Λογότυπο Ελληνικής Αστρονομικής Ένωσης   

Ελληνική Αστρονομική Ένωση
Όμιλος για την Ερασιτεχνική Αστρονομία
Τηλ.: 6981762034

 Sitemap

Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΕΝΟΣ ΝΕΟΥ ΜΕΤΑΒΛΗΤΟΥ


Τα μεταβλητά άστρα καθε άλλο παρά σπάνια είναι ανάμεσα στους πληθυσμούς που παρατηρούμε τακτικά ως ερασιτέχνες. Μια εκτίμηση που θεωρείται ρεαλιστική είναι πως το 25-30% περίπου των αστέρων ενός γαλαξία παρουσιάζουν μικρές ή μεγάλες μεταβολές της λαμπρότητάς τους. Στις περισσότερες περιπτώσεις βέβαια πρόκειται για πολύ μικρού εύρους φαινόμενα που πολύ δύσκολα ο ερασιτέχνης αστρονόμος θα μπορέσει να καταγράψει και πάλι όμως ο αριθμός που απομένει είναι σημαντικός. Από αυτά τώρα μόνο ένα τμήμα έχει ήδη αναγνωριστεί και μελετηθεί, ενώ τα περισσότερα περιμένουν υπομονετικά να στρέψουμε την προσοχή μας πάνω τους. Θεωρείται μάλιστα πως το 1% των άστρων που υπάρχουν σε μιά εικόνα του ουρανού είναι άγνωστοι μεταβλητοί αστέρες. Το μόνο που μένει είναι να εφαρμοστεί κατάλληλη μεθοδολογία ώστε να εντοπιστούν και εφόσον κριθούν αξιόλογοι, να μελετηθούν όσο συστηματικά απαιτείται.

Τα τελευταία χρόνια μάλιστα, αρκετοί αστρονόμοι, ασχολούνται συστηματικά με αυτό που ονομάζεται data mining δηλ την επεξεργασία φωτογραφιών και δεδομένων που έχουν ήδη συλλεγεί ώστε να εντοπίσουν τους αστέρες που παρουσιάζουν διακυμάνσεις της λαμπρότητάς τους. Εκεί χρησιμοποιούνται στοιχεία από αυτοματοποιημένα συστήματα συλλογής φωτομετρικών δεδομένων όπως τα ROTSE, ASAS, KAIT κλπ
Η συστοιχία τηλεφακών του ROTSE
εφοδιασμένων με κάμερες Apogee.		 Οι εγκαταστάσεις του συστήματος ASAS-3

Με αυτό τον τρόπο η ανακάλύψη εκατοντάδων νέων μεταβλητών κάθε χρόνο, κυρίως λαμπρότερων του 12ου μεγέθους, είναι κάτι συνηθισμένο. Η ικανοποίηση όμως για τον ερασιτέχνη που βρίσκει ένα νέο μεταβλητό μέσα στις εικόνες του είναι ιδιαίτερη, γιατί είναι προιόν προσωπικής προσπάθειας και μόνο.

ΤΟ ΧΡΟΝΙΚΟ ΤΗΣ ΑΝΑΚΑΛΥΨΗΣ

Το καλοκαίρι του 2005 ο Γιάννης Ροζάκης, ένας από τους πολύ ικανούς ερασιτέχνες αστρονόμους της πατρίδας μας, είχε μεταφέρει τον εξοπλισμό του σε ένα ημιορεινό χωριό της Φθιώτιδας όπου παραθέριζε. Ένα Celestron 35 εκατοστών σε βάση Losmandy και μιά κάμερα SBIG ST-7 με φωτομετρικό φίλτρο V (550 nm) ήταν τα εργαλεία που χρησιμοποίησε για να συνδυάσει την ανάπαυση των διακοπών με την παρατήρηση. Κάποιο βράδυ του Αυγούστου αποφάσισε να καταγράψει τις μικρομεταβολές ενός παλλόμενου αστέρα τύπου δ-Scuti, του CC Andromedae, που βρίσκεται στις παρυφές του Μ31. Για το σκοπό αυτό, έκανε μια σειρά διαδοχικών λήψεων που συνολικά διήρκεσαν περί τις πέντε ώρες. Η επεξεργασία των εικόνων που έγινε το επόμενο πρωί, έδειξε πως ο στόχος του είχε επιτευχθεί με την δημιουργία μιάς πολύ λεπτομερούς καμπύλης φωτός που περιέγραφε τη δραστηριότητα του πολυ-περιοδικού αυτού άστρου.

Ο Γιάννης με τον εξοπλισμό του
κατά την πρώτη φάση εγκατάστασης
στην ταράτσα του σπιτιού του.

Δεν έμεινε όμως εκεί, αλλά θέλησε να ελέγξει τα υπόλοιπα άστρα του πεδίου για τη σταθερότητά τους. Όντας πολύ προσεκτικός και επιμελής παρατηρητής, διέκρινε για ένα από αυτά μιά αμυδρή υποψία μεταβολής. Με δεδομένη όμως την αμυδρότητα του εν λόγω αντικειμένου – 14.3 έναντι 9.3 του CC And - η πιθανότητα λανθασμένων συμπερασμάτων ήταν σημαντική, οπότε προχώρησε σε επανάληψη που όμως δε διαφώτισε τα πράγματα. Στο μεταξύ επικοινώνησε μαζί μου για να το συζητήσουμε και συμφωνήσαμε πως αξίζει να το ελέγξουμε μετά την επιστροφή μας στην Αθήνα.

Η εικόνα (σε αρνητικό) της περιοχής
του νέου μεταβλητού. Το λαμπρό αντικείμενο
πάνω-δεξιά είναι ο CC And.Οι αστέρες σημειωμένοι
ως Comp1, Comp2 & Comp3 χρησιμοποιήθηκαν ως
αστέρες συγκρίσεως και ελέγχου.
Ένα τμήμα από την καμπύλη φωτός του
CC Andromedae
Αυτή ήταν η πρώτη ένδειξη που έκανε το
Γιάννη να υποθέσει πως υπάρχει (πιθανώς)
κάποια μεταβολή. Κανονικά, η μέση τιμή όλων
των σημείων θα έπρεπε να είναι ευθεία και να μην
υπάρχει η προς τα κάτω τάση που φαίνεται στο
αριστερό μέρος του διαγράμματος.

Πράγματι, μετά την επάνοδό μας ξεκίνησαν οι προσπάθειες να διαπιστωθεί τι συμβαίνει με το αντικείμενο αυτό. Δυστυχώς μιά βλάβη στο τηλεσκόπιο του Γιάννη, λίγες μέρες μετά, άφησε μόνο όργανο έρευνας το δικό μου μικρό τηλεσκόπιο των 20 cm που δεν ήταν δυνατό να κάνει πολλά πράγματα σε τόσο αμυδρό αντικείμενο και μάλιστα μέσα στη φωτορύπανση της πόλης. Επιβεβαιώθηκαν όμως κάποια σημαντικά θέματα: επρόκειτο πράγματι για μεταβλητό άστρο, πιθανότατα εκλειπτικό και με περίοδο κάτι λιγώτερο από 12 ώρες. Το κυριώτερο όμως ήταν πως επρόκειτο για άγνωστο μεταβλητό, όπως έδειξε η έρευνα στη βάση δεδομένων SIMBAD. Καθώς είχε αρχίσει να φαίνεται για ολοένα και λιγώτερο χρονικό διάστημα (χρειάζονταν τουλάχιστον 5 ώρες για να συγκεντρώνεται επαρκές πλήθος δεδομένων), το αφήσαμε για τον επόμενο χρόνο. Όταν τον Αύγουστο του 2006 ο νέος μεταβλητός ήταν πάλι σε κατάλληλη θέση, ο Γιάννης είχε μεγάλο φόρτο εργασίας και δε μπορούσε να κάνει παρατήρηση. Ευτυχώς, στο μεταξύ είχα αποκτήσει το νέο τηλεσκόπιο των 30 cm, οπότε υπήρχαν πιθανότητες για κάτι καλύτερο. Έτσι, για το διάστημα από 26/8/06 έως 28/12/06 αφιερώθηκαν 17 νύχτες παρατήρησης με τρεις από αυτές να δίνουν τελικά κακής ποιότητος δεδομένα. Έγιναν λήψεις σε δύο φίλτρα, το V και το υπέρυθρο (στα 880nm) προσπαθώντας να υπάρχει όσο το δυνατόν καθαρότερη καταγραφή του χρόνου στον οποίο συνέβαιναν τα ελάχιστα που είναι καθοριστικά για την διαμόρφωση αξιόπιστου συμπεράσματος σχετικά με τις φυσικές ιδιότητες του ζεύγους. Για το σκοπό αυτό, σε δύο νύχτες χρησιμοποιήθηκε καθαρό φίλτρο αφού τα φωτομετρικά αποκόπτουν σημαντικό μέρος της ακτινοβολίας. Όταν ολοκληρώθηκε η περίοδος συλλογής δεδομένων, ξεκίνησε η προσπάθεια ανάλυσης και αξιοποίησής τους.

Καμπύλη φωτός της 29ης Σεπτεμβρίου 2006

Το κύριο πρόβλημα που υπήρχε ήταν η διασπορά των σημείων στις καμπύλες φωτός, όπως φαίνεται και παραπάνω. Αυτό οφείλεται στην αμυδρότητα του άστρου σε συνδυασμό με την τοποθεσία παρατηρήσεων. Αν είχαμε στη διάθεσή μας τηλεσκόπιο 50-60 cm, τα αποτελέσματα θα ήταν πιό εμφανίσιμα αλλά κυρίως θα επέτρεπαν την ταχύτερη και ασφαλέστερη εξαγωγή συμπερασμάτων. Πρέπει όμως να εργαζόμαστε με ότι έχουμε στη διάθεσή μας και αυτός είναι ο λόγος της εκτεταμένης συλλογής στοιχείων. Η ανάλυση που έγινε το χειμώνα του 2007 έδειξε πως πρόκειται για εκλειπτικό μεταβλητό, σύστημα επαφής του τύπου W UMa, ένα ζεύγος δηλαδή σχετικά ψυχρών νάνων αστέρων που περιστρέφονται γύρω από το κέντρο μάζας τους με τα πρωτεύοντα ελάχιστα να συμβαίνουν όταν το μικρότερο μέλος υφίσταται έκλειψη. Αποφασίσαμε πως αφού μάλλον πρόκειται για την πρώτη ανακάλυψη νέου μεταβλητού στη χώρα μας από την εποχή του Ιουλίου Σμιτ όταν ήταν διευθυντής του Εθνικού Αστεροσκοπείου στα μέσα του 19ου αιώνα και σίγουρα η πρώτη που έγινε από ερασιτέχνη, θα άξιζε να προετοιμαστεί μιά αξιοπρεπής δημοσίευση και όχι απλή αναγγελία και για το σκοπό αυτό επιλέχθηκε το Peremennye Zvezdy (=Μεταβλητοί Αστέρες στα ρώσικα). Το είχε ιδρύσει το 1959 ο Kukarkin, μέγας Ρώσος αστρονόμος γνωστός επίσης για τις εργασίες που είχε κάνει για τους αστρικούς πληθυσμούς μαζί με τον Parenago. Το περιοδικό αυτό μετά από μιά περίοδο αδράνειας, επαναδραστηριοποιήθηκε στα τέλη του 2004 με σκοπό να αποσυμφορήσει το IBVS από δημοσιεύσεις σχετικά με ανακαλύψεις νέων μεταβλητών. Το επόμενο πρόβλημα λοιπόν που προέκυψε ήταν η ανάγκη για εκμάθηση LaTex. Όλα τα επιστημονικά περιοδικά δέχονται εργασίες αποκλειστικά γραμμένες σ’αυτό το μίγμα γλώσσας προγραμματισμού και επεξεργαστή κειμένου και υπάρχουν πρακτικοί λόγοι γι αυτή την προτίμηση. Επίσης έπρεπε να ακολουθηθεί συγκεκριμένος τρόπος διατύπωσης και σύνταξης του γραπτού λόγου, της μορφής των συνοδευτικών εικόνων, θέματα συνήθη για τους επιστήμονες αλλά άγνωστα για εμάς. Εδώ μας βοήθησαν οι φίλοι μας: ο Μανώλης Ζούλιας και ο Patrick Wils, ένας Βέλγος φίλος, είχαν την καλωσύνη και προθυμία να δώσουν συμβουλές και πληροφορίες. Ζήτησα ακόμη τη συνδρομή του Σωτήρη Τσαντίλα, επί διδακτορικώ φοιτητή της κας Λιβανίου στον τομέα των εκλειπτικών άστρων. Μας βοήθησε στον ακριβέστερο υπολογισμό της εφημερίδας του υπό εξέταση άστρου, ενώ η κα Λιβανίου ήταν ο πρώτος κριτής της εργασίας στο σύνολό της.

ΟΙ ΤΕΛΕΥΤΑΙΕΣ ΠΙΝΕΛΙΕΣ

Μέχρις ότου ολοκληρωθούν οι επιμέρους εργασίες και γίνουν έλεγχοι επί ελέγχων για να μηδενιστεί, αν ήταν δυνατό, η πιθανότητα κάποιου λάθους, έφτασε το τέλος του καλοκαιριού του 2007. Αφού λοιπόν το αστέρι του Γιάννη, όπως το λέμε –όσο κι αν ο ίδιος από σεμνότητα δεν το δέχεται- ήταν για μιά ακόμη φορά σε κατάλληλη θέση κρίθηκε σκόπιμο να γίνουν επιπλέον παρατηρήσεις με δύο στόχους: να υπολογιστεί με ακόμη μεγαλύτερη ακρίβεια η περίοδος του ζεύγους και να εξαχθεί δείκτης χρώματος (αν κάποια νύκτα ήταν πολύ καλής ποιότητας). Αυτή η νύχτα ήταν της 16ης Οκτωβρίου 2007, οπότε λήφθηκαν δεδομένα τόσο από την περιοχή του μεταβλητού, όσο και από δύο πεδία Landolt (περιοχές που έχουν φωτομετρηθεί από τον Landolt με ιδιαίτερη ακρίβεια και χρησιμοποιούνται για να υπολογιστούν συντελεστές απορρόφησης και μετασχηματισμών σε πραγματικές τιμές μεγεθών λαμπρότητας). Έτσι έγινε δυνατό να υπολογιστεί το πραγματικό φαινόμενο μέγεθος του άστρου αλλά και η τιμή του δείκτη χρώματος B-V.

Η πλήρης καμπύλη μεταβολής του μεταβλητού με
σύνθεση επιμέρους παρατηρήσεων και αναγωγή
τους σε μία τροχιακή περίοδο.

Φίλτρο: Ic

Με δεδομένο πως η ανάλυση δεν μπορούσε να προχωρήσει περαιτέρω, αφού δεν υπάρχουν φασματοσκοπικά δεδομένα γι αυτό το άστρο, ώστε να βγει μοντέλο φυσικών χαρακτηριστικών, τα τελευταία αποτελέσματα ενσωματώθηκαν στην εργασία και στα μέσα Νοεμβρίου 2007 υποβλήθηκε για έλεγχο.

ΤΟ ΤΕΛΟΣ ΤΗΣ ΙΣΤΟΡΙΑΣ

Τον Φεβρουάριο του 2008 ξεκίνησε η διαδικασία ελέγχου με ανταλλαγή πλήθους μηνυμάτων με τον referee-όπως ονομάζεται, που είχε αναλάβει την εργασία μας και αφορούσαν σε διευκρινήσεις για τη μεθοδολογία που ακολουθήθηκε, προτάσεις για διόρθωση σε κάποια σημεία που έκρινε σκόπιμο κλπ. Στο τέλος, το paper κρίθηκε επαρκές για να δημοσιευθεί και μάλιστα στο main Journal αφού προήλθε από πρωτογενή συλλογή φωτομετρικών δεδομένων και όχι από data mining. Αναρτήθηκε στις 21 Φεβρουαρίου και μπορεί να βρεθεί εδώ.

ΤΙ ΜΑΘΑΜΕ;

Όλες οι φάσεις και στάδια που πέρασε η διαδικασία αυτή είχαν κάτι σημαντικό να δώσουν και να διδάξουν. Πρώτα απ’ όλα, την ανάγκη για ειλικρινή συνεργασία ανάμεσα σε ερασιτέχνες και όχι μόνο. Τίποτα δεν θα είχε ξεκινήσει αν ο Γιάννης Ροζάκης δεν ήταν τόσο εργατικός και προσεκτικός και καμμία παρατήρηση δεν θα είχε αξιοποιηθεί σωστά αν αρκετοί άνθρωποι, δεν ήταν πρόθυμοι να ασχοληθούν και να βοηθήσουν χωρίς αντάλλαγμα. Η επαφή με τις διαδικασίες ελέγχου της εργασίας μας έμαθε το πόσο αυστηρή και λεπτομερής είναι η εξέταση πριν κάτι δημοσιευθεί και αποτελέσει πια στοιχείο της βιβλιογραφίας. Μάθαμε τη μεθοδολογία της ανάλυσης δεδομένων ώστε να εξαχθούν τα συμπεράσματα που κρύβονται μέσα σε μυριάδες bits ψηφιακών εικόνων. Δεν το είχαμε ξανακάνει και δεν είχαμε διδαχθεί κάτι σχετικό, άρα το όλο εγχείρημα είναι εφικτό από οιονδήποτε!

Μπορεί να χαρήκαμε για την αποδοχή της εργασίας μας, ήταν όμως φυσικό επακόλουθο μιάς σειράς ενεργειών που έγιναν με τον ορθό τρόπο. Το σημαντικότερο ήταν η παρατήρηση: Τίποτα δε συγκρίνεται με τα συναισθήματα που ένιωσε ο Γιάννης όταν πρωτοαντίκρυσε το αποτύπωμα της μεταβολής και τίποτα δεν συγκρίνεται με το συναίσθημα της παρατήρησης και καταγραφής μιάς δραστηριότητας που κανείς άλλος στον κόσμο δεν είχε το προνόμιο να βλέπει αλλά και με τη νέα γνώση που προέκυπτε μετά από κάθε επιτυχημένη νύχτα παρατήρησης.

Με λίγα λόγια: μάθαμε πολλά και περάσαμε όμορφα!

Για την ιστορία: ο GSC 2805:766 – γιατί περί αυτού πρόκειται, είναι ένα ζεύγος άστρων με φαινόμενο μέγεθος 14.4 περίπου (αφού μεταβάλλεται συνεχώς) με δείκτη χρώματος Β-V= 0.51 ± 0.06, που η λαμπρότητά του παρουσιάζει διακύμανση 0.3 mag στο V και 0.35 mag στο Ιc και που τα δύο σώματα περιστρέφονται με περίοδο 11 ώρες, 35 λεπτά και 9.6 δευτερόλεπτα, τιμή που υπολογίστηκε με πιθανό σφάλμα 12 περίπου δευτερολέπτων.

Τέλος, οφείλω ευχαριστίες προς δύο ανθρώπους που μας ενέπνευσαν την αγάπη για τους μεταβλητούς από τον καιρό ακόμα του αλήστου μνήμης Ομίλου Ελλήνων Ερασιτεχνών Αστρονόμων: το Νίκο Ματσόπουλο και τον Δρ Πέτρο Ροβίθη.

Στέλιος Κλειδής
(30-Μαρτίου 2008)