Photometrie
der Mofi auf La Palma 15/16.5.2022
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.
´
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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