Kometen beobachten. Praktische Anleitung für Amateurbeobachter. Andreas Kammerer Mike Kretlow (Hrsg.)

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1 Andreas Kammerer Mike Kretlow (Hrsg.) Kometen beobachten Praktische Anleitung für Amateurbeobachter Unter Mitarbeit von Matthias Achternbosch, Otto Guthier, Jost Jahn, Stefan Korth, Jürgen Linder, Hartwig Lüthen, Michael Möller, Hans-Ludwig Neumann+ Mit 103 Abbildungen und 29 Tabellen Verlag Sterne und Weltraum München

2 Inhalt Vorwort V 1 Geschichte der Kometenforschung 1 Hans-Ludwig Neumann 1.1 Einleitung Was ist ein Komet? Die Kometenastronomie bis Edmond Halley Anfänge der Kometenphysik Die moderne Kometenforschung 10 Literatur 12 2 Kometenbeobachtung mit Amateurmitteln 15 Andreas Kammerer Literatur 30 3 Die visuelle Kometenbeobachtung 32 Stefan Korth und Otto Guthier 3.1 Einleitung Die physiologischen Grundlagen Die Ausrüstung Der Standort Die Beobachtung Die einzelnen Beobachtungsgrößen Die Beobachtungsaufzeichnungen Kernnahe Strukturen Die visuelle Suche nach Kometen Schlußwort 58 Literatur 58 4 Die wichtigsten Sternkataloge für den Kometenbeobachter 59 Andreas Kammerer und Michael Möller 4.1 Allgemeines zu Sternhelligkeiten Die Sternkataloge im Vergleich 61 Literatur 64 5 Die Auswertung visueller Kometenbeobachtungen 65 Andreas Kammerer 5.1 Einleitung Datengrundlage 65

3 VIII Inhalt 5.3 Datenselektion Allgemeine Auswertungshinweise Bestimmung der Kometenparameter Allgemeine Betrachtungen zur Helligkeitsentwicklung von Kometen Bestimmung der Helligkeitsparameter Absoluter Komadurchmesser Absolute Schweiflänge Koma-Kondensationsgrad (DC) und Positionswinkel Methoden zur weiteren Reduzierung der Streuung Verwendung ausgewählter Beobachter Verwendung ausgewählter Instrumentenkategorien Gewichtete gleitende Mittelwerte Kombination der genannten Methoden Zusammenfassung 92 Literatur 92 6 Die photographische Kometenbeobachtung und ihre Auswertung 94 Matthias Achternbosch, Andreas Kammerer und Jürgen Linder 6.1 Einleitung Die photographische Optik Wesentliche Faktoren für die Auswahl einer Optik Kurzbrennweitige Optiken Astrographen Langbrennweitige Optiken Die photographische Emulsion Photochemischer Prozeß Eigenschaften 99 Allgemeines 99 Schwarzschildeffekt 100 Auflösungsvermögen Hypersensibilisierung Geeignete Filme für die Kometenphotographie. 102 S/W-Filme 102 Farbfilme Filter Nachführung Die direkte Kometennachführung Die indirekte Kometennachführung Photographische Beobachtungsprogramme Filmentwicklung und -Verarbeitung Auswertung der Aufnahmen 114

4 Inhalt IX Grunddaten einer Photographie Helligkeit Komadurchmesser und Kondensationsgrad Schweifiänge und Positionswinkel Strukturen Photographischer Beobachtungsbogen Photographische Kometensuche 121 Literatur Die CCD-Beobachtung 124 Matthias Achternbosch 7.1 Einleitung Aufbau und Funktionsweise der Kamera Eigenschaften der CCD Die Meßgenauigkeit von CCDs Photonenrauschen Beitrag des Himmelshintergrundes Thermisches Rauschen Readout noise Das Signal/Rausch-Verhältnis Abschätzung des theoretischen Signal-Rauschverhältnisses: Nachweisgrenzen für punkt- und flächenhafte Objekte Das Objekt-Signal Der Beitrag des Himmelshintergrundes Nachweisgrenze und Meßgenauigkeit Astrometrie mit der CCD-Kamera Photometrie von Kometen Vorbemerkung Grundlagen der Photometrie Helligkeitssysteme Datenreduktion Die Beobachtungstechniken Differentielle Photometrie Allsky-Photometrie Kometenphotometrie in der Praxis Grundzüge der Bildverarbeitung 167 Literatur Astrometrie 181 Mike Kretlow und Jost Jahn 8.1 Einleitung Meßmethoden Positionsbestimmung durch Schätzung am Fernrohr.. 182

5 X Inhalt Kartenauswahl Praktische Durchführung Mikrometermessungen am Teleskop Photographische Astrometrie Das Instrumentarium Erstellen der Aufnahmen Auswahl der Anhaltssterne Ausmessen der Aufnahmen Die astrometrische Reduktion Sternkataloge und Referenzsysteme Allgemeine Vorbereitungen Definition und Berechnung der Tangentialkoordinaten Die Bedingungsgleichungen Die Normalgleichungen und deren Lösung Höhere Reduktionsansätze Fehlersuche und -minimierung Arbeitsschritte einer Reduktion Zusätzliche Bemerkungen zur Astrometrie von Kometen CCD-Astrometrie Geographische Ortsbestimmung Meldung und Publikation der Beobachtungen 211 Literatur Spektroskopie 214 Mike Kretlow 9.1 Einleitung Einführung in die Physik der Kometen Spektrographen Bau eines Spaltspektrographen Die spektroskopische Beobachtung eines Kometen Auswertung der Spektren Bearbeitung der Rohbilder Wellenlängenkalibrierung Identifikation der Linien 232 Literatur Ephemeridenrechnung 235 Hartwig Lüthen 10.1 Einleitung Die Bahnelemente Wesentliche Hilfsformeln 238

6 Inhalt XI Winkelfunktionen Umrechnung Dezimalgrad in Grad/Bogenminuten und umgekehrt Rechnen mit dem Kalender (Julianisches Datum) Berechnung der rechtwinkligen Sonnenkoordinaten Die Ephemeridenrechnung Berechnung der Gauß-Konstanten Ephemeridenrechnung bei elliptischen Bahnen Ephemeridenrechnung bei parabolischen Bahnen Rechenbeispiele 246 Literatur Bahnbestimmung und -Verbesserung 248 Mike Kretlow 11.1 Einleitung Historisches Die Reduktion der Beobachtungen Reduktion alter Beobachtungen Auswahl der Beobachtungen Das Zweikörperproblem Die Bahnbestimmung Formulierung der Aufgabe Die Dreiecksflächen als Funktion der Zeit Die Parabelbahnbestimmung nach Olbers- Banachiewicz Die Eulersche Gleichung Ableitung der Bahnelemente Rechenschema Die Bahnverbesserung Die Variation der Elemente Rechenschema Anmerkung Spezielle Störungsrechnung 270 Literatur Informationsquellen 273 Jost Jahn und Hartwig Lüthen 12.1 Einleitung Datenfernübertragung und Computernetzwerke FAX Mailboxen Internet Andere Netze Astronomische Informationsdienste und Periodika

7 XII Inhalt Informationen des Central Bureau for Astronomical Telegrams Amateur-Informationsdienste Was tun nach einer Kometenentdeckung? Ist das verdächtige Objekt ein Komet? Handelt es sich um einen bekannten Kometen? Wohin meldet man seine Kometenentdeckung?. 282 Literatur 283 A Die VdS-Fachgruppe Kometen 284 B Hilfstafeln 285 B.l Tabelle der Tagesbruchteile 285 B.2 Extinktionstabellen (Quelle: ICQ 1 14, 55-59) 286 B.2.1 Atmosphärische Extinktion (in Größenklassen) bei durchschnittlicher Atmosphäre 286 B.2.2 Atmosphärische Extinktion (in Größenklassen) bei winterlicher Atmosphäre (niedriger Wasserdampfgehalt) 287 B.2.3 Atmosphärische Extinktion (in Größenklassen) bei sommerlicher Atmosphäre (hoher Wasserdampfgehalt) 288 B.3 Tabelle mit dem dreistelligen Code für periodische Kometen 289 C -Format der VdS-FG Kometen für visuelle Beobachtungen 291 D Schlüssellisten 293 D.l Helligkeitsschätzmethode (Feld MM) 293 D.2 Instrumentyp (Feld Typ) 293 D.3 Vergleichssternsequenz (Feld Ref.) 294 D.4 Extinktionskorrektur 296 D.5 Störeinflüsse 296 E Zeichenschablone und Beobachtungsbögen der VdS-FG Kometen 297 E.l Zeichenschablone der FG Kometen 297 Register 301