Forum der Vereinigung der Sternfreunde

Hallo,

gestern Abend konnte ich endlich wieder den Dados nutzen. Obwohl immer wieder Wolken durchzogen und mit dem Mondaufgang es dann immer bewölkter wurde, konnte ich einige Spektren mit dem Dados gewinnen. Eigentlich wollte ich meinem Sohn nur einmal zeigen, wie sich das Spektrum von Prokyon von dem des Planeten Jupiter unterscheidet. Und dabei kam ich, als ich den Jupiter im Guider-Bildfeld sah, auf eine Idee: Dicht neben Jupiter standen die zwei Monde Io und Kallisto. Wie sehen wohl deren Spektren aus?

Hier nun die Spektren - Zuerst Jupiter. Wie erwartet sieht man neben den Sonnenlichtbeiträgen die Methan / CH4 Banden im Bereich von 6199 A und 7279 A.
Eine weitere liegt dicht am rechten Rand.




Das Spektrum setzt sich auf 5 * 120sec Aufnahmen zusammen, in MaximDL gestackt und dann mit dem BASS Project Programm bearbeitet. Als Kamera habe ich eine SBIG ST8300 am Dados benutzt. Jupiter habe ich auf dem 25mu Spalt nachgeführt. Der Dados war ein meinem 14" Hypergraphen montiert, die Brennweite betrug 3000mm. Die beiden Spektren der Jupitermonde sind mit 300sec aufgenommen worden, hier habe ich 5 * 300s (Io) und 3 * 300s (Kallisto) Aufnahmen gemittelt.


Hier nun die Spektren der beiden Jupitermonde. Zum besseren Vergleich habe ich beide Profile in einer Grafik dargestellt.




Das Spektrum von Kallisto ist stärker verrauscht, da die Nachführung des Mondes "auf den Spalt" hier problematischer war - wg. Wolken und eines zunehmenden Windes führte dies zu einer geringeren Intensität.

Trotz der bescheidenden Datenqualität würde ich folgern wollen, dass die CH4-Banden bei Kallisto weniger stark ausgeprägt sind. Das erscheint auch verständlich, da Kallisto eine Eisoberfläche besitzt - im Gegensatz zu Jupiter.

Interessanterweise sieht man bei Io die CH4 Banden deutlicher. Hier bin ich nicht sicher, ob dieser Beitrag ggf. durch Streulicht von Jupiter verursacht wird - das erscheint wahrscheinlich, denn Io besitzt eine Gesteinsoberfläche.


Hier noch zum Vergleich alle drei Spektren in einem Diagramm:




Ich hoffe, die Spektren sind trotz der geringen Auflösung von gewissem Interesse. Sinnvoller wäre es natürlich mit höheren Auflösungen die Monde eingehender zu untersuchen.

Schöne Grüsse,
Michael

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Hallo Michael!

Wirklich interessant!

Die eigentliche Leistung hier ist, auf die Idee zu kommen, sowas zu untersuchen! Was ist das Untersuchungszie? Was mir auffällt ist das offensichtlich geringe S/N des Iupiterspektrums trotz der geringen Dispersion und der geringen Auflösung und des doch recht großen Fenrohres. Passen denn die Öffnungszahlen von diesem Dados und des Teleskops zusammen? Ich weiß nicht, welche Öffnungszahl der Dados hat! Aber egal......: ich werde mir erlauben, diese Idee aufzugreifen und sobald ich die Möglichkeit habe, entsprechende Echellespektren zu fertigen.....allerdings komme ich damit weder soweit ins Blaue als auch nicht ins Rote, nicht zuletzt wegen des zu großen Farblängsfehlers des Kameraobjektives

hG
Berthold

Hallo Berthold,

ja, die Öffnungszahl von f/8.9 passt gut zum Dados. Das schlechte S/N ist den schlechten Bedingungen geschuldet.

Ich habe gestern einmal im Internet gesucht, was sich zur spektroskopischen Untersuchung von Jupitermonden finden lässt. Was ich gefunden habe, sind Artikel von professionellen Astronomen, meist im IR, um die Mondatmosphären zu untersuchen. Aber irgendwie scheinen die hellen Monde von Jupiter und Saturn bislang nicht auf den Beobachtungslisten von Amateuren gestanden zu haben.

Bei beiden Gasplaneten zeigen sich die CH4-Banden in prominenter Form, so dass man ein erstes Projekt so definieren könnte, dass man diese Banden bei den Monden sucht. Da man aufgrund der Helligkeit der Monde nicht lange belichten muss, kann man - so dass Wetter mitspielt - in einer Nacht mehrere Monde spektrometrieren und man kann dann aufgrund der ähnlichen Bedingungen auch quantitative Analysen anstellen - wie unterscheidet sich bsp. die Äquivalentbreiten?

Da die CH4-Absorptionslinie recht breit ist, genügt eine geringe Dispersion, ich würde sogar vermuten, dass man mit einer Staranalyser hier etwas sehen müsste. Vielleicht wäre die Monduntersuchung ja etwas für ein Schulprojekt.

Noch ein Hinweis - Es gibt auch Methanbanden im Grünen, diese solltest du auch sehen können. Das CH4-Molekül produziert als sphärischer Rotator (mit gleichen Trägheitsmomenten in den drei Achsen) eine Reihe von tiefen Absorptionslinien (nur als Hinweis - CH4 rotiert und schwingt ebenfalls).

Zum direkten Vergleich kann man ein Tageslichtspektrum oder ein Spektrum des Erdmondes heranziehen - Subtrahiert man diese Spektren, quasi als Referenz, vom Jupitermondspektrum, so bleiben die Banden übrig.

Schöne Grüsse,
MIchael

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Noch ein Nachtrag - ich habe hier im Forum nun auch den Beitrag von Torsten zu Saturn / Titan gefunden... (Sorry, mein Fehler..)
http://spektroskopieforum.vdsastro.de/v ... php?t=3623

Dort zeigen sich bei Titan auch die CH4-Banden. Titan ist ein Eismond und hat eine Atmosphäre aus Stickstoff und CHs, und Methanhydrat.

Schöne Grüsse,
Michael

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Hallo Michael

gestern Abend war es plötzlich klar geworden. Zunächst nahm ich einige Spektren von epsilon persei auf im Rahmen der Britestarcampagne.... Dann kamen Wolken aber nach einiger Zeit klarte es aber anhaltend auf.

Iupiter gibt nach 120 sec um knapp 50.000 ADU's , variiert natürlich über die Ordnungen, dann habe ich Jo aufgenommen, das ist dann schon schwieriger......nach 600sec rund 9000 ADU.

Zu mehr war ich zu müde.......und jetzt ist halt wieder schlechtes Wetter.

Sobald ich die 1D Spektren habe, zeige ich die Dir.

herzlicher Gruss
Berthold

Hallo Michael,

erwartungsgemäss kommt mein echelle nicht nicht bis 7200 oder sowas.....Lediglich CH4 bei 6199 (ich habe allerdings 6191!!) kann ich erreichen. Mir ist die erhebliche Wellenlängendifferenz unklar.
Zum Beweis der Kallibriergenauigkeit habe ich h_alpha noch dazugelegt. Die Jo spektren muss ich noch reduzieren, sind aber vermutlich ziemlich dürftig.

Falls Du an dem full_echellespektrum interessiert sein solltest, kannst Du das ja bitte sagen.

HG
Berthold

Hallo Michael

Wie identifizierst Du die Spektrallinien und beschriftest Du die? Machst Du das mit "bass"? Ich komme mit der Betriebsanleitung von dem bassproject schlecht klar....

herzlicher Gruss
Berthold

Hallo Michael,

ich habe jetzt auch die jo-spektren reduziert, die sind ziemlich gleich wie die Iupiterspektren. Beim Overplot jedoch ergibt sich ein shift von fast einem Angström. Ich weiss nicht, ob ich was falsch gemacht habe oder ob das durch die RV von jo relativ zu Iupiter bedingt ist. Ich habe jetzt die Dopplerformel nicht im Kopf, um zu überprüfen, ob das grössenordnungsmäßig hinkommen könnte.

Wie machst Du das mit dem Zuordnen der Elemente zu den gefundenen Linien?

hG
berthold

Hallo Berthold,

das sieht klasse aus - danke für die Spektren. Aus der Wellenlängendifferenz errechne ich mit DeltaLambda/Lambda * c = 33 km/s.

Die Interpretation ist nicht einfach, man muss auch das Erde/Jupiter-System betrachten, bevor man damit auf die Io-Umlaufsgeschwindigkeit schließen kann, ich würde aber sagen, dass die Größenordnung stimmt.

Ich bin mit BASS ganz gut zurecht gekommen - ich hatte am PC kein Midas zur Verfügung, das wollte ich einmal BASS testen, da ich mit VSpec so meine Probleme hat. Mein erster Eindruck ist positiv (ist aber auch Geschmackssache) und das Programm ist stabiler. Und - man kann dort die Linien-Referenzen schön auswählen - was ich gemacht habe - diese werden dann mit dargestellt, so man dies möchte.

Da es bei den Jupitermond-Spektren ja um reflektiertes Sonnenlicht geht, nutze ich ein Sonnenspektrum als Referenz. Dies kann man neben der Linienidentifikation auf zur Bestimmung des Nullpunkts bzgl. der Geschwindigkeiten im Erde/Jupiter-System benutzen - so würde ich es annehmen. Aber hier im Forum gibt es sicherlich Leser, die mehr dazu sagen können.

Schöne Grüsse,
Michael

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Noch ein Nachtrag ...

Hier hat Lothar schon einmal das Thema angesprochen ...
http://spektroskopieforum.vdsastro.de/v ... f=1&t=4173

und der Link von Robin führte zu ...
http://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi

Die max. Bahngeschwindigkeit von Io liegt im Bereich von 33 km/s. Ich muss diese Tabellendaten aber noch einmal genauer anschauen.

Schöne Grüsse,
Michael

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Und noch ein Nachtrag ...

hier die Daten zu den Jupitermonden (ohne Gewähr), bezogen auf den Jupiter gemittelte Werte.

Mond Durchm.(km) Mittl.Bahnrad.(km) Umlauf(Tage) Mittl.Bahngeschw. (km/s)
Io 3.643 421.600 1,76 17,4
Europa 3.121 670.900 3,55 13,7
Ganymed 5.268 1.070.600 7,16 10,9
Kallisto 4.820 1.883.000 16,69 8,2


Schöne Grüsse,
Michael

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Hallo Michael,

danke für Deine Antwort.

Ich meine, dass ich im Augenblick der Messung ja nur die die vorhandene RV von Jo auf die Erde zu erhalten kann.

Vom Prinzip ist vspec nach wie vor sehr wackelig.

Was heisst bitte,"man kann da Linienreferenzen sehr schön auswählen" ...wie geht das denn bitte? Die Anleitung zu dem Programm ist für mich schwer verstehbar. Und "intuitiv geht das ( bei mir!) nicht.

Selbst wenn man davon ausgeht, dass die Iupitermondbahnen kreisförmig sind, wird die RV der Monde kaum dazu benutzbar sein , deren Umlaufgeschwindigkeit um Iupiter zu berechnen. Es kommt ja auch der Effekt dazu , wie schnell und in welche Richtung sich das Iupitersystem auf uns zu bewegt. Wenn die Monde in Sichtlinie stehen, dann habe ich nur die RV zwischen Iupiter und Erde.

beste Grüsse
berthold

Hallo Berthold,

bei Programm BASS Project gibt es das Untermenü "Calibration Reference Line". Wählst du dies aus, kannst du im Fenster dann bei "Select element filter" bsp. H oder O auswählen, und in der Listbox bei "Enter wavelength.." steht dann die Wellenlänge. Klickst du dort eine an, so wird diese der Linie, die die ausgewählt hast zugeordnet.
Ich finde das einfacher als VSpec - aber, wie gesagt, das sieht jeder anders

Und zu den Io-Erde Geschwindigkeiten findest du bei Robins Link ... http://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi die Möglichkeit, die Geschwindigkeiten berechnen zu lassen. Diese stehen ganz rechts in der Tabelle bei "deldot" in km/s.

Schöne Grüsse,
Michael

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Hallo Michael,

hast Du mal versucht die Emission in Na bei Io zu erkennen?


Beste Gruesse,
Daniel

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Daniel P. Sablowski

https://www.kunstmann.de/buch/axel_hack ... 42000/t-2/
https://dpsablowski.wordpress.com
https://github.com/DPSablowski
https://www.aip.de/mitglieder/dsablowski/

Hallo,

im Bereich der Natriumlinien von Jo sehe ich keine Emissionen!

berthold

Hallo Berthold,

na bei niedriger Auflösung sieht man das auch nicht direkt. Die blauseitige Na-Linie sieht allerdings etwas auffällig aus.

Guck mal hier:
http://www.astrosurf.com/buil/io_sodium/obs.htm

Gruesse aus Arizona,
Daniel

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hallo Daniel,

na gut, die haben genau den gleichen Spektrographen eingesetzt wie ich es hatte, hatten halt ein doppelt so grosses Fernrohr, was mit dem Auflösungsvermögen der Spektren ja auch nichts zu tun hat. Der echelle von shelyak hat sicher ein bedeutend höheres R als dieser Dados.....nur weil Du Michael gefragt hattest, der ja diesen Spektrographen zur Zeit einsetzt.

hG
Berthold

Hallo Berthold,

es war ja nicht auf den Echelle bezogen. Das Thema hier trägt den Title: "Dados - Jupiter, Io und Kallisto"
Also kann man mal was zu Io fragen...

BG,
Daniel

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Ich habe das jetzt so verstanden, dass sich diese Emissionen erst dann zeigen, wenn man die Spektren von Jo und Kallisto vergleicht, also wohl durcheinander dividiert (?)

berthold

Hallo Berthold,

EWs messen sollte auch gehen. Es ist ja nur reflektiertes Sonnenlicht und Kallisto scheint das in dem Wellenlängenbereich nicht zu manipulieren, so wie es Io durch die Emission aus seiner aktiven Oberfläche tut. Daher zeigt die Division dann natürlich den Unterschied.

Das ist ein äusserst interessantes Vorgehen da. Io schließt quasi das Magnetfeld von Jupiter "kurz" und erzeugt einen Plasma-Torus durch seine Aktivität. Das bringt auch geladene Teilchen von Io in das Magnetfeld und erzeugt sehr starke Ströme.

http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0209070.pdf

LG,
Daniel

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Hallo,

nachdem mein peinlicher Fauxpas im letzten Beitrag durch den Hinweise eines aufmerksamen Lesers korrigiert werden konnte, hier ein Screenshot einer Rohaufnahme von Io um die NaD Linien mit PEPSI. Bei R~120k wird die Emission sehr gut sichtbar.

@GG: Danke für den Hinweis!

LG,
DS

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Hallo Daniel, hallo Berthold,

eben lese ich eure Diskussions-Beiträge - sehr interessant.

Mir war aufgefallen, in meiner sehr einfachen Analyse, hier passt "quick&dirty" , dass Io aus dem Rahmen fällt. Ich kannte diesen Magnetfeld/Ströme-Kurzschluss nicht - daher Danke für den Hinweis!
Mit den Na-Emissionslinien im dividierten Spektrum sieht man auch, dass jede Auflösung ihre Besonderheiten hat und Raum für "Entdeckung" bietet.

Wobei das in erster Linie damit zu tun hat, dass ich mich besser in Extragalaktik auskenne, das Planetensystem ist mir spektroskopisch (noch) fremd.

Schöne Grüsse,
Michael

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Hallo Michael,

also begriffen habe ich das noch immer nicht.....ich habe jetzt noch ein Spektrum von Kallisto vor ein paar Tagen aufgenommen, aber es war nicht richtig klar, vermutlich taugen die Spektren nichts, habe die aber noch nicht reduziert. Beim Buil sieht man weder im Jo noch im Kallistospektrum "Emissionslinien" im Bereich der Na Linien. Die EW ist bei Jo etwas größer als bei Kallisto. Eine Division von Jo durch Kallisto ergibt natürlich einen Wert >1. ... ..und das soll dann als Emissinsnachweis gelten.......hm, schwer für mich zu verstehen......dass man mit Riesenfernrohren bzw. Spektrographen da zu anderen Einsichten und Andichten kommt, ist natürlich weniger verwunderlich, hilft mir aber eher weniger.

Vermutlich habe ich das eben gar nicht verstanden......

herzlicher Gruss
Berthold

Hallo Michael,

also begriffen habe ich das noch immer nicht.....ich habe jetzt noch ein Spektrum von Kallisto vor ein paar Tagen aufgenommen, aber es war nicht richtig klar, vermutlich taugen die Spektren nichts, habe die aber noch nicht reduziert. Beim Buil sieht man weder im Jo noch im Kallistospektrum "Emissionslinien" im Bereich der Na Linien. Die EW ist bei Jo etwas größer als bei Kallisto. Eine Division von Jo durch Kallisto ergibt natürlich einen Wert >1. ... ..und das soll dann als Emissinsnachweis gelten.......hm, schwer für mich zu verstehen......dass man mit Riesenfernrohren bzw. Spektrographen da zu anderen Einsichten und Andichten kommt, ist natürlich weniger verwunderlich, hilft mir aber eher weniger.

Vermutlich habe ich das eben gar nicht verstanden......

herzlicher Gruss
Berthold

Hallo Berthold,

vielleicht hilft Dir das weiter:
http://www.astrosurf.com/buil/forum/poster_io.png
Die Na-Emission ist bedeutend besser sichtbar in der Umgebung von Io, wenn sie nicht durch das reflektierte Sonnenlicht direkt von Io überstrahlt wird. Offenbar wird die Na-Wolke in einem grossen Bereich um Io vom Plasma angeregt.

Gruss, Martin

Hallo Berthold,
aber warum denn zu "anderen Ansichten". Man sieht es halt auf Grund der Auflösung einfach deutlicher. Die Stärke der Emission verändert sich. Vermutlich je nachdem wie man auf den Io bzw. den Torus guckt...

LG,
Daniel

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Danke Martin,

der Groschen ist bei mir noch immer nicht gefallen......Die Bilder mit den 3 Spaltpositionen helfen mir leider nicht, denn keine der Spaltpositionen liegt genau auf Jo und dem Mond darunter, zwei Positionen sind weit weg von den Monden. Ich dachte, man bekommt nur ein Spektrum, wenn der Spalt genau auf dem zu untersuchenden Objekt positioniert ist.

Ist es vielleicht so, dass durch die Division des Jo Spektrums mit einem anderen Spektrum eines Mondes von Jupiter alle vom Sonnenlicht erzeugten Linien auf eins gesetzt werden und somit dann diese ( sehr schwachen! ) Na - Linien erst sichtbar werden?

Gruß
Berthold

Hallo Berthold,

deine Skepsis gegenüber diesem Verfahren teile ich auch.

Mit unseren Volksspektrographen können wir die Natriumabsorption nicht von der Natriumemission trennen. Wir sehen nur die Summe aus beidem. Und da die Emission schwächer ist als die Absorption bleibt als Summe immer noch eine Absorption übrig, wenn auch etwas weniger als ohne die Emission. Jetzt teilt man offenbar die Natriumabsorptionslinie von Io durch die von Kallisto und erhält dann nicht 1, sondern >1 im Bereich der Natriumlinien.

Da man schon weiß, dass es die Emission gibt, kann man das Ergebnis als Nachweis der Emission anbieten . Dass die übrigen Frauenhoferlinien bei der Division fast komplett verschwinden ist allerdings ein gutes Argument für die Gültigkeit dieser Rechnung.

günter

_________________
Im längsten Frieden spricht der Mensch nicht so viel Unsinn und Unwahrheit als im kürzesten Kriege. (Jean Paul)

Hallo Berthold,
wenn Io eine radiale Relativgeschwindigkeit zu seiner Lichtquelle, sei es Sonne oder Jupiter hat, ergibt das eine zusätzliche Dopplerverschiebung, die zur Radialgeschwindigkeit zwische Io und Beobachter hinzukommt.
Viele Grüße
Christian

Hallo Kollegen,

siehe zu diesem Thema auch die Diskussion im ARAS Forum:
http://www.spectro-aras.com/forum/viewt ... 438&p=6605

Berthold,
was im Na-Licht leuchtet (Emission) ist eine grosse Wolke um Io herum, deshalb siehst Du sie besonders gut, wenn du den Spalt neben Io stellst, weil dadurch die Emission nicht vom Reflexionsspektrum von Io überstrahlt wird. Dies ist besonders bei niederer Auflösung wichtig.

Gruss, Martin

Hallo Berthold et al.

die weit reichende Natrium-Emission bei Io ist auf dem verlinkten Poster gut zu sehen.

Man sieht auch die Emission ganz klar - anhand der Emissionslinie im Spektrum.

Hier verstehe ich Bertholds Anmerkung - die sich darauf bezog, dass die "Emission" als Peak im Verhältnis zweier Spektrum sichtbar wurde. Man könnte sich auch den Fall denken, dass beim Dividieren von zwei Emissionslinien das Verhältnis genau 1 ergibt und man keine "Emission" sieht.

Schöne Grüsse,
Michael

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Hallo Michael, kannst Du bitte die Stelle etwas genauer beschreiben, an der man die Na-Emissionen sehen soll?
Viele Grüße
Christian

Hallo,

also, ich habe das jetzt mal versucht, ein Jo Spektrum durch ein Kallistospektrum zu dividieren, wobei ich mich frage, ob sowas wirklich zulässig ist. Ich zeige mal mein Ergebnis, vermutlich aber geht das so nicht.

Berthold

Martin, ich habe wieder eine Frage:

mit ISIS kann man, wie ich zu erkennen meine, mittels Kreuzkorrelation RV's bestimmen. Ich weiss nur nicht wie das geht. Wenn ich z. B. die RV von Theta ori C bestimmen will, dann brauche ich ein Referenzspektrum. Kann ich da irgend eines nehmen mit bekannter RV? Z. B. Bellatrix , RV 18,2 km/sec. Muss man dann beide Spektren mit gleichem Wellenlängenintervall laden? Oder geht das so nicht?

Hallo Berthold,

eine Anleitung zur Crosscorrelation in ISIS findest Du unter 5.1.0 hier:
http://www.astrosurf.com/buil/isis/new/release.html
Die Methode funktioniert am besten bei linienreichen Spektren z.B. bei Typ F, G und K, insbesondere auch für die Satelliten des Jupiter. Die Spektren können unterschiedliche, überlappende Bereiche aufweisen.
Wasserlinien vorher entfernen!

Gruss, Martin

Hallo Christian,

entschuldige die verspätete Antwort, ich war einige Tage offline.

Die Na-Emission, auf id eich mich bezog ist der Peak, der im Artikel beschrieben wird, den Daniel genannt hat ...
http://www.astrosurf.com/buil/io_sodium/obs.htm

Ich meinen Spektren ist davon nichts zu sehen. Das hatte Berthold ja auch beschrieben.
Sorry, dies hatte ich etwas missverständlich beschrieben.

Was ich noch anmerkte war, dass diese "Emission" eigentlich eine "interpretierte Emission" ist, weil man eben nicht direkt ein Spektrum auswertete, sondern die Division zweier Spektren.

In später zitierten Poster zeigt sich dann die Na-Wolke um Io in direkte Form.

Schöne Grüsse,
Michael

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