Photometrie der Mofi auf La Palma 15/16.5.2022

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Der Oppositionseffekt (auch Seeliger-Effekt) ist eine optische Erscheinung in Form einer scheinbaren Aufhellung von Oberflächen am Gegenpunkt einer Lichtquelle. Befindet sich zum Beispiel die Sonne im Rücken eines Beobachters, kann der Effekt als vergleichsweise heller Bereich um den Gegensonnenpunkt am Boden beobachtet werden.

Auch in der Astronomie spielt der Effekt eine Rolle. Himmelskörper, die keine Atmosphäre besitzen, erscheinen deutlich heller, wenn sie sich vom Beobachter aus genau in Opposition zur Sonne befinden. Der Vollmond beispielsweise ist nicht doppelt, sondern mehr als zehnmal so hell wie der Halbmond – zur doppelt so großen beleuchteten Fläche kommt noch die in der Vollmondphase durch den Oppositionseffekt erhöhte Flächenhelligkeit des Mondes. Der Effekt wurde erstmals von Tom Gehrels im Jahr 1956 an einem Asteroiden beobachtet. Auch bei den Ringen des Saturn konnte er nachgewiesen werden.


Mondhelligkeit bei gleichen Aufnahmedaten am Vollmond-Tag und 2 Tage danach.

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Beim Nachweis des Oppositionseffektes des Mondes hat man die Schwierigkeit das der Mond im Gegenpunkt der Lichtquelle im Erdschatten steht. Die maximale Flächenhelligkeit die der Mond erreichen kann, ist also kurz vor einer Mondfinsternis. ....Doch wann ist das genau?....
In der Literatur finden sich Angaben nachdem der Mond im Halbschatten der Erde über den Oppositionseffekt zunächst heller wird und sich erst später abschwächt.
Stimmt das? und lässt sich das nachweisen??

Bei Messungen der Mondhelligkeit hat man das generelle Problem das es am Himmel kein geeignetes Vergleichsobjekt gibt. Genaue Werte kann man nur erhalten, indem man 2 Objekte unter sonst gleichen Bedingungen gegeneinander misst. Die Helligkeit des Mondes während einer Mondfinsternis unterliegt nicht nur dem Einfluss des Erdschattens und des Oppositionseffektes sondern auch der wechselnden Transmission der Erdatmosphäre beim sich ändernden Horizontabstand. Es bestand die Hoffnung, dass die konstanten Bedingungen auf dem Roque de los Muchachos den Einfluss der wechselnden Transmission weitgehend eliminieren und die gemessen Absolutwerte der Realität entsprechen.

Für die Photometrie wurde ein Fisheyeobjektiv eingesetzt um einen weiten Bahnbogen zu erhalten. Tatsächlich zeigte die Helligkeit des Mondes im Laufe der Nacht eine Zunahme - aber neben dem Einfluss der Transmission, des Erdschattens und des Oppositionseffektes gibt es auch noch den Einfluss der verwendeten Optik.


Am Rand hat das Fisheye andere optische Eigenschaften als im Zentrum. Um dies zu kompensieren sollte in der Folgenacht eine Sternstrichspur zum Vergleich aufgenommen werden. Leider waren die Ungenauigkeiten der Methode so groß, das kein brauchbares Resultat zustande kam.


Parallel gab es jedoch Mond-Fotos mit einem 72/400mm Refraktor bei konstanter Belichtungszeit im RAW-Modus. Die Aufnahmen entstanden unregelmäßig und waren für die Photometrie zunächst nicht vorgesehen. Sie retteten unerwartet das Projekt.



Die Kurve hat über die Nacht nur 6 Stützpunkte aber es läßt sich doch etwas ableiten.

Bis 24 Minuten vor dem Beginn der Halbschattenfinsternis steigt die Helligkeit permanent an. Nur 3 Minuten nach dem Beginn der Halbschattenfinsternis ist die Helligkeit schon etwas gesunken!


Die These nach der die Mondhelligkeit im Halbschatten noch ansteigt, ließ sich nicht belegen! Bei zukünftigen Messungen ist es interessant, den Bereich wenige Minuten vor und nach Beginn der Halbschattenfinsternis genauer zu untersuchen. Der nur noch kurze Überwachungszeitraum begünstigt gleichmäßige Randbedingungen.



Ein weiteres Ziel der Photometrie war es die Minimalhelligkeit des Mondes während der Totalität zu bestimmen. Dies ist eine Weiterführung eines Projektes das 2018 in Namibia begann und 2019 in Südtirol fortgeführt wurde. Infos gibt es hier und hier.

Auf LaPalma wurde das Helligkeitsminimum gegen Arktur gemessen. Der Wert ist aber sehr ungenau. Arktur war weit entfernt und das Fisheye ist am Rand für die Photometrie schlecht geeignet. Die Messwerte streuen recht stark.


Im Mittel ergibt sich eine Helligkeit um -1,8 mag. Die Helligkeit war also 2022 ungewöhnlich dunkel. Es ergibt sich eine Messreihe von:
2018 -3,0mag in Namibia
2019 -2,2mag in Südtirol
2022 -1,8mag auf LaPalma

Aus den Fotos die für die Messung verwendet wurden, kann man eine reizvolle Strichspuraufnahme zusammensetzen. Beim Fisheye-Foto zieht die Rotation der Erde den Kernschatten auseinander.


Die Aufnahmen am Teleskop wurden sternzentriert und auf den maximalen Pixelwert abgesucht. So ergibt sich ein Bild des Helligkeitsverlaufes im Erdschatten.

Der Helligkeitsverlauf im Erdschatten scheint nicht gleichmäßig zu sein. Hier könnten aber auch wechselnde Belichtungszeiten einen Einfluss gehabt haben.

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