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Die streifende Sternbedeckung bei Grüningen am 29. August 2017

(Eine) Beobachtung, die, auch in Bezug auf die 5 visuellen Beobachter, von viel Geschick und Erfahrung sowie hervorragender Vorbereitung zeugt. Da gibt es kaum etwas zu verbessern...

Dr. Eberhard Riedel IOTA-ES

Eine Geschichte

Hier soll euch eine Geschichte erzählt werden, die - obwohl schier unglaublich - sich doch genauso so zugetragen hat, wie im Folgenden berichtet. Der Erzähler selbst kann es immer noch nicht recht fassen, wieviele glückliche Umstände dazu beigetragen haben, dass wir etwas beobachten konnten, das wir so intensiv noch nie im Leben haben sehen können. Es ist, als hätten wir eine Kommando-Aktion jahrelang vorbereitet und dann präzise wie ein Uhrwerk ausgeführt. Das Glück verdanken wir dem guten Wetter, der Organisation iota-es, dem Entwickler der Software GAZPREP Dr. Eberhard Riedel, unserem Vorsitzenden Klaus Spruck, der uns auf das Ereignis hinwies und die richtigen Gelände-Planungen machte, unserem Gründungsmitglied Dr. Reiner Euler, der auf vertautem heimatlichen Gelände beim 1800 Jahre alten Limes südlich der Grüninger Warte die topografischen Einzelheiten erkundete und die einzelnen Beobachtungsorte festlegte und dem guten Zusammespiel aller Beobachter.

Worum geht es überhaupt?

Es geht um die zeitweilige Bedeckung eines recht hellen Sterns durch Berge des Mondes. Das Bild rechts ist eine Fotomontage. Es zeigt das Geschehen seitenverkehrt (!) und den Mond sich nach rechts bewegend, wie ich es im Okular meines Teleskops gesehen habe. Oben rechts ist der Stern zu sehen, um den es in dieser Geschichte geht. Ich habe gesehen, wie dieser Stern viermal ausgeknipst wurde und dann entlang des hellen Mondrandes vorbei streifte, bis er wieder größeren Abstand zum Mond gewann. In Fachkreisen wird dieser Vorgang streifende Bedeckung eines Sterns durch den Mond genannt. Der Stern heißt 24 Scorpii, ist 4,9mag hell, ist rund 410 Lichtjahre entfernt und hat einen Radius von angeblich 21,4 Sonnenradien (rund 30 Mio km Durchmesser). Andere Bezeichnungen des Sterns sind: SAO 160046, TYC 6221-904-1, HIP 81724. Die Ereignisse einer streifende Bedeckung sind von der Erde aus nur innerhalb eines schmalen Korridors von wenigen hundert Metern, im Folgenden "Mondrandschatten-Pfad" genannt, zu beobachten. Und das war das utopische Ziel: Ein Stück des Mondrandprofils vermessen!

Propheten, auf die man sich verlassen kann.



Die ΙOTA.ES und ihre Partner sind Organisationen, die mich wegen ihrer präzisen Vorhersagen immer wieder in Erstaunen versetzen. Klickt auf das Bild rechts, dann seht ihr die Mondprofil-Grafik der Software GRAZPREP. Das Bild darunter zeigt den entsprechenden Mondrandschatten-Pfad auf der Erdoberfläche, basierend auf einer KML-Datei, die ebenfalls von GRAZPREP erzeugt wurde. Die gelbe Linie der unteren Karte korrespondiert mit der blauweißen Linie in der oberen Mondprofil-Grafik. Diese blauweiße Linie ist der Pfad des Sterns durch das Mondrandprofil. Beobachter auf der gelben Linie werden Ereignisse auf der blauweißen Linie sehen, Beobachter nördlich bzw. südlich der gelben Linie werden Ereignisse oberhalb bzw. unterhalb der blauweißen Linie sehen. Mausklick auf das linke Bild zeigt das Screenshot von GRAZPREP mit den Einstellungen, die zu den rechten Bildern führen. An diesen Einstellungen habe ich wie folgt gedreht: Zunächst wurde in der Tabelle rechts die Zeile mit den Koordinaten EAST LONG=8°40'ausgewählt (50°30',8°42' ist unsre Gegend ) und die Höhe des Geländes auf MSL=280m eingestellt. Dann wurde der Parameter Off Lim auf -4750m eingestellt. Das ist der Wert, für den die blauweiße Linie die Mondberge recht günstig schneidet. Jetzt brauchten wir uns nur noch senkrecht zur gelben Linie zu verteilen, um das Aus- und Anknipsen des Sterns parallel zur blauweißen Linie zu beobachten. Diese Verteilung wird in der Mondrandschattenpfad-Karte durch die roten Marker dargestellt, von Nord nach Süd: Reiner(15), Jörg(12), Josef(9), Dirk(8), Tobi(6), Klaus(5), Hanno(3). Übrigens erinnert unser Mondrandschatten-Pfad an einen Sonnenfinsternis-Pfad. Unsere Propheten sind aber nicht Oppolzer, Espenak & Co, sondern die Mitglieder der ΙOTA und ihrer Partner.

Vorläufiger Blick auf das Ergebnis

Jetzt lassen wir die Katze aus dem Sack und riskieren einen ersten Blick auf die Auswertung der Beobachtungen:

Ihr seht (Bilder anklicken), wie gestrichelten Linien oben den einzelnen Beobachtern im Bild rechts entsprechen. Leider fehlt die Nummer 3 in den Ergebnissen, weil Hanno (3) Probleme mit seinem Equipment hatte und nichts beobachten konnte. Die dicken Linien im Bild rechts haben einen Abstand von 200m im Gelände. Wie genau wir uns positionieren mussten! Nur wenige Duzend Meter nördlich oder südlich und schon hätte ein Beobachter etwas anders gesehen. Die dritte Linie von oben zeigt meine eigene Beobachtung, dass der Stern viermal ausgeknipst wurde. Die kleinen leeren Kreise bedeuten "weg", d.h. der Stern wird ausgeknipst und die kleinen vollen kleinen Kreise bedeuten "da", d.h. der Stern taucht plötzlich wieder auf. "weg" und "da" sind Ausrufe, die zusammen mit dem Piepston eines Zeitsignal-Empfängers auf einem Diktiergerät aufgeommen wurden und später zeitlich möglichst genau ausgewertet wurden. Details werden weiter unten berichtet.

Das Team

Am 8.8.2017 hatten Klaus und Hanno per E-Mail diesen Beobachtungsaufruf an alle Mittglieder der Astro AG gesendet. Die Resonanz war zunächst schwach und Klaus schrieb am 19.8.:

"Zu den anderen in meiner "Startemail" angesprochenen Punkte gab es bisher
keine Anmerkungen ... wg. der mangelhaften Vorbereitung und Zeitmangel  
in der nächsten Woche hoffe ich auf schlechtes Wetter ;-) "

Am Freitagabend (25.8.) wurde dann im alten Rathaus eine Lagebesprechung aller interessierten Beobachter, die sich inzwischen doch gemeldet hatten, abgehalten. Am Sonntag (27.8.) begutachtete Reiner das Gelände genauestens und legte die einzelnen Stationen fest, die mit dem Auto erreichbar sein sollten. Und am Montagabend (28.8.) verschickte er diesen Plan: streifende_sternbedeckung_29august2017.pdf. Er schrieb:

"Ich hab mal 17 potenzielle Stationen lokalisiert und in einer Karte
 festgehalten. Zu jeder Station gibt es ein Bild.
 Wir sollten uns am Dienstagabend schon etwas früher treffen, und zwar schon
 ab 19:30 Uhr am beschriebenen Treffpunkt (siehe angefügtes Dokument)."

Das Bild links zeigt das Team am 29.8.2017 mit Tobi, Reiner, Jörg, Dirk am Treffpunkt "Wüstung Birnkheim" zur Lagebesprechung. Das mittlere Bild zeigt Klaus und Reiner beim Kartenvergleich. Das rechte Bild zeigt Josef an Station 9 auf dem Limes bei Sonnenuntergang.

Das Equipment

Das Kästchen rechts ist ein DCF77-Signal-Empfangsgerät.
AAG-Mitglied Reinhard Stärk hatte mehrere Exemplare Ende 2007 für uns hergestellt, um nach der gemeinsamen Beobachtung der Maia-Bedeckung am 21.12.2007 für die Zukunft gerüstet zu sein. Fast zehn Jahre lang lag das Gerät ungenutzt und unbeachtet zuhause in einer Schublade bis ich es am 25.8.2017 hervorholte. Es funktionierte noch problemlos, sogar mit der alten Batterie! Folgende Grafik (erstellt mit "Audacity") stellt die ersten zwei Sekunden des Zeitintervalls von 21:17:00 bis 21:18:00,02 (auch als mp3) dar: Zeitzeichencode
Zusätzlich benötigt man noch ein akustisches Aufnahmegerät, zum Beispiel ein Diktiergerät, womit man die Piepstöne zusammen mit den eigenen Ansagen aufnehmen kann.
DCF77 ist ein eigenes Thema und es gibt Infos bei der Wikipedia und auch Bastelanleitungen, z.B. hier.
Ich habe einfach einen exakten Funkwecker mitgenommen, den Zeitpunkt 21:15:00 Uhr angesagt und meine Stimme zusammen mit den Piepstönen auf das Diktiergerät aufgenommen. Auf diese Weise konnte ich sicher sein, wo 21:15:00 Uhr ist. Ein Piepston kann 0,1 Sekunden oder 0,2 Sekunden lang dauern. Bei der Auswertung meiner Beobachtungen (Station 9) gehe ich davon aus, dass der Beginn eines Piepstones der Beginn einer Sekunde markiert, wie es in der obigen Zeitskala dargestellt ist.

Übersicht über das verwendete Equipment an Station 9:

  • Das DCF77-Signal-Empfangsgerät wie oben beschrieben
  • Ein 10 Jahre altes digitales Diktiergerät, ebenfalls kurz nach der Maia-Bedeckung angeschafft
  • Ein GPS-Gerät zur Bestimmung des Breitengrades und Längengrades (GPS-Genauigkeit: 3m)
  • Eine Funkuhr zur Kontrolle des DCF77-Signals für 21:15:00 Uhr MESZ
  • Der "Volksapo" SkyWatcher ED80 Pro 80/600 mit 10mm-Okular zum Beobachten
  • Eine Billig-Montierung mit Boxdörfer-Steuerung "PowerFlex MTS-3SDI" zur korrekten Nachführung
  • Eine Kompass zum Einnorden der Montierung im Hellen
  • Ein 20x80-Fernglas für evtentuelle Zweitbeobachter, von Reiner genutzt
  • Stabiler Plastikstuhl und Ablage-Tischchen

Tobi  Tobi  Tobi  Tobi
Tobi (Station 6), Dirk (Station 8), Josef (Station 9) und Jörg (Station 12) beim Aufbau ihres Equipments.
Fotos: Reiner.

Genaue Auswertung der Zeitpunkte

Wir sind jetzt bereit für die genaue Auswertung der vier beobachteten Ereignis-Paare "weg"/"da" an Station 9. Das folgende Bild gibt den Überblick. Bitte draufklicken:

Der obere Streifen zeigt den gesamten Bereich von 21:15:00 bis etwa 21:17:10, darunter sind die einzelnen "weg" bzw. "da"- Ereignisse stark vergrößert dargestellt. Bis auf Klaus, der eine Videokamera verwendete, arbeiteten die anderen Beobachter ebenfalls visuell mit DCF77-Empfänger und akustischem Aufnahmegerät.



Die Bilder rechts zeigen aufrechte und seitenrichtige (!) Ausschnitte von Aufnahmen von Klaus mit einer IR-empfindlichen Lumix bei 2m Brennweite. Das obere Bild wurde vor der Bedeckung gemacht, der Stern ist recht deutlich am linken Bildrand zu sehen. Das untere Bild zeigt den Stern am hellen Mondrand nach der Bedeckung, der Stern ist nur schwer in der Mitte zu erkennen.

Ergebnisse der 6 Stationen:


Berichte an die IOTA:

Unter "18. Grazing Occultation Report (IOTA 2008 Report Format)" der GRAZPREP-Bedienungsanleitung liest man folgendes:

"Successful observations of occultations must be reported to be evaluated and thus serve a scientific purpose. For this the IOTA has developed a specific text file format that can be read out by the persons collecting and processing the data. GRAZPREP assists in creating such report files for further use in the reduction process. As the amount of needed information is big and the number of details is confusing an entry mask with many explaining hints is offered that eventually leads to a complete and valid report file."

Folgende Berichte hat unser Klaus Spruck an die IOTA geschickt:

Die komplizierte Textdatei läßt sich in GRAZPREP laden. Dann kann man in der Tabelle sofort die Beobachtungszeitpunkte (UT) sehen, z.B. für Station 8. Mausklick auf "Show timings on lunar limb" erzeugt die grafische Darstellung (Bildchen rechts, bitte anklicken).


Eine E-Mail "von der IOTA"

Sehr geehrter Herr Spruck,
ich habe mich jetzt einmal näher mit Ihrer Beobachtung befasst. Die 1. angehängte Grafik 
ist mit GRAZPREP entsprechend Ihrer sehr sauber erfassten Beobachtungsdaten erstellt. 
Ich vermute, dass Sie diese Grafikoption auch schon ausprobiert haben. Ich habe, 
um einen verbesserten Fit der Kontaktzeiten zu erzielen, einen geringfügigen Shift 
(0,014" radial nach Süden) angebracht. Dieses ist aufgrund der nicht mehr hochgenauen 
Sternposition (noch keine Gaia-Präzision, kommt aber noch) durchaus legitim.

Der Berg, den Sie meinen, ist wohl der im weißen Kreis. Da niemand Ihrer Gruppe dort 
Kontakte hatte, ist diese immerhin ca. 200 Meter hohe Struktur definitiv so nicht existent. 
Dazu muss man wissen, dass die Profile aus selenographischen Höhenangaben errechnet werden 
(Quelle LRO/LOLA), indem man einen librationsabhängigen Querschnitt macht. Durch die 
teilweise sehr ungleich verteilten Höhendaten kann es dabei zu Fehlern kommen, aber auch 
durch die Punktdichte, aus der letztlich das Profil dargestellt wird (bei GRAZPREP mit  
50 Werten pro Grad PoWi). Auch die Abhänge der Mondstrukturen verlaufen, wenn auch ähnlich, 
so doch gemäß Ihrer Messungen nicht perfekt so wie vorausberechnet. Die Abweichung im 
weißen Kreis ist aber ein starker Ausreißer.

Ich habe deshalb noch eine andere Software zu Hilfe genommen (Occult, vermutlich kennen 
Sie die), und mit der die Situation ebenfalls dargestellt. Die Profilgrafik von Occult 
(ebenfalls angehängt) ist etwas anders dargestellt als meine und noch höher auflösend, 
aber dennoch gut vergleichbar. An gleicher Stelle habe ich einen weißen Kreis gelegt: 
Das Occult-Profil ist hier deutlich niedriger als in meiner Grafik, aber zeigt 
dennoch an gleicher Stelle eine Erhebung, die Sie nicht bestätigen konnten. ...
mehr: iota.txt

Die folgenden beiden Bilder zeigen das Occult-Profil (oben) und das GRAZPREP-Profil (unten). Beide Grafiken hat Herr Riedel mit einem weißen Kreis versehen. Zur Vergrößerung bitte anklicken:

Die offizielle Auswertung der IOTA

Dr. Eberhard Riedel (IOTA-ES) schrieb uns am 18.9.2017:

"Ich habe Ihre Messungen an den Koordinator für Streifende Bedeckungen durch den Mond, 
Herrn Mitsuru Soma in Tokio, weitergeleitet. Angehängt sind seine Auswertungen in 
Tabellenform und grafisch. Hier ist erkennbar, dass der Berg, den Sie nicht vermessen 
konnten, auch gar nicht existiert. Herr Soma hat eine andere Herangehensweise für die 
Erstellung der Profile, als dieses mit GRAZPREP möglich ist, da er auf den Punkt des 
einzelnen Ereignissen genau die Profildaten aus den Originaldaten errechnet, was recht 
lange dauert (GRAZPREP muss das wegen der Animation schnell erledigen). Somas Auswertung 
bestätigt Ihre Beobachtungen noch besser. Mit GRAZPREP muss man also an wenigen Stellen 
der Profils mit leichten Ungenauigkeiten rechnen, was jedoch die Auswahl der besten 
Beobachtungsstationen nicht beeinträchtigt, wie Sie eindrucksvoll bewiesen haben." 

Auswertungen von Mitsuru Soma (IOTA graze coordinator, Tokio):


Schlusswort: Rückblick und Ausblick

"Das is ja ein Ding. Zwischenzeitlich war der auch nochmal weg, aber da hat meine Konzentration, meine Sehkraft nachgelassen. Das Auge tränt außerdem. Das hab ich ja noch nie im Leben gesehen."
Diese Ansage, die man in dieser mp3 ab 3:42 hören kann, zeigt wie beindruckend die Beobachtung für mich gewesen ist. Es ist aber nicht nur die Beobachtung alleine, sondern die gute Zusammenarbeit im Team, das schöne Wetter, die Sonnenuntergangsstimmung vorher und auch das unangemeldete Publikum. Dieses setzte sich aus Läuferinnen, Radfahrern und Traktorfahrern zusammen. Zwar hatten die Traktorfahrer auf den Feldern bis etwa 20:45 Uhr etwas Unruhe mit ihren riesigen Maschinen verbreitet, zeigten sich aber wohlwollend und rücksichtsvoll. Sie waren neugierig und wollten wissen, was die seltsame Mannschaft mit den Teleskopen an den Wegkreuzungen im Schilde führt. Mit der Erklärung "Wir beobachten etwas Ähnliches wie eine Sonnenfinsternis, nur das heute der Mond nicht die Sonne verdeckt, sondern einen Stern" waren sie fürs Erste zufrieden.

Die Astro AG Heuchelheim hat in der Vergangenheit ab und zu Versuche zur konzertierten Beobachtung von streifenden Sternbedeckungen unternommen. Bis auf wenige Ausnahmen waren sie meist erfolglos, wie zum Beispiel ein Versuch bei Volpertshauesen bei Wetzlar, der am starken Wind und zuviel Bewölkung scheiterte, aber trotzdem Spaß gemacht hatte. Zu den erfolgreicheren Versuchen zählt die auch oben erwähnte Maia-Bedeckung am 21.12.2007, die die Beteiligten bis heute nicht vergessen haben.

Aber so eine erfolgreiche Beobachtung wie die vom 29. August 2017 sucht ihresgleichen. Das wird zwar kaum zu wiederholen sein, ist aber sehr motivierend. Auch für die Beschäftigung mit wissenschaftlichen Themen der modernen Astrometrie wie zum Beispiel die Raumsondenprojekte LRO/LOLA und Gaia.
Dr. Eberhard Riedel schreibt:

"Streifende Sternbeckungen durch den Mond sind so selten nicht, 
und je weiter man bereit ist, zu einer Grenzlinie zu fahren, 
umso mehr Ereignisse kommen in Frage. Aber das muss natürlich jeder 
für sich entscheiden. Mit der gleichen Technik beobachten die Mitglieder 
der IOTA/ES und viele andere Sternfreunde weltweit auch Sternbedeckungen 
durch Kleinplaneten. Bei der IOTA/ES-Tagung am Wochenende wurde sogar 
die Möglichkeit der Beobachtung streifender Sternbedeckungen durch 
Kleinplaneten diskutiert. Das klingt noch utopisch, ist aber durch die 
derzeit laufenden hochgenauen Vermessungen des Gaia-Satelliten sowohl 
von Sternen als auch von Kleinplanetenbahnen in naher Zukunft mit 
ausreichender Präzision vorausberechenbar." (18.9.2017)

© 1. Oktober 2017 by Josef Gräf, Streifende Sternbedeckung bei Grüningen am 29. August 2017 .