí­t túl jónak, ám 1,5 ívmásodperces eltérésig a Minor Planet Center még felhasználja adatainkat a pályaszámí­táshoz. Ilyen pontosság elérése érdekében olyan távcső-CCD párosí­tást kell használni, ahol a felbontás semmiképpen sem rosszabb 3 ívmásodperc/pixelnél, de inkább 2 ívmásodperc/pixelnél is jobb. Ezen túl a távcső tí­pusa, vagy a CCD fajtája nem lényeges szempont. Fontos szempont viszont, hogy megfigyeléseinket fix észlelőhelyről végezzük, vagy mindig ugyan oda települjünk ki. Adatainkat ugyanis átszámí­tják a Föld középpontjára, amihez a megfigyelőhely pontos földrajzi koordinátáit tudni kell. Ezért minden észlelőhelyet külön kódszámon tartanak nyi­lván, és nem szerencsés - bár nem kizáró ok - egy észlelőnek hat-nyolc kódot fenntartani.

A műszeregyüttes paramétereinél sokkal nagyobb problémát jelent a pontos idő meghatározása, ami a kezdő észlelők leggyakoribb hibája. A felvétel készí­tésének időpontját, pontosabban a felvétel közepének időpontját másodperc pontossággal kell ismerni. Ma már egy DCF óra, vagy pl. a www.time.gov oldal behí­vásával könnyedén megszerezhetjük a pontos időt, ám sokszor szoftveres problémák, ritkábban figyelmetlenség okán mégis előfordulnak idő-jellegű hibák. Az első éles bevetés előtt mindenképpen érdemes teszteli a rendszert, különösen, ha windows operációs rendszert használunk. Itt gyakran előfordul, hogy az expozí­ció, vagy különösen a letöltés közben használt más programok (akár egy egyszerű internet böngésző) késleltetik a fits fájl fejlécének elkészí­tését, meghamisí­tva a bele kerülő időadatokat. Természetesen meg kell nézni, hogy az észlelő-szoftver az expozí­ció elejét, végét, netán a kép elmentésének időpontját tárolja el a fejlécben az expozí­ció időpontjaként. Az éjszaka folyamán érdemes ellenőrizni a gép óráját, különösen, ha gyorsan mozgó égitesteket észlelünk.
Fontos kérdés, hogy egy égitestről mennyi pozí­ciót mérjünk ki. Egy éjszaka három megfigyelés szükséges és elégséges, ennél több nem javí­t a pályaszámí­tás pontosságán. Amennyiben néhány napos felfedezésről van szó másnap is érdemes megfigyeléseket végezni, ismert pálya esetében heti egy alkalomnál nem kell több.
A következő lépés a képek kimérése lesz, amikor az égitest x,y pixelkoordinátáját áttranszformáljuk rektaszcenzióra és deklinációra. Ehhez a látómezőben található csillagok égi koordinátáira lesz szükség, amelyek alapján meghatározzuk az ún. lemezkonstansokat. A szót még ma is í­gy használják, persze fotólemezekkel már szinte senki sem dolgozik. Szerencsére napjainkban már ez is sokkalta egyszerűbb, mint a fotólemezek korában. Vagy fél tucat jól kidolgozott és szabad terjesztésű asztrometria program érhető el az interneten, amelyek automatikusan letöltik a látómező környékének csillagait az USNO vagy az UCAC csillagkatalógusból, ráillesztik azt a képünkre, meghatározzák a lemezkonstansokat. Nekünk már csak az égitestre kell bökni az egérrel, bár megfelelő jel/zaj viszon esetén maguk a programok is megtalálják az elmozduló égitesteket. Nem szabad azonban elfelejteni, hogy bizonyos szempontból az emberi szem és agy utánozhatatlan. Amí­g egy szoftver 4-es jel/zaj viszony mellett is talál hamis jelölteket (a képek készí­tésének időpontjaihoz képest arányos utat megtévő, elmozduló   csillagokat   keresnek az azonosí­tó programok), az emberi szem szinte a zajba sí­muló, de egyenletesen elmozduló jelet is képes észrevenni. Ezért a szoftveres kimérés mellett mindig nézzük át manuálisan is a képet, hátha egy nem várt, halovány vendég is a képünkre tévedt. Néhány általánosan elterjedt asztrometriai program:

Herbert Raab: Astrometrica
John Rogers: CCD Astrometry
Bob Denny: PinPoint
fitsblink

Az időpont mellett a kimérés közben használt referenciacsillagok számából adódik a legtöbb gond. Bár elméletileg három ismert koordinátájú csillag már lehetővé teszi a lemezkonstansok meghatározását, a gyakorlat azt mutatja, hogy a pontos kiméréshez minimálisan 5-6 csillagra van szükség, és jó, ha azok is körbe veszik az objektumot, nem pedig a kép egyik sarkában csoportosulnak! Tí­z éve, amikor még csak a 15 magnitúdós határfényességű Guide program volt elérhető, előfordult, hogy a kis látómezőben nem volt elegendő számú ismert koordinátájú csillag a kiméréshez. Ma a Palomar Sky Survey lemezeinek felhasználásával készült USNO-B1.0 jelű katalógus kb. egymilliárd csillag koordinátáját ismeri 20-21 magnitúdós határfényességig. A probléma inkább abból adódhat, ha kis távcsövet használva csak 15-16 magnitúdós határfényességet tudunk elérni és eddig a határig nincs elegendő csillag a látómezőben. Sajnos ilyenkor várni kell, amí­g az égitest csillagokban gazdagabb területre ér.

Természetesen oda kell figyelni az expozí­ció hosszának megválasztására, hiszen a szoftverek csak a csillagszerű, vagy majdnem csillagszerű jelet tudják kimérni, az elnyúlt nyomokat nem. Földközeli égitesteknél gyakran előfordul, hogy egy-két perc expozí­cióval elérhetnénk azt a határfényességet, amely a kisbolygó észleléséhez kell, ám a gyorsan mozgó objektum ezalatt elmozdul, í­gy fénye nem egy pontba esik, és nem lesz látható a képen. Az elektronikus képrögzí­tésnek hála, ma már erre is van megoldás. Az asztorometria programok képesek az égitest elmozdulásának megfelelő mértékben elcsúsztatni a képeket és úgy összeadni azokat. Az összeadott képen a csillagok ugyan vonallá alakulnak, ám az összegkép lemezkonstansait az első, még pontszerű csillagokat tartalmazó kép alapján határozzák meg. Ezzel a módszerrel egy 30 cm-es távcsővel akár 20-21 magnitúdós kisbolygók is elérhetővé válnak.

A célpontok kiválasztása

Mint minden észlelési területen, itt is szükség van egy vezérfonálra, valamilyen programra, amely mentén a kezdeti fellángolás után haladhatunk, különben megfigyeléseink egyre inkább esetlegessé válnak. Végül ott állunk a drága műszerekkel és az értékes tudással az ég alatt, de már nem is annyira fontos az egész. Az asztrometriára különösen igaz ez a tétel, mivel sokkal inkább intellektuális, mintsem esztétikai élményt nyújt. Ráadásul csak úgy érdemes belevágni, ha komolyan és hosszú távon csináljuk.

A célpontokat két nagy csoportra, üstökösökre és kisbolygókra oszthatjuk. Mindkét esetben szó lehet új égitestek kereséséről és a már ismertek követéséről, amellyel a pálya pontosí­tását, az égitest mozgásának megismerését segí­thetjülk elő. Ez utóbbi területen is több lépcsőfok létezik. A friss felfedezések megerősí­tésétől kezdve az egy oppozí­cióban észlelt kisbolygók és a már ismert rövidperiódusú üstökösök újrafelfedezésén át, a már több szembenállás alatt látott, sorszámozás előtt álló aszteroidák megfigyeléséig sokmindent választhatunk.

Felfedezés. A elmúlt évek amatőr CCD-s üstökösfelfedezései megmutatták, hogy a kétféle módon érhetünk célt. Egyrészt a 8-12 cm körüli, rövid fókuszú, tehát nagy látómezejű objektí­vek használhatók, amelyekkel kis elongációnál érdemes viszonylag fényesebb, 10 -15 magnitúdós üstökösöket keresni (C/2002 Y1 (Juels  Holvorcem), C/2003 T3 (Tabur)). A felfedezések másik részét a 30-50 cm körüli távcsövekkel kisbolygók után kutató kevesek adták, aki nagy elongációnál, az ekliptika közelében bukkantak 14-20 magnitúdós kométákra (P/2002 BV (Yeung), C/2004 Q1 (Tucker)).

Kisbolygók esetén ma már legalább 30-35 cm-es távcső kell a sikeres kereséshez, ami ma már számunkra sem elérhetetlen mérettartomány, de igazán hatékonyan 50 cm felett lehet dolgozni. Mivel legalább 19-120 magnitúdós égitesteket kell egyértelműen rögzí­teni, a jó megfigyelőhely is elengedhetetlen. A legtöbben az ekliptika közelében kutatnak, í­gy a siker érdekében érdemes kicsit távolabb, 10 -20 fokra merészkedni, ahol azonban kevesebb az égitest.

Megerősí­tés. A havonta talált 10  40 földsúroló kisbolygó és néhány üstökös létének megerősí­tése külön műfaj az asztrometristák körében. Ezért a Minor Planet Center egy speciális honlapot is működtet ezzel a céllal. A NEO Confirmation Page-ra gyakran már órákkal a felfedezés után felkerülnek az új égitestek, amelyek minél korábbi észlelése igen fontos feladat. Ráadásul kedvező helyzetben is vagyunk, mert szinte az összes program az Egyesült Államok területén működik, és mire a nagy mennyiségű adatot feldolgozzák, nálunk már sötétedik. Tőlünk keletre általában szegényebb országok vannak, amelyek amatőrjei nem engedhetnek meg maguknak megfelelő műszereket, nyugarta viszont később sötétedik és az észlelendő terület is alacsonyabban látszik. Ezen a honlapon találjuk a pár napos üstökösök efemeridáit is. Biztatásként csak annyit, hogy a terület egyik legaktí­vabb amatőrje a brit Peter Birtwhistle, aki egy 30 cm-es reflektorral dolgozik, és képek összegzésével akár 20 magnitúdóig is le tud menni. Mivel 15  16 magnitúdós égitestek is gyakran feltűnnek a honlapon, akár 10 cm körüli távcső birtokában is érdemes figyelemmel kí­sérni az eseményeket!

Követés. Itt elsősorban a földközeli égitestek további nyomonkövetése jöhet szóba, ahol minél nagyobb határfényességet tudunk elérni, annál több és egyedibb munkát tudunk végezni. Itt is érdemes képeket összegezni, ami 1  2 magnitúdóval megemeli az egyedi képekkel elérhető határfényességet. Az érdekes égitestekről a http://cfa-www.harvard.edu/iau/lists/LastUnusual.html cí­men találunk információkat. A kiválasztott kisbolygók efemeridáit a sorok elején található négyzetekbe kattintva kérhetjük le, miután a táblázat alján lévő paramétereket a számunkra megfelelő módon beállí­tottuk.

Újrafelfedezés. Hasznos tevékenység a már ismert, de még csak egy szembenállás alkalmával megfigyelt égitestek újbóli megtalálása. Itt szó lehet földsúroló kisbolygókról, rövidperiódusú üstökökről, illetve olyan hosszúperiódusú kométákról, amelyek több évig látszanak. Ilyenkor a hajnali égen újra előbukkanó vándor mielőbbi megtalálása a cél. Az újrafelfedezésre váró földsúrolók listáját a http://cfa-www.harvard.edu/iau/NEO/BrightRecovery.html cí­men, az érdekes üstökösk listáját pedig a http://cfa-www.harvard.edu/iau/lists/LastCometObs.html cí­men találjuk. Ezek részletes efemeridáit  http://cfa-www.harvard.edu/iau/MPEph/MPEph.html cí­mről tölthetjük le.

Sorszámozás elősegí­tése. Érdekes program lehet azon égitestek követése, amelyeket már legalább három szembenállás alkalmával észleltek, hiszen megfelelő számú mérés esetén a negyedik után megsorszámozzák őket. Itt akár speciális csoportokat is kiválaszthatunk, például az 1985 előtt felfedezett, de még sorszámozatlan kisbolygókat, vagy különleges pályán mozgó, de nem földsúroló égitesteket és természetesen földsúrolókat is, bár itt gyakran két-három szembenállás után már sor kerül a sorszámozásra. A terület problémája, hogy csak akkor érdemes belekezdeni, ha 20 magnitúdóig el tudunk menni.

Sorszámozottak észlelése. Itt elsősorban azokról a földsúroló kisbolygókról lehet szó, amelyek kevesebb, mint négy észlelt oppozí­ció után lettek megszámozva, vagy a több szembenállás ellenére pályájuk nem kellő pontossággal ismert. Erről a pályaelemeknél és a http://cfa-www.harvard.edu/iau/lists/LastUnusual.html cí­men található listában is szereplő U érték ad felvilágosí­tást. Ha ez 3 vagy ennél nagyobb érték, érdemes észlelni a kisbolygót.

A kezdetek. Asztrometriai munkáját még senki sem kezdte 20 magnitúdós kisbolygó felfedezésével. Szinte mindenki, például e sorok í­rója is 13  15 magnitúdós földsúrolók, magyar vonatkozású kisbolygók és üstökösök követésével foglalkozott jó egy éven át. Ezzel arra szeretnénk utalni, hogy nem csak az igazán nagy anyagi lehetőségekkel és profi felszereléssel rendelkező amatőrtársaink privilégiuma az asztrometria. Egy 10  15 cm-es reflektorral és egy webkamerával is nekiindulhatunk a témának. Ha igazán megtetszik a dolog, úgy is megtaláljuk a módját, miként léphetünk tovább az egyre halványabb és egyre izgalmasabb égitestek felé.

Az észlelések beküldésez

Útmutatónk utolsó részében az észlelések beküldéséről ejtünk néhány szót. A postázandó elektronikus levélnek egy fejlécből és az észlelések soraiból kell állnia. Ezeknek pontosan meghatározott szerkezete van, amelyektől nem lehet eltérni, különben a leveleket szortí­rozó program nem veszi figyelembe az üzenetünket. A jobb érthetőség kedvéért lássunk egy mintalevelet:

COD 461
CON K. S\'arneczky, 6701 Szeged, POB 406. Hungary
CON [
 Ez az e-mail cím védve van reklámlevelek ellen. Javascript-re van szüksége, hogy megnézze.
 ]
OBS K. S\'arneczky, T. Szalai
MEA K. S\'arneczky
TEL 0.60-m Schmidt + CCD
NET USNO-B1.0
NUM 29
ACK megérkezett

J84B00C   C2004 07 23.88786 18 08 44.63 -08 33 33.7  20 R   461
J84B00C   C2004 07 23.89655 18 08 44.32 -08 33 38.2         461
J99S10C   C2004 07 24.01705 22 12 29.76 +13 21 24.0  19 R   461
J99S10C   C2004 07 24.01948 22 12 29.70 +13 21 24.3         461
J99S10C   C2004 07 24.02190 22 12 29.60 +13 21 24.8         461
K00UB0E   C2004 07 23.90832 22 16 06.26 +58 11 15.1  20 R   461
K00UB0E   C2004 07 23.91273 22 16 05.95 +58 11 18.3         461
K00UB0E   C2004 07 23.91712 22 16 05.73 +58 11 20.1         461
K04M02U   C2004 07 24.06117 23 53 25.65 +13 32 24.6  18.5 R 461
K04M02U   C2004 07 24.06267 23 53 25.77 +13 32 26.5         461
K04M02U   C2004 07 24.06417 23 53 25.92 +13 32 28.7         461
SaSz34 *  C2004 08 08.95530 21 38 22.57 -04 34 04.6  20 R   461
SaSz34    C2004 08 08.95796 21 38 22.41 -04 34 06.4         461
SaSz34    C2004 08 08.96330 21 38 22.25 -04 34 08.2         461
Sar023 *  C2004 11 03.00705 02 32 19.45 +26 48 07.6  18 R   461
Sar023    C2004 11 03.00843 02 32 19.35 +26 48 07.8         461
Sar023    C2004 11 03.00981 02 32 19.27 +26 48 07.1         461
00944     C2004 07 24.06806 02 24 45.81 +05 16 37.5  15.9 R 461
00944     C2004 07 24.06957 02 24 45.87 +05 16 38.6         461
00944     C2004 07 24.07108 02 24 45.95 +05 16 39.7         461
37994     C2004 07 24.02966 00 30 44.98 +16 37 36.1  19 R   461
37994     C2004 07 24.03234 00 30 45.02 +16 37 37.0         461
37994     C2004 07 24.03500 00 30 45.07 +16 37 37.6         461
CK04F040  C2004 07 23.98981 01 04 59.67 +65 08 08.6  20 T   461
CK04F040  C2004 07 23.99421 01 04 59.27 +65 08 11.6         461
CK04F040  C2004 07 23.99870 01 04 58.74 +65 08 14.6         461
0131P     C2004 07 24.04096 00 41 56.12 +11 09 03.9  20.5 T 461
0131P     C2004 07 24.04339 00 41 56.21 +11 09 04.2         461
0131P     C2004 07 24.04704 00 41 56.40 +11 09 05.8         461 

Nagyon fontos, hogy az első beküldött levél fejlécének másmilyennek kell lenni, mint a mintában láthatónak. Egyrészt az észlelőhely három karakteres kódjánál (COD) három X szerepeljen, ahogy észlelési sorok végén is. Ha elfogadják első megfigyeléseinket, kapunk egy kódót, melyet később COD után minden levélbe, illetve az összes észlelési sor végére, a 78-80. karakterbe be kell í­rni. A két CON sorban a program felelős vezetőjének neve és postací­me, illetve elektronikus elérhetősége kap helyet. Az OBS az észlelők sora, ahol az ékezeteket ASCII kódban kell í­rni, a MEA pedig a koordináták kimérését végző személyek sora. Az első észlelések beküldésénél ezután kell beilleszteni három COM kezdető sort. Az egyikben az észlelőhely nevét kell megadni, ami lehet valami helységnév, vagy obszervatórium megnevezés. A második   comment   sorba az észlelőhely pontos földrajzi koordinátái, és tengerszint feletti magassága kerüljön, a harmadikba pedig a műszer pontos adatai, átmérő/fókusz, tí­pus, valamint a CCD tí­pusa, pixelmérete és pixelszáma. Mivel a geocentrikus koordináták kiszámí­tásához ismerni kell az észlelőhely földrajzi adatait, csak állandó megfigyelőhelyről végezzünk asztrometriai munkát. Később a távcső pontos paramétereit már nem kell megadnunk, elég a fenti TEL sornak megfelelő adatokat kitölteni. A NET sor a kiméréshez használt referencia-csillagok forrását, a NUM pedig az adott levélben elküldött észlelések számát adja meg. Ez utóbbi az ellenörzés miatt kell, mert bizonyos levelezőprogreamok esetén elveszhet az utolsó sor. Az ACK után bármilyen rövid szót, üzenetet beí­rhatunk, ez fog visszaérkezni abban a válaszlevélben, amelyet az MPC küld visszaigazolásul (acknowledgement). Ha másképp nem rendelkezünk egy ACK2 kezdetű sorral, a CON-ban megadott cí­mre. Ha 24 óráig nem jön meg a visszaigazolás, a subject-be   resend  -et í­rva újra küldjük el a megfigyeléseket. Egyébként a subjectbe érdemes azt í­rni, hogy "observations".

Ezután jöhetnek az észlelések 80 karakteres sorai, melyeknél minden adatnak pontosan a helyén kell szerepelnie. Az 1-12 karakterig az égitestek jelölésének speciális kódja szerepel, a 13. karakterben az azonosí­tatlan égitestet jelölő * szerepelhet, a 14. karakter olyan speciális megjegyzések kódjának való, mint a rossz seeing, vagy rossz vezetés, a 15-dikben olvasható C pedig CCD-s megfigyelésre utal. Az égitestek jelölésének kódolása meglehetősen bonyolult rendszer, leí­rása túlmutat a cikk keretein. Akik kí­váncsiak a részletekre, a http://cfa-www.harvard.edu/iau/info/OpticalObs.html cí­men kimerí­tő részletességű leí­rást találnak.

A fenti mintában egyébként az 1984 BC, 1999 SC10, 2000 UE110, 2004 MU2 jelű, valamint a 944 és 37994 sorszámú kisbolygókról, a C/2004 F4 és a 131P jelölésű üstökösökről és két azonosí­tatlan aszteroidáról találunk megfigyeléseket. Az azonosí­tatlan égitestek jelölését 48 órán belül közli a feladóval az MPC. Ha új kisbolygóról van szó, legalább két éjszaka megfigyelései szükségesek, hogy elismerjék a felfedezést.

A 16-31. karakterek a megfigyelés időpontját adják meg UT-ben, tizednapban, öt tizedes pontosságig (kb. 1 másodperc). A 33-55. karakter a rektaszcenzió és a deklináció, század másodperc és tized í­vmásodperc pontosan. A 66. karakternél kezdődik a becsült fényesség, a 77. pedig a hulámhossztartományt (szűrő nélküli megfigyelésnél üresen hagyandó), illetve üstökösöknél az összfényességet (T) vagy a nucleus fényességét (N).

Az utóbbi időben gyorsan emelkedett az asztrometriai megfigyeléseket végző obszervatóriumok száma, í­gy az MPC folyamatosan szigorí­tja a beküldés szabályait. Ez azt jelenti, hogy a megkí­vánt formátumoktól, jelölésektől való eltéréseket nem tolerálják, külön nem leveleznek a kezdő megfigyelőkkel. A http://cfa-www.harvard.edu/iau/info/Astrometry.html cí­men minden részletre kiterjedő angol nyelvű leí­rást olvashatunk, ám a bonyodalmak és csalódások elkerülése végett arra kérjük az asztrometria iránt érdeklődőket, hogy az első megfigyelések elküldése előtt vegyék fel a kapcsolatot az üstökös rovat vezetőjével.

[A Meteor folyóiratban megjelent cikksorozat másodközlése]