Forum der Vereinigung der Sternfreunde

Hallo,

am 18. März 2021 wurde eine Nova im Sternbild Cassiopeia entdeckt. Sie befindet sich direkt unterhalb des offenen Sternhaufens Messier 52. Die Koordinaten lauten: RA=23:24:48 und DE=+61°11'15". Mit einer Goto-Montierung ist sie schnell eingestellt.

Das Sternbild ist in den Abendstunden im Norden am Tiefpunkt seiner zirkumpolaren Bewegung. Bei mir in Schleswig-Holstein sind es ca. 30° Höhe.

Ich habe am 19. März 2021 ein Spektrum mit dem Star Analyser 100 mit einem 127/950 mm ED-Triplett und einer Canon EOS 250 D MC-mod.aufgenommen. Belichtung: 10 sec (==>) ISO 3200 (294 Bilder). Gestapelt mit Fitswork, ebenso damit Luminanz gebildet und in Normposition gedreht (nullte Ordnung links und horizontal).

Das Spektrum zeigt mehrere Emissionslinien: Neben einigen Balmer-Linien auch einige Heliumlinien und Stickstofflinien, aber keine Eisenlinien. Im Gegensatz zur Nova Del 2013, die eine FeII-Nova gewesen ist, handelt es sich bei dieser Nova um eine He/N-Nova. Diese verlieren üblicherweise 3 mag in weniger als 10 Tagen und haben hohe Expansionsgeschwindigkeiten von über 2500 km/s (gemessen als HWZI = half width at zero intensity). Die aktuelle Tololo-Klasse ist P_he.

Die Linien zeigen überwiegend noch/schon (je nachdem, ob das Hauptmaximum schon war oder noch kommt) ein P-Cygni-Profil. Besonders ausgeprägt ist dieses bei der Linie He I 5876. Alle weiteren Daten können der Graphik entnommen werden, die ich beigefügt habe.

Der nächste Versuch wird mit dem Star Analyser 200 erfolgen. Dazu werde ich wohl mit ISO 3200 und 30 sec arbeiten müssen. Ich wünsche Euch viel Erfolg bei der Nova-Jagd.

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Clear Skies
Erik

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Hallo Erik,

ein schönes Spektrum und sicherlich auch nahe an dem, was mit einem SA100 machbar ist. Nur ca. 2 Stunden später konnte ich ebenfalls diese recht helle Nova spektroskopisch ablichten, ebenfalls spaltlos und im konvergenten Strahlengang. Verwendung fand ein C8 (f reduziert auf 1116 mm) und meine "TA300" basierte Prismen-/Gitterkombination (interne Bezeichnung für "Thorlabs Analyser", d.h. das Thorlabs Transmissionsgitter 300 l/mm, Ausführung 25mmx25mm). Die beiden zusätzlichen Prismen von jeweils 6° Ablenkung biegen die gebeugte 1. Ordnung wieder in die Nähe der optischen Achse zurück und beseitigen die chromatische Aberration weitgehend. Zudem haben sie den Vorteil, dass man sich keine "Kontaminierungen" durch 0. Odnungen anderer Objekte einfängt.
Im speziellen kam hier die Infrarot-Variante des Gitters zum Einsatz, daher auch die gute Effizienz in diesem Bereich (sowie die schlechte Statistik unterhalb Hβ). Für das IR-Spektrum wurde zusätzlich ein Gelbfilter (Baader, #15) eingesetzt.
Als Referenzstern zur Ermittlung und Korrektur der Ansprachefunktion wurde β Cas (Caph) verwendet (weniger als 2° Höhendifferenz, die auch noch näherungsweise mit einem gerechneten atmosphärischen Transmissionsprofil korriegiert wurden). Von daher sollte auch der Kontinuumsverlauf relativ genau sein. Der Anstieg zum IR scheint mir deshalb auch real zu sein, die bei der AAVSO hinterlegten Daten zeigen ebenfalls einen starken Überschuss im Roten (vermutlich hat die Explosion auf dem weißen Zwerg ordentlich Staub aufgewirbelt, der jetzt im IR leuchtet ).
Die genaue Ermittlung des Kontinuumsverlauf ist natürlich eine der Stärken der spaltlosen Spektroskopie. Bei Verwendung eines Spaltspektrographen ist das konstruktionsbedingt nicht unmittelbar möglich. Ich hätte gerne noch eine genaue Spektrophotometrie gemacht, aber das ließen die Wetterbedingungen dann doch nicht zu.
Wie von Dir bereits erläutert, handelt es sich anhand der spektralen Charakteristik wohl um eine He/N - Nova. Allerdings scheint die Geschwindigkeit für die Explosionswolke am unteren Ende für diesen Typ zu sein (ca. 2200 km/s, selbst grob abgeschätzt aus den P-Cygni - Flügeln); man sieht es auch schon an den relativ schmalen Emissionslinien, die eher an das Aussehen von Fe-Novae erinnern.
Besonders interessant finde ich die starke Emission der Paschen-Linien, die hier bis herunter zu (wenigstens) Pa 19 identifizierbar sind. Vom Stickstoff sehe ich hier auf Anhieb nur die Linie bei 5679Å. Insbesondere fehlen in meinen (sowie in dem mir bislang bekannten weiteren) Spektren die von Dir angegebenen Linien bei 6670Å und 7485Å vollständig. Könnte es sich bei Deinem Spektrum hierbei vielleicht um Artefakte handeln (insbesondere 0. Ordnungen anderer Sterne)? Bis auf diese Anomalien scheinen unsere Messungen gut überein zu stimmen.

Beste Grüße
Uwe

Hallo Uwe,

Glückwunsch zu dem sehr gelungenem Spektrum. Die Paschen-Serie wollte ich mir in meinem Spektrum auch noch ansehen. Ich hatte mich nur nicht getraut, diese herauszuinterpretieren (der Bereich hat schon S/N = 1-2). Aber ich habe auch andere Spektren mittlerweile gesehen, die die Paschen-Linien zeigen. Mein Spektrum reicht bis ca. 1000 nm.

CS Erik

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Clear Skies
Erik

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Hello at all,

Erik and Uwe, very nice spectra !
Uwe, could you show us some pictures or draw of your spectrograph, please?

That is my contribution to Nova Cas 2021.

Regards, Joan.

Hello Joan,
thanks for the kind review. Below you can see the principle and main parts of this really simple device. The 25mmx25mm grating from Thorlabs is surrounded by prisms (also from Thorlabs in this case). For the 300 l/mm (IR version) I used two 6° prisms (the figure below shows the 600 l/mm grating with two 10° prisms, which is built in essentially the same way). Unfortunately, all this prisms were only available with 25 mm diameter without fittings. So I used spare 1,25" filter frames to mount them. For the grating, some cardboard had been cut out and also spare filter frames fixed to both sides of the grating, all glued together. The two prisms are arranged in a symmetrical way, the orientation adjusted with a laser pointer. I admit, this is a very crude tinkering, but it works astonishingly well.

Finally, the whole combination is put into the converging beam. In the current example, I use a 0,6x reducer in front of an ATIK One camera with the grating/prism arrangement sitting on top. The dispersion and thus the resolution / wavelength coverage can be changed by using different distance rings (T2). Though the setup works quite well, there is significant vignetting because of the small prism and grating diameters. A diameter of e.g. T2 size would be optimal, but I'm still searching for such prisms...

Best Regards
Uwe

Hallo zusammen,

ich habe inzwischen das Spektrum noch einmal genauer überprüft und dabei festgestellt, dass die von mir dem Stickstoff (N) zugeordneten Linien keine solchen sind. An den Stellen befanden sich die jeweilige nullte Ordnungen einiger Umgebungssterne. Das ist der Nachteil beim Star Analyser (großes Gesichtsfeld) in einer sternenreichen Gegend. Wenn man aber das Photo sehr stark vergrößert und optimal in der Helligkeit einstellt, kann man etliche Dreckeffekte entdecken und einigermaßen eliminieren. Das gleiche gilt für den Bereich des Hintergrundes, den ich verwendet habe. Sterne im Hintergrundstreifen würden als faslche Absorptionslinien erscheinen, also das Gleiche in Grün.

Das Gute daran ist, dass ich wieder zwei Themen für die nächste Auflage meines Buches habe: "He/N-Nova vs. FeII-Nova" und "Umgebungssterne als Störfaktor".

Bei der Angabe 0.66 Tage vor Maximum gehe ich davon aus, dass das Maximum bei JD 2459294.0 liegt. Diese grobe Schätzung basiert auf den AAVSO-Daten (V). In 1-2 Wochen wissen wir bezüglich dieses wichtigen Bezugsdatums mehr.

Hinsichtlich der Paschen-Serie ist bei mir nichts rauszuholen. Da herrscht in meinem Spektrum S/N=1 (bei S/N=2 hätte ich ja noch Hoffnung gehabt, mir etwas einbilden zu dürfen). Aber ich sehe da gar nichts an eindetigen Linien. Daher ist der Teil in der gezeigten Graphik auch abgeschnitten worden.

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Clear Skies
Erik

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Hello, 

Uwe, many thanks for your explanations, I like your design a lot and its results are very impressive.

I don't know if in the ARAS FORUM they know your little spectrograph, could you show it there, please ?

Erik and Uwe, is it possible, if you or find it correct, that you send your Nova Cas 2021 observations to François Teyssier, ( francoismathieu.teyssier@gmail.com ) ? Your observations are very nice and useful. Sure, he could include them in this spectra database, http://www.astrosurf.com/aras/Aras_DataBase/Novae.htm.

I think that François would be glad and grateful about it.

Regards, Joan.

Hi Joan,
you're welcome and thanks for your assessment -though I think the design and implementation is far from optimum. And, of course, the results can not compete with your high resolution echelle spectra! For mid resolution (and rather dark skies) it seems nevertheless quite useful. In fact, I presented the concept about 3 years ago to Francois Teyssier and he was so kind to include my ASPEKT 2018 poster about this subject in the "ARAS Eruptive Stars Journal" (2/2018). But I guess, few people took notice of that. So it is really a good idea to present the concept again at the ARAS forum (up to now I'm not a registered user there, but probably will be one in the future). Also, it is a good idea to send the Nova Cas 2021 spectra to Francois in order to include them into the ARAS database. But I don't know if one also has to be registered in this case as an ARAS member and if only FITS spectra ("BESS compatible") are accepted (no principle problem for me, takes just a little bit more time).

Best regards,
Uwe

Hallo Uwe,

You know that there isn't any competence but quite the opposite, all our results there arecomplementary, they need each other. François is a kind person and sure that he would beglad to receive your graphics I think that whether you belong or not at ArasForum is an irrelevant issue.

How many people there are in the world who make star spectra ? We are few people, and I think that we need to have a friendly relationship for the good of all.

Sometimes I'm thinking that we are really, really rare people.., because, how is it possible that we are spending our time in this occupation ?

Take care, Joan.

Hallo,

leider viel zu spät registriert das eine recht helle Nova zu beobachten ist!
Hier einmal der Bereich um Ha.
Aufnahme mit FLISES Echelle Spektrograph, R=11000

Beste Grüße
Siegfried

Hallo,
die Nova hat in den letzten Tagen noch mal richtig zugelegt: Nachdem sich die Helligkeit in den letzten Wochen eher gemächlich von der 8 auf die 7 Größe steigerte, gibt es seit vorgestern einen plötzlichen Sprung um mehr als eine Größenklasse. Das Wetter erlaubte gestern nacht auch eine spektophotometrische Messung. Daraus konnte ich ein Helligkeit von V=5,90 ableiten, in Übereinstimmung mit den AAVSO-Daten.
Der Spektraltyp hat mittlerweile von He/N zu Fe II gewechselt, der beigefügte Ausschnitt zeigt das schnelle Anwachsen der Fe II - Linien seit Mitte April.
Bin mal gespannt, wie die Entwicklung weitergeht. Da es sich um eine – recht seltene – extrem langsame Nova handelt, ist wohl noch eine weitere Steigerung bis zum Maximum möglich.
Beste Grüße
Uwe