Taivaskamera

Julkaistu: 15.11.2023 | Kirjoittanut: Jari Backman

Päivitetty 24.11.2023

Idea

Olen pitkään ajatellut taivaskameran hankkimista. Ongelmana on ollut meidän ja naapuriemme komeat koivut, jotka mukavasti kesäisin pitävät tontit viileämpinä. Ja estivät muun muassa aurinkopanelien hankkimisen muutama vuosi sitten. Siksi myös oletin taivaskameran olevan hukkasijoituksen.

Kesällä seurasin netistä kahtakin esitelmää taivaskameran rakentamisesta. Linda esitteli omaansa The Astro Imaging Channel– kanavalla muutama vuosi sitten ja Riku kesän Cygnus-tapahtumassa. Molemmissa tuotiin esille Raspberry Pin käyttäminen ja vakuuttavalta tuntuva ohjelmisto sen käyttämiseen.

Niiden perusteella ajattelin, että oikeastaan meillä on itään ja länteen melko esteettömät näkymät sekä etelään ja pohjoiseen puista huolimatta ainakin noin 30 – 40 asteen korkeudelta eteenpäin. Ehkä siinä olisikin mahdollisuus ja myös syy opetella Raspberryn käyttöä lisäsi houkuttelevuutta. Ehkä sillä myös saisi seurattua kirkkaampia muuttujatähtiäkin.

Raspberry Pi

Joskus heinäkuussa lähdin suunnittelemaan tarkemmin ja ensimmäinen tilaus, Raspberry Pi malli 4 aloituspaketti, lähti 8. elokuuta. Lisäsin tilaukseen myös kameran, laajakulmalinssin, virtalähteen ja ethernetkaapelin. Mutta sitten kävi ilmi, että lähetys viivästyy linssin odottamisen vuoksi. Meni muutama viikkoa, ja nyt kaapeli (jonka olisin hyvin voinut ostaa täältä) viivästytti lähetystä. Annoin hieman palutetta, kuinka hyvin hoitavat myyjät kiltisti lähettävät saatavilla olevat eteenpäin ja toimittavat oman varastohoidon pettämisen vuoksi jälkilähetyksenä puuttuvat osat. Niinpä sain lähetyksen 21. syyskuuta.

Siinä sitten alotin Raspberryn opettelun ja taivaskameran asentamisen suunnittelun. Muutamassa päivässä pääsinkin aika pitkälle ja asensin kanadalaisen Thomas Jacquinin AllSky-ohjelmiston. Ja kohta ruudulla näkyikin laajaa kuvaa työhuoneesta ;).

Lokakuun alkupuoli menikin sitten asentamisen miettimisessä. Vaikka meillä on keskuspölynimurin kautta hyvä yhteys välipohjan läpi ja sieltä katolle, ei se kuitenkaan tuntunut hyvältä ratkaisulta. Kamera ei kuitenkaan olisi heti täysin toimintakunnossa ja tässä iässä lukuisat liikkumiset katolle tuntuivat enemmän kuin riskialtteilta.

Linssin polttoväli on 2.7 mm, jolla se ei kata koko taivasta. Toiseen suuntaan valmistaja ilmoittaa näkökentäksi 140° ja toiseen 102,6°. Eli sen pitäisi näyttää taivas 20 asteen korkeudelta toisesta suunnasta ja 39.2° asteen korkeudelta toisesta suunnasta. Ja anturin halkaisijalla pitäisi löytyä liki 180°.

Raspberry Pi toimii tasavirralla ja ja käyttämällä Power over Ethernet (PoE) tekniikkaa voidaan ethernet-lähiverkkoon yhdistetylle laitteelle järjestää virransyöttö saman kierretyn parikaapelin avulla, jota laite käyttää verkkoliikenteeseen. Kaapeloinnin yli 13 W:n laitteelle on oltava vähintään tasoa CAT5 tasoa.

Niinpä hankin vielä piirilevyn päälle tuulettimen sisältävän virranjakajan (HAT+Poe), jolla sain ethernetkytkennällä virrat kameraan.

Kotelointi

Kotelo avattuna. Raspberry Pi ja HAT itse kotelossa tarranauhalla ja kamera kanteen kiinnitettynä ja yhdistettynä lattakaapelilla piirilevylle.

Lopulta päädyin hankkimaan hieman Raspberryä isomman, suorakulmaisen sähkökotelon, jonka kanteen porasin kameraa varten reiän. Kaikissa näkemissäni taivaskameroissa on akryylikuvut itse linssin ja elektroniikan suojaamiseksi. Hetkisen harkitsin jättää kuvun pois, mutta hankin kuitenkin 25 mm halkaisijaltaan olevan kuvun ja asensin sen huolella kumiseen eristysmattoon, jonka kiinnitin ilmastointiteipeillä kotelon päälle. Kamera on kiinnitetty kotelon kanteen ja lattakaapeli taittuu kuin taittuukin Pi:n ja Hat:n välistä. Varovainen saa olla, mutta kytkentä tuntuu kyllä kestävän käsittelyä.

Asennusvalmis taivaskamera. Kameran linssi on suojakuvun alla, joka on kiinnitetty pyöreään eristysmattoon. Ilmanvaihtoteipit varmistavat tiiviyden.

Kotelo on nostettu metrin verran räystään yläpuolelle talon seinään kiinnitetyllä antennitangolla. Tällä asennuksella on helppo käsitellä taivaskameraa, sen suuntausta ja huoltamista.

Taivaskamera nostettuna paikalleen. Tajusin aika nopeasti, että kotelon vaihtoehtoiset pyöreät asennusvaraukset saattaisivat aiheuttaa kysymyksiä ja teippasin ne näkyvistä.

Ilmansuunnan tarkistus

Olin melkein neljäkymmentä vuotta ollut siinä uskossa, että talomme pituusakseli on melko tarkalleen itä-länsisuunnassa. Ja olin asettanut useamman teleskoopin puhelimen kompassiäpin avulla ja huomannut näin suunnilleen olevan.

Käyttämäni taivaskameraohjelmisto osaa myös laittaa planeetat, tähdistöt yhdysviivoineen ja merkittävimmät syvän taivaan kohteet kameran kuvan päälle. Tätä peittokuvaa sovittaessani huomasin Pohjantähden ja Pienen karhun poikkeavan selvästi tästä pääsuunnasta. Sitten selvisi, että olikin huomioitava Lappeenrannassa vaikuttava suuri eranto kompassia käytettäessä. Eli karttapohjoinen onkin 10,6° lännen suuntaan. Kun Googlesta katselin talomme sijoitusta, oli ero vieläkin suurempi eli liki 20°. Ja kuinka ollakkaan, peittokuvaa kääntämällä 18 astetta vastapäivään, ongelmaa ei enää ollut.

Kuvassa erantokorjaus, talomme Google Mapsissa suhteessa karttapohjoiseen, opaskompassit ennen ja jälkeen. Vasemmanpuoleisessa taivaskameran kuvassa näkyvät kamerakuvun ulkopuolelle taitelemani maskit. Ystävilleni tehdyn lyhyen gallupin perusteella poistin ne ja jätin vain yhden katulampun kohdalle, kuten oikeanpuoleisesta kuvasta näkyy

Tämän kuin olin saanut kuntoon, huomioni kiinnittyi siihen, että suurimman kuva-alan kohdissa, kuvan nurkissa oli suurimmat puut, kun taas kuva-alueen keskiosissa oli vapaata taivasta. Niinpä tajusinkin kääntää itse kameraa 45 astetta ja sain kasvatettua kuva-alaa huomattavasti. Samalla olin ottanut käyttöön ohjelmalliset kuvapeitteet mekaanisten peitteiden sijaan. Niitä olin jo reilusti vähentänyt edellisen kuvan mukaisesti. Allaolevassa kuvassa on tämänhetkinen näkymä ja sama tähdistön peittokuvan avulla. Peittokuva ei vielä osu täydellisesti, koska siinä ei ole koko puolipalloa, mutta harjoitukset jatkuvat ;).

Taivaskameran näkymä marraskuussa 2023 ja oikealla tähdistöpeitolla varustettuna.

Säänkesto

Toivoin onnistuvani pitämään kosteuden poissa, kun kaikki on niin pientä, mutta muutaman viikon jälkeen kuvun sisällä näkyi kunnolla jälkiä vedestä. Eikä auttanut kuin aloittaa huoltotyöt.

Suojakuvun alle kondensoitunut vesihöyry. Kuvasta näkyy myös, miten suojakotelo on osin sulattanut lunta.

Tarkastelun perusteella vettä ei näkynyt itse kotelossa, mutta kuvun sisällä oli useampi vesipisara, jotka olivat ilmeisesti kondensoituneet asennuksen aikana vallinneesta ilman vesihöyrystä. Kotelon sisällä on kyllä lämmintä, sillä prosessorin lämpö on tasaisesti yli 40 astetta ulkoilmaa lämpimämpi.

Pienikokoisen kuvun alle ei pysty helposti asentamaan lämpövastusta ja sen ohjaukseen tarvitsisi lämpö- ja kosteusmittarin. Tällaiseen aktiiviseen kosteuden poistamiseen en vielä ole valmis, joten muokkasin kameran kiinnitystä aluslaatoilla niin, että kameran ja kannen väliin tulee millin rako, josta ilma pääsee kiertämään kuvun ja laatikon välillä jäähdytystuulettimen avulla. Saapa nähdä, riittääkö tämä muokkaus. Pelkkä ilman kierto ei välttämättä riitä, ja siksi laitoin absorptiokiteitä reikiä täynnä olleeseen pieneen apteekkipurkkiin.

Raspberry Pi:n laajakulmalinssin tarkentaminen

Samalla testasin lisää kameran linssin tarkentamista. Linssi tarkentuu käsin kiertämällä ja linssi on asennettu ’pulttiin’, jossa on hyvin hieno kierre. Ehkä johtuen laajasta kuvakentästä, tarkkuusalue on myös hyvin kapea. Linssistä saa myös tarkennusarvon, joka on tarkimmillaan yli 200.

Työhuoneen katton kiinnitetty tarkennusympyrä. Todellisuudessa katon rakenne toimi ympyrääkin parempana tarkennuksen testaajana.

Tarkennusarvo on myös suhteessa valaistukseen, joten suhteellisten arvojen seuraaminen on olennaista. Ohessa tarkennusarvon vaihtelua, kun kiersin linssiä kierros kierrokselta kiinni.

Tarkennus toimii linssin kierrot huomioiden todella kapealla alueella. Pikkukuvassa suurennos tarkennusalueesta.

Kuvaajan pikkukuvasta nähdään, että linssin tarkkuusalue on käytännössä muutaman millin alueella. Linssin mukana tuli kolme kiristysrengasta, mutta kierteeseen mahtui vain yksi rengas tällä kapealla tarkkuusalueella. Pienellä harjoittelulla sainkin linssin riittävän jämäkästi paikoilleen. Onneksi linssi on kooltaan pieni ja toivottavasti lämpötilalla ei tule olemaan vaikutusta tarkkuuden pysymisessä.

Taivaskameran kuvakenttä

Olin aiemmin melko skeptinen asuinalueemme kuvakenttän laajuuteen ja tähdistön peittokuvan avulla pystyin tekemään luonnoksen taivaskameramme korkeuskulmista.

Taivaskameran korkeuskäyrät

Lounaassa yksi iso koivu rajoittaa näkymän alkamaan noin 55 asteen korkeudelle ja koillisessa metsän puut nousevat 40 asteen korkeudelle. Mutta toisaalta luoteessa ja kaakossa taivas alkaa jo 15 asteen korkeudelta. Kaiken kaikkiaan puusto peittää noin neljänneksen kuvakentästä.

Taivaskameran näkymät

Taivaskamera päivittää näkymän ilta- ja yöaikaan kahden minuutin välein ja päiväsaikaan neljän minuutin välein. Kamerasta ei kuitenkaan aina tiedä, milloin kannattaa katsoa ja sitä varten ohjelmassa on useampia apukomentoja. Ne käynnistetään vasemmalla olevasta apuvalikosta, josta voi valita tähdistön peiton, timelapse-videon yön ajalta, tähtiviirukuvan yön ajalta (tietysti kunnon kuva edellyttää kirkasta yötä), keogrammin, esillä olevan kuvan tallentamisen omalle koneelle ja infopalkin, joka tulee oikeaan reunaan.

Taivaskameran lisävalikot

Taivaskamera on mukana Thomasin Allskykameroiden maailmankartalla, josta voi käydä tutustumassa muihinkin kameroihin. Niitä on sivustolla sen verran, että pitäisi päästä näkemään tähtiä ajasta riippumatta.

Rakentamisen risut ja ruusut

Aina olisi voinut suunnitella pitempään ja kysellä myös muilta harrastajilta neuvoa. Youtube auttoi todella paljon ja Raspberry Pi:n käyttöönotto oli pääasiassa ongelmatonta. Suurin ongelmani oli se, että Pi:n ohjeilla sai vain kapea-alaisen tuntuman tietokoneen käyttöön. Ja niinpä kameran ohjaus toimi vain taivaskameraohjelman kautta. Koska halusin oppia linssin tarkentamisen, muutoksesta kuvan saaminen ohjelmistolla aina 15 sekunnin kuluttua oli hidasta ja kaikki tekeminen piti laittaa ylös. Toisaalta, silloin myös tiedot olivat mustaa valkoisella. Vaivalloisen selvittämisen kautta sain myös kameraa ohjattua videokäytöllä, mutta kaistanleveyden vuoksi kuvan laatu oli niin paljon huonompi, että luovuin sen käytöstä.

Nyt talven tullen hieman mietityttää, että luovuinko liian aikaisin putkimaisen kameran tekemisestä. Kotelomainen rakenne kerää selvästi enemmän lunta päälleen. Ehkä tässä on katsottava metsää puilta, koska piirilevyn sisältävä putki olisi kuitenkin ollut poikkipinta-alaltaan ehkä puolet kotelon pinta-alasta. Tällä hetkellä valittu antenniputkiasennus todella tuntuu hyvältä. Lumesta puhdistaminen tai kameran hakeminen isompaa remonttia varten sujuu todella helposti. Avataan hieman kahta pulttia, lasketaan putki maata vasten ja joko puhdistetaan lumet tai nostetaan laatikko pois. Ensimmäisen kunnon lumimyräkän jälkeen suurin osa lumesta oli joko lentänyt pois tai sulanut kotelon pinnan lämmittämänä. Myöhempi kokemus tulee osoittamaan, kuinka paljon huoltoa kamera vaatii.

Riku oli onnistunut omansa rakentamaan noin 200 eurolla, mutta huomasin omani tulevan hinnaltaan ainakin kaksinkertaiseksi. Pelkästään Raspberry, kamera ja linssi olivat melkein 250 €. Lisäksi akryylikupu, jäähdytyspuhallin ja asennustarvikkeet olivat melkein saman verran

Novan marraskuun kokouksessa kerroin taivaskamerasta ja se sai aikaan yllättävän aktiivista keskustelua ja julkaisin saman tien alkuosan artikkelista.

Joten olen kyllä todella tyytyväinen, että lähdin tähän askarteluun.

Kategoriat: Havaitseminen, Optiikka, Tähtiharrastus, Valokuvaus | Avainsanoina , , , | Kommentit pois päältä artikkelissa Taivaskamera

Suuri Magellanin pilvi

Julkaistu: 31.10.2023 | Kirjoittanut: Jari Backman

Suuri Magellanin pilvi on Linnunradan suurin seuralaisgalaksi, joka sijaitsee vain noin 20 asteen päässä eteläisestä taivaannavasta, joten meillä ei ole minkäänlaisia mahdollisuuksia havaita sitä Suomesta käsin.

Galaksi on pieni epäsäännöllinen galaksi ja sijaitsee suurimmaksi osaksi meille vieraissa Kultakalan ja Pöytävuoren tähdistöissä pyöreästi 180 000 valovuoden päässä. Australiasta ja Etelä-Amerikasta sen näkee sitäkin paremmin, sillä sen näennäinen suuruusluokka on +0,1 magnitudia. Koska galaksi levittäytyy noin 10 asteen alueelle, se näyttää paljain silmin katsottaessa utuiselta pilveltä.

Juuri tuo galaksin laajuus tekee siitä haastavan havainnointikohteen, mikäli haluaa saada talteen paljon yksityiskohtia. Slooh:n Chilen tähtitornin 17 tuuman kaukoputki antaa reilun 40 kaariminuutin kuvakentän, joten galaksin kuvaamiseen on tehtävä runsaslukuinen mosaiikki. Tähän projektin valitsin galaksin koostumaan matriisista, jossa on kuusi kuvaa vaakaan ja neljä pystyyn eli tarvitaan 24 ruutua. Galaksin keskustasta näkyy silloin noin 4 kaariasteen verran vastaten kahdeksan kuun tai auringon leveyttä.

Mosaiikin suunnitteluun on useita hyviä sivustoja, mutta olen eniten käyttänyt Jarmo Ruuthin hienoa AstroMosaic-työkalua. Suunnittelu on melko suoraviivaista, sillä sivustolta löytyy myös Slooh:n teleskooppien parametrit.

Ensin katsotaan esimerkiksi Stellariumista galaksin keskipisteen koordinaatit (noin suunnilleen), valitaan oikea kaukoputki (Chile 2) sekä mosaiikin muoto (6*4). Ohjelma tekee oheisen mukaiset versiot mosaiikista, joista näkee ollaanko oikealla hollilla ja saadaan jokaisen erilliskuvan keskipisteen koordinaatit (rektakensio ja deklinaatio).

Valittu näkymä kattaisi myös Tarantellan kaasusumun vasemmassa reunassa, mikä varmasti antaa kuvalle enemmän luonnetta.

Vasemmalla kuvamatriisi, jossa kuvat menevät 20% limittäin ja kuvien keskipisteiden koordinaatit. Oikealla näkymät kustakin kuvasta koordinaattien kanssa.

Havaitseminen kesän 2023 aikana

Projektin kannalta olisi ollut parempi siirtää puolella vuodella havaintojen tekoa, sillä osuin juuri kohteen näkymisen kannalta huonoimpaan ajankohtaan kuten alla olevasta kuvasta hyvin näkyy.

Suuren Magellanin pilven näkyvyys Chilestä vuoden aikana, AstroMosaic.

Nyrkkisääntönä voi pitää, että kohteen korkeus olisi ainakin 30 asteen korkeudella, ettei valo siitä joudu kulkemaan turhan pitkää matkaa ilmakehässä. Yllä oleva käyrä ilmaisee tilanteen keskiyöllä ja onneksi loppuyöstä galaksi nousi tuonne minimikorkeudelle.

Toinen projektia olennaisesti pitkittänyt seikka oli vuodenaika, sillä kesäkuussa Chilessä on talvi pisimmillään ja sääolot kehnoimmillaan. Tähtitorni ei ole Atacaman erämaassa vaan lähempänä merta Santiagon pohjoispuolella. Ja Tyyneltä valtamereltä tulevat pilvet peruivat toistuvasti kuvauksia.

Halusin kuvata jokaisen ruudun kolme kertaa, jotta saisin pinoamalla paremman laatuiset kuvat eikä yksi epäonnistunut otos olisi kohtalokas. Käytännössä käytin illan viisi varaustani kolmeen ensimmäiseen ruutuun ja kaksi kuvaa toisesta ruudusta. Ja niin eteenpäin, jolloin parhaimmillaan 72 kuvaa tulisi 15 yössä eli reilussa kahdessa viikossa.

Minusta oli kuitenkin realismia ajatella tähän kuluvan reilun kuukauden, sillä välillä on mukava kuvata muutakin puhumattakaan muusta elämisestä.

Mutta suunnitelmat harvoin menevät odotusten mukaan. Lisätään tuohon aikatauluun 28 yötä, jolloin kuvia ei tullut ja useampi lyhyt turhautumisen siivittämä tauko. Niinpä kesäkuun puolessa välissä aloitettu havainnointi päättyi vasta syyskuun viimeisinä päivinä.

Kuvien käsittely

Minulla oli siis 72 kuvaa tai siis 72 kuvausjakson tuloksena yhtä monta kuvakansiota, joissa jokaisessa yksi luminanssin, punaisen, vihreän ja sinisen suotimen läpi kuvattu mustavalkoinen kuva. Yhteensä siis melkein 300 yksittäistä kuvaa.

Kuvien kehittämiseksi turvauduin Pixinsight-ohjelmaan ja edellämainitun Jarmon tekemään AutoIntegrate-skriptiin. Siinä yhdellä ajolla voi ladata kaikki kuvat ja ohjelma tekee ensimmäiset vedokset jokaisesta ruudusta.

Alla kuvan mosaiikin seitsemäs kuva, jossa näkyy Tarantellan kaasusumu. Kolme ylimmäistä ruutua ovat yhden kuvauksen värisuotimet (punainen, vihreä ja sininen), vasemmalla alhaalla on luminanssi. Nämä alkuperäiset kuvat ovat lineaarisia kuvia ja ihmissilmän dynamiikalla täysin mustia, sillä avaruuteen katsottaessa kameran anturi lähinnä kohtaa mustaa taustaa. Siksi lineaarista valotusta on muokattu venyttämällä eli vahvistamalla vaaleampia värejä. Skriptin tekemä ensimmäinen vedos (jossa siis 12 kuvan yhteisvaikutus) on kuvassa alhaalla oikealla.

Tarantellan kaasusumu eri suotimilla (vihreät pystyviivat reunuksessa) ja käsiteltynä (alhaalla oikealla)

Tämän jälkeen käsittelin kuvia saadakseni niiden taustat mahdollisimman samankaltaisiksi, etteivät ruudut itsessään erottuisi toisistaan. Tein mosaiikit sekä Pixinsightin että Photoshopin kanssa. Pixinsightin prosessi on yksinkertaisempi, mutta Photoshopissa joutuu tekemään enemmän käsityötä ja ehkä sen vuoksi tällä kertaa päädyin valitsemaan sillä tekemäni version.

Kuvan jatkokäsittelyä voisi jatkaa vaikka kuinka pitkään, mutta alla on mielestäni oma lopullinen näkymä Suuresta Magellanin pilvestä.

Suuri Magellanin pilvi kesällä 2023. Suurempi resoluutio kotisivullamme (63 MB)

Kuvaan jäi pilvimäisyyttä hyvin vähän ja se on melko tumma. Osasyynä on se, että yksittäiset ruudut näkyisivät häiritsevän luonnottomasti, mikäli vielä yrittäisin saada vaaleutta esiin.

Tämä projekti osoittautui odotettua hankalammaksi, mutta sen päätyttyä olen todella iloinen siihen ryhtymisestä. Ajoitus ei ehkä ollut täydellinen, mutta olen myös huomannut, että idean kypsyttäminen aika usein johtaa myös sen unohtamiseen. Carpe diem, mi amice!

Kategoriat: Havaitseminen, Tähtiharrastus, Valokuvaus | Avainsanoina , , , , , , , , , | Kommentit pois päältä artikkelissa Suuri Magellanin pilvi

Planeetan massan laskeminen

Julkaistu: 18.10.2023 | Kirjoittanut: Jari Backman

Törmäsin alkukesällä sivustoon, jossa kerrottiin planeetan massan laskemisesta perustuen sitä kiertävän kuun seuraamiseen. Niinpä halusin kokeilla tätä Jupiteriin havainnoimalla Slooh:n Kanarian kaukoputkea.

Haasteen suorittaminen edellyttää tietoa planeetan halkaisijasta ja kiertolaisen radasta sekä kiertoajasta. Laskemista varten hyödynnetään Newtonin gravitaatiolakia. Isaac Newton esitti lain vuonna 1687 ja käytti sitä selittämään planeettojen ja niiden kuiden havaittuja liikkeitä, jotka Johannes Kepler oli pelkistänyt matemaattiseen muotoon 1600-luvun alussa.

Teoria

Jupiterin ja sen kuun suhteen gravitaatiolaki on muodossa,


jossa G on gravitaatiovakio 6,67384 10^-11 Nm^2kg^-2, a on kuun kiertoradan isoakselin puolikkaan pituus, P on kuun kiertoaika, M1 planeetan ja M2 kiertävän kuun massa. Yleensä kuun massa M2 voidaan pienenä jättää huomioimatta ja siten Jupiterin massaksi saadaan

Kaukoputken havainnoista pitäisi siis saada selville kuun kiertoaika ja sen suurin etäisyys. Laskemista olennaisesti hankaloittaa se, että kiertoradan ja isoakselin määrittämiseksi on havaintoja tehtävä vähintään kaksi ja puoli viikkoa kauimman kuun, Kalliston, kiertoradan ajan. Epävarmuutta tuloksiin aiheuttaa se, että havaintoja voidaan tehdä vuorokaudessa vain rajoitetun, muutaman tunnin ajan. Havainnot ovat mahdollisia kuitenkin vain, jos sää sen sallii. Vaikka Kanarialla on hienot olosuhteet, tähtitornia ei voi aina avata. Pilvet, suuri kosteus, kovat tuulet, kesällä hiekkamyrskyt ja tänä vuonna myös metsäpalot estivät välillä havainnoinnin. Ja lisäksi täyden kuun aikoihin Jupiter saattaa olla lähellä kuuta, jolloin kirkkaan kuun aikana menikin useampi yö ohi. Eli kalenteriaikaa tässä meni parin kuukauden ajan. Onneksi itselläni oli aiempiakin havaintoja, joista sain hyvä dataa.

Havainnot

Havainnot painottuivat aamun tunneille ja yleensä sain yön aikana kolme havaintoa kustakin neljästä kuusta noin tunnin välein. Seuraavassa kuvassa on muutama havainto koostekuvana.

Kuvissa I = Io, E = Europa, G = Ganymedes, C = Kallisto ja  σ = Sigma Cyg.

Heinäkuun 29. päivän kuvassa Io on Jupiterin edessä, eikä kirkkauserojen vuoksi erotu sen pinnasta. Kesän aikana Joutsenen σ tähti kierteli Jupiterin läheisyydessä ja teki kuiden tunnistamisesta haastavampaa, koska sen kirkkaus oli kuiden kanssa samaa luokkaa.

Mittaukset

Kuvista otin Photoshopin mittaustyökalulla kunkin kuun napakoordinaatin eli etäisyyden ja kulman Jupiterin keskukseen. Kulman asteluku kiertää +/- 180 astetta kello kolmesta vastapäivään. Tämän muutin suorakulmaisiksi koordinaateiksi asteina ja kaukoputken näkökentän avulla asteet kaarisekunneiksi. Kuun etäisyys Jupiterista saadaan lopulta Pythagooraan lauseen avulla. Ohessa ote taulukkolaskennasta, jossa on osa Ion ja Ganymedeksen laskennasta.

Loppujen lopuksi minulla oli 217 havaintoa, joiden perusteella saatoin tehdä oheiset kuvaajat kullekin kuulle. Havainnot on tehty ekvatoriaalisella projektiolla, joten ratataso on reilun 15 asteen kulmassa vastapäivään verrattuna havainnointia täällä Lappeenrannassa.

Laskenta

Vaikka havaintoja oli näin paljon, tulee kuiden kiertoajan ja etäisyyden havaitsemiseen silti epätarkkuutta oheisen taulukon mukaisesti.

Jupiterin massan laskemiseksi kuvahavainnoista, tarvitaan myös tieto Jupiterin koosta, joka on merkitty taulukkoon. Havaitut kiertoajat heittävät muutaman prosentin, mutta kiertoratojen suurimmat etäisyydet heittivät selvästi enemmän. Koska havainnot ajoittuivat vain muutamaan samaan vuorokauden ajan tuntiin, etenkin nopeammin kiertävien kuiden osuminen radan ääripisteeseen ei näyttänyt osuvan hyvin, kuten ylläolevasta kuvasta voi havaita.

Jupiterin massan yhtälön perusteella isoakselin arvolla on yhden potenssin verran suurempi vaikutus kuin kiertoajalla, joten tuloksen kannalta tarkkuus etäisyydessä on merkittävämpää. Kalliston kohdalla havainnot olivat tarkimmat ja sen mukaan saatiin Jupiterin massaksi oikeaa arvoa 0,3 % pienempi tulos. Kaikkien kuiden keskimääräinen tulos on 2 %, vaikka kolmen lähimmän kuun yksittäiset tulokset heittävät paljon enemmän. Taulukosta ilmenee myös, että havaintojen ajankohtana Jupiterin oma rataprofiili vaikuttaa sen kuvissa näkyvään kokoon. Johtuen Jupiterin ylivalotuksesta, tätä ei kuitenkaan itse kuvista voinut mitata vaan arvo oli kerättävä muista lähteistä.

Vinkki harrastelijalle

Jupiterin kohdalla Sinulla on mahdollisuus tehdä tämän kaltainen laskenta myös Sky & Telescope-verkkosivun kautta. Sivustolla on saatavana Jupiterin kuita simuloiva pop-up-työkalu Jupiterin kuut, jonka voi käynnistää sivuston linkistä ”interactive Jupiter’s Moons tool tai sivuston linkistä ”Jupiter’s Moons interactive observing tool”. Työkalua ei voi käynnistää muuta kautta kuin etsiä sivustolta jompikumpi linkki.


Näytössä on useita osia. Yläosassa on kaavio, joka näyttää Ion (I), Europan (E), Ganymeden (G) ja Calliston (C) sijainnit suhteessa Jupiteriin. Grafiikan alla on kolme painiketta, joilla voit muuttaa kaavion suuntaa vastaamaan kaukoputken näkymää. ”Direct View” asettaa taivaallisen pohjoisen ylös ja taivaallisen idän vasemmalle; rutiini aukeaa tässä suunnassa, jota käytetään useimmissa tähtikartoissa. ”Inverted View” asettaa etelän ylös ja lännen vasemmalle, mikä vastaa pohjoisen pallonpuoliskon newtonilaisen kaukoputken näkymää. ”Mirror Reversed View” asettaa pohjoisen ylös ja lännen vasemmalle, mikä vastaa näkymää useimmissa katadioptriisissa (peililinssissä) ja refraktoriteleskoopeissa, joita käytetään tähtilävistäjän kanssa pohjoisella pallonpuoliskolla.

Työkalu alustetaan nykyiseen aikaan tietokoneesi kellon perusteella, mutta voit muuttaa päivämäärää ja laskea uudelleen saadaksesi tietoja muille päivämäärille 1900 ja 2100 väliltä. Voit myös käyttää viereisiä painikkeita siirtyäksesi taaksepäin tai eteenpäin 1 päivän, 1 tunnin tai 10 minuutin välein.

Jupiterin kuut -työkalu näyttää maailmanajan (UT, sama kuin Greenwichin keskiaika). Päivämäärä- ja aikaruutujen oikealla puolella on laatikko, joka näyttää poikkeaman UT:n ja paikallisen aikasi välillä.

Seuraavana on havainnoitsijoita kiinnostavia perustietoja näennäisestä kirkkaudesta, Jupiterin kiekon kulmahalkaisijasta kaarisekunteina, Jupiterin etäisyydestä Maasta mitattuna tähtitieteellisillä yksiköillä (a.u.) sekä Jupiterin keskimeridiaanin järjestelmän II pituusaste, kuvitteellinen viiva planeetan kiekon keskellä navalta napaan. Tämä on hyödyllinen osoitus siitä, näkyykö suuri punainen pilkku, joka sijaitsee järjestelmän II -pituusasteella noin 100°.

Kun kokeilin vastaavaa laskentaa, oli työkalulla helppo etsiä oikeat etäisyydet ja kiertoajat, joilla Jupiterin massa tuli kohdalleen kaikilla kuilla. Kokeile Sinäkin, 🙂

Kategoriat: Havaitseminen, Tähtiharrastus | Avainsanoina , , , , , , | Kommentit pois päältä artikkelissa Planeetan massan laskeminen

Tähtitaivaan kuvaus puhelimella

Julkaistu: 20.8.2023 | Kirjoittanut: Jari Backman

Planeetat, kuut ja syvän taivaan kohteet ovat tulleet minulle tutuiksi vajaan viiden vuoden harrastamisen aikana, mutta tähtitaivaan tuntemus on edennyt vain pienin askelin. Pohjantähti, Otava, Orion, Kassiopeia, Seulaset ja muutamat isot tähdet ovat tuttuja, mutta hienolla kelillä pää kummasti pyörii kun yrittää etsiä tuttuutta taivaalta.

Niinpä nyt päätin oikein paneutua asiaan ja harjoittelin Stellarium-ohjelmalla elokuun puolenyön itäistä taivasta. Tein listan, jolla ohjaisin itseni etsimään oheisen kuvan mukaisesti.

Stellariumin tähtitaivas elokuun puolessa välin keskiyön aikoihin Lappeenrannassa.

Tuota sitten harjoittelin muutaman kerran, kunnes tuli lupaus kirkkaasta taivaasta 6.8.2023. Olin aiemmin katsellut sopivia paikkoja lähistöllä ja päädyin Mustolan teollisuusalueen takalaidalle pienten hiekkateiden risteykseen, josta oli pohjoiseen, itään ja etelään sangen häirisemättömät näkymät.

Havaintopaikka Googlen karttaohjelmassa ja sen katunäkymä itään.

No, ensimmäisenä iltana pilvet tulivat juuri ennen puoltayötä, joten palasin sinne seuraavana iltana. Nyt taivas oli kirkas, mutta kellon lähestyessä puolta yötä tähtiä näkyi melko huonosti, eikä hieno suunnitelmani oikein toiminut. Lisäksi huomasin, että välimatkat olivat huomattavasti laajemmat sillä kuvassahan oli reilusti yli puolet taivaasta. Tässä vaiheessa apua tuli Ursan tähtitaivassovelluksesta, jolla sain sentään varmistettua ne kirkkaimmat tähdet.

Teleobjektiivi 15 kuvalla

Niinpä päätinkin kuvata iPhone 13 Pro puhelimella ainakin osan taivaasta. Kuvausta varten valitsin NightCap-sovelluksen (3€), jossa on tähtikuvausvalinta. Valitsin myös puhelimesta käyttööni telekameran, joka vastasi normaalikameran kuvaa kolminkertaisesti optisesti lähennettynä. Digitaalinen lähentyminen on parempi jättää kuvankäsittelyohjelman huoleksi.

NightCap valottaa taivasta 10 sekuntia säätäen samalla automaattisesti kuvan, joten tähän ei tarvitse laittaa kameran säätöarvoja. Otin kuvia puolen tunnin ajan arviopohjalta, sillä en ollut etukäteen miettinyt kuvaamista. Niinpä nuo 15 kuvaa peittivät hyvin epätasaisesti kuva-alaa, toivoin tietysti ettei keskellä jäänyt tyhjää.

Myös jossain vaiheessa päätin kokeilla yhden kuvan verran myös ultralaajakulmaobjektiivia (0,5), jonka kuva on kaksinkertainen loitonnettuna normaalikameran verrattuna.

Kamerajalusta, jossa älypuhelinsovitin ja ensimmäinen kuva kolminkertaisella suurennoksella.

Kuten näkyy, kuvassa taivaalla on vielä sinistä hajavaloa, mutta hieman kuvan valotusta muuttamalla siinä näkyy enemmän tähtiä. Jouduin 15 kuvan kanssa aika lailla käyttämään aikaa, sillä niiden sijainnit piti selvittää Astrometry.net-sivustolla kullekin erikseen. Toki yhden kuvan ratkaiseminen vei vain muutaman minuutin, mutta tarkkana piti olla ettei mennyt kuvien kanssa sekaisin. Sivusto löytää kuvista yllättävän paljon tähtiä, kuten allaolevasta kuvasta näkyy.

Edellisen kuvan keskikohdan koordinaattien ratkaisu Astrometry.net-sivustolla. Ohjelma merkitsee myös kuvasta löytyvät tähdet ja piirtää tähdistöviivat.

Lisäksi niiden yhdistäminen panoraamakuvaksi oli hankalaa koska kuvat olivat pallopinnan tasoprojektioita. Kuitenkin lopulta sain panoraaman jonkinlaiseen tulokseen, mutta käyttämäni Pixinsight-ohjelman panoraamaprosessin kuvaa ei Astrometry saanut ratkaistua. Virheet kuitenkin lienevät olleet pienet. Mutta aika monta tuntia siinä meni 🙁

Lisäksi tähdet erottuvat kuvasta niin huonosta, että ne nähdäkseen on selaimessa suurennettava alla olevaa kuvaa reilusti. Lisäsin oikeanpuoleisessa kuvassa tähtikenttään myös tähdistöjen kuviot, jossa piti olla huolellinen verratessani niitä Stellariumin esimerkkeihin.

Yhdistetty tähtikenttä, jonka näkökentän halkaisija on noin 70°. Tähdet erottuvat huonosti eikä niiden koot erotu juurikaan.

Ultralaajakulmaobjektiivi yhdellä kuvalla

Teleobjektiivin kuvasta raportoin myös Novan WhattsApp-ryhmälle, mutta sitten mieleeni muistui, että olin ottanut sen yhden ultralaajakulmakuvan. Lupaavasti kuvan koordinaatit ratkesivat nopeasti Astrometryllä

Ultralaajakulmakameran kuvasta valittu tähtitaivas ja sille saatu Astrometry.netin ratkaisu.

Näin huomattavasti yksinkertaisemmin saatiin noin 95° asteen näkökenttä eikä edes käytetty kameran koko kuva-alaa. Mutta vieläkin miellyttävämpää oli nähdä, että sain paremmin näkyviin tähtiä suhteessa niiden kokoon. Pienimmät tähdet olivat noin 5 magnitudin luokkaa eli lähellä silmän erotuskykyä. Ainakin eläkeläisellä.

Andromedan galaksi on näkökyvyn alarajaa huomattavasti kirkkaampi, mutta sen kirkkaus ei tule kuvaan samalla lailla kuin tähdillä ja vaikka kuinka yritin etsiä, ei se näkynyt.

Tähtikartta ultralaajakameran yhdellä kuvalla.

Yhteenveto

Sain taas kerran todistettua itselleni, ettei takaiskun sattuessa tosiaankaan kannata vain todeta, että se siitä ja lähteä pois.

Olen myös huomannut, että etukäteen valmistautuminen auttaa paljon kokemuksen onnistumisessa. Stellariumilla on helppo laatia itselleen ainakin alustava suunnitelma, mitä havaintopaikalta voi katsoa.

Älypuhelimen kamera toimii hyvin myös amatööritason tähtitaivaan kuvaamisessa ja sillä saa tallennettua taivasta tukemaan omakohtaista katselukokemustaan. Ihan kaikkeen se ei taivu ja vaatii kunnon jalustan.

Kuvien käsittely onnistuu hyvin tietokoneen mukana tulleilla tai avoimen koodin kuvankäsittelyohjelmilla, jotka ehkä vaativat hieman lisäpaneutumista. Netistä löytyy hyviä ohjeita asiasta kiinnostuneelle.

PS

Ilmeisesti NightCap on ainoastaan iPhonesovellus, mutta ehkä Androidia varten löytyy vastaavia ohjelmia.

Kategoriat: Havaitseminen, Tähtiharrastus, Valokuvaus | Avainsanoina , , , , , , | Kommentit pois päältä artikkelissa Tähtitaivaan kuvaus puhelimella

Caldwellin kohteiden kerääminen pandemian aikana

Julkaistu: 7.7.2023 | Kirjoittanut: Jari Backman

Englantilainen Sir Patrick Caldwell Moore (1923-2012) oli tuottelias amatööritähtitieteilijä ja kirjailija, joka tuli tunnetuksi BBC:n dokumenttisarjan The Sky at Night juontajana yli 40 vuoden ajan. Hän oli sitä mieltä, että Charles Messierin 1700-luvulla tehty kaasusumujen, galaksien ja tähtijoukkojen luettelo oli ehkä saanut liian suuren suosion. Ne, jotka keskittyivät Messier-kohteisiin, saattoivat jättää huomiotta monet upeat syvän taivaan kohteet. Lisäksi osa Messier-kohteista oli saavuttamattomissa eteläisellä pallonpuoliskolla, sillä Messierille näkyi vain Keski-Euroopan taivaankansi.

Siksi Moore loi Caldwellin luettelon, jossa on 109 syvän avaruuden kohdetta, jotka ulottuvat käytännössä navasta napaan. On merkityksetöntä, asuuko pohjoisella vai eteläisellä pallonpuoliskolla, sillä jokaiselle on omat Caldwellin kohteet havaittavina. Suurin osa Patrickin kokoelman kohteista soveltuu erinomaisesti kiikareille. Luettelon nimi tulee Patrick Mooren toisesta sukunimestä.

Pandemia-aikana, kun matkustusrajoitukset ja sosiaalinen eristäytyminen rajoittivat monia toimintoja, sain käyttää aikani ja resurssini hedelmällisesti. Caldwellin kohteiden kerääminen tarjosi minulle mahdollisuuden syventyä intohimooni ja kehittyä taidoissani. Vaikka ympärillämme vallitsi epävarmuus ja haasteet olivat läsnä, projekti tarjosi minulle mahdollisuuden itsensä kehittämiseen ja uusien taitojen hankkimiseen.

Kölin kaasusumu C92, NGC 3372, 28 kuvaa (4*LRGB) käsitelty PixInsightin AutoIntegrate-skriptillä

Itselläni oli kuitenkin mahdollisuus kerätä kaikki kohteet Slooh:n Kanarian tai Chilen tähtitorneilta. Keräilyä varten loin tietokannan, johon merkitsin kaikki kohteet, niiden korkeimman taivaalla olevan ajankohdan ja milloin olin kuvannut ne. Tietokanta auttoi minua seuraamaan tilannetta paremmin verrattuna Post-it-menetelmään, jota käytin Messier-kohteiden yhteydessä. Kohteet on kätevästi numeroidut, jossa C1 on pohjoisin ja C109 on eteläisin. Tietokantakuvasta näkyy myös, että kohteen C51 jälkeen siirrytään eteläiselle taivaanpuoliskolle, joten kohteet jakautuvat tasapuolisesti tähtitaivaalla.

Osakuva Caldwell-tietokannastani kohteiden C46 ja C91 välillä


Aloitin projektini maaliskuussa 2020 ja sain viimeiset kuvat maaliskuussa 2021. Tavoitteeni oli kuvata kohteet parhaaseen mahdolliseen aikaan, mikä venytti tehtävän keston käytännössä yli vuodeksi, joten se oli tavallaan myös maraton. Messierin yhteydessä maraton on yleensä rajoittunut yhteen iltaan tai yöhön.

Minulla on Slooh:ssa mahdollisuus varata viisi kuvausaikaa, jolloin saan neljä valmiiksi kalibroitua kuvaa valitulta kaukoputkelta. Yksi kuva otettiin ilman suodinta (L) ja loput kolme punaisen, vihreän ja sinisen suotimen kautta. Kuvat siirtyivät automaattisesti kuvapankkiini seuraavana päivänä edelleen käsiteltäväksi. Tyypillisesti varasin jokaiselle kohteelle 3 – 5 kuvausaikaa, vaikka sääolosuhteiden vuoksi kuvauksia piti tehdä enemmän. Kyse ei ollut pelkästään sateista tai pilvistä, vaan myös ilman korkea kosteus ja kova tuuli estivät etäkaukoputkien toiminnan.

Pandemian aikana laitteiden huolto oli rajoitettua matkustusrajoitusten vuoksi, mutta tekniikka toimi hyvin. Suurin ongelma oli säälaitteistojen osittainen toimimattomuus, mikä johti siihen, että tähtitornia ei avattu sääennusteen mukaan, vaikka todelliset olosuhteet olisivat sallineet toiminnan.

Caldwellin kohteiden parhaan kuvausajan sijoittuminen vuoden aikana.

Koska Caldwellin kohteet ovat myös yksi Slooh:n etsintätehtävistä, sain teetettyä kuvistani korkealaatuisen julisteen.

Caldwellin 109 kohdetta Slooh:n julisteena

Tein myös lyhyen videon YouTubeen, jossa kohteet näkyvät vielä paremmin.

Caldwellin kohteiden kerääminen oli äärimmäisen mielenkiintoinen projekti, joka vaati syvällistä paneutumista ja järjestelmällistä työskentelyä.

Nyt kun katson taaksepäin, olen ylpeä siitä, mitä saavutin Caldwellin kohteiden keräämisellä. Se ei ainoastaan täyttänyt tavoitettani kuvata jokainen kohde, vaan myös rikastutti tietämystäni avaruudesta sekä tarjosi tilaisuuden kehittyä valokuvauksen ja kuvankäsittelyn alalla. Pandemia-aika voi olla haastava, mutta tässä projektissa sain käyttää Slooh:n tarjoamia mahdollisuuksia ja kasvaa henkilökohtaisesti.

Sir Patrick Caldwell Moore oli intohimoinen tähtitieteilijä, joka halusi jakaa rakkauden syvän avaruuden kohteisiin kaikkien kanssa. Hänen työnsä ja Caldwellin luettelo jäävät pysyvästi muistoksi hänen merkittävästä panoksestaan tähtitieteen alalla.

Kategoriat: Havaitseminen, Tähtiharrastus | Avainsanoina , , , , | Kommentit pois päältä artikkelissa Caldwellin kohteiden kerääminen pandemian aikana

Asteroidi 2023 DZ2 käväisi lähellä

Julkaistu: 29.3.2023 | Kirjoittanut: Jari Backman

Lauantaina 25.3.2023 asteroidi 2023 DZ2, tuttavallisesti Dizzy, lensi 175 000 km:n etäisyydellä maan ohitse. Tämä noin 70 metrin kokoinen järkäle ohitti siis meidät maan ja kuun puolivälin etäisyydellä.

Asteroidi kiertää aurinkokunnassamme rataa noin kolmen ja puolen vuoden välein, mutta johtuen sen ja maan kiertoratojen ominaisuuksien erilaisuuksista, kohtaamisia sattuu erilaisella syklillä kuten alla olevasta kuvasta näkyy. Vielä jokin aika sitten oletettiin kolmen vuoden kuluttua Dizzyn maahan törmäämisen mahdollisuuden olevan todella pienen (1:430). Mutta kun rataprofiilia oli seurattu pitempään, ilmeni ettei ohitus seuraavalla kerralla ole edes niin lähellä kuin nyt.

2023 DZ2:n laskettuja rataprofiileja TheSkyLive.com-sivustolta. Pystyakselina on etäisyys auringosta (AU) ja x-akselina vuodet. (Käyty 27.3.3023).

Kaukoteleskooppikuvia

Perjantai-iltana 24.3. Slooh järjesti yön aikana useammaksi tunniksi teleskooppinsa kuvaamaan asteroidia. Allaolevassa kuvassa on asteroidin laskettua efemiristä Stellarium-ohjelmassa. Siinä Dizzy liikkuu kello 20:45 – 1:15 aikana taivaalla Kravun tähdistössä kaksi ja puoli kaariastetta eli noin viiden kuun läpimitan ajan. Janaan on merkitty paikat puolen tunnin välein ja suluissa on näennäinen kirkkaus. Magnitudia 14 varten tarvitaankin jo hieman isompi kaukoputki.

Dizzyn arvioitu matka taivaalla 24.-25.3 välisenä yönä. Stellariumissa pystyy laskemaan ja näyttämään kohteiden efemiriksiä. Myös kohteesta annetaan paljon yksityiskohtia (vasen yläkulma).

Tähtinäytöksen osallistujat pystyivät latamaan valintansa mukaan kuvia ja niistä tein seuraavat kuvasarjat. Kuvat on käsitelty Pixinsight- ja Photoshop-ohjelmilla.

Kanarian saarten ykköskaukoputki on puolen metrin peilikaukoputki, jolla on 37 kaariminuutin näkökenttä. Mustavalkokamera kuvaa kohdetta kolmen eri suotimen läpi. Asteroidi liikkuu sen verran vauhdikkaasti, että näemme kolme toisistaan poikkeavaa viivaa, punaisen, vihreän ja sinisen.

13 havaintoa Dizzystä Kanarian saarilta. Kukin havainto sisältää asteroidin punaisena, vihreänä ja sinisenä. Kuva kannattaa avata uudessa ikkunassa, jolloin asteroidin jäljet erottuvat selvemmin.

Slooh:lla on Kanarian saarella myös hieman pienempi 432 mm:n kaukoputki ja samanlainen kaukoputki Chilessä. Kaukoputket oli säädetty pysymään ekvatoriaalisesti samassa kohdassa taivasta niin, että asteroidin liike käytännössä ainoana muuttujana saataisiin paremmin havainnoitua .

Kuitenkin tähdet näyttivät kuvissa ihan erilaisilta asteroidin ympärillä. Kyseessä on parallaksi-ilmiö, jossa lähellä oleva kohde näyttää kauempana olevaa taustaa nähden erilaiselta, jos havaintopaikat poikkeavat toisistaan. Jokainen voi vahvistaa ilmiön pitämällä sormea käsivarren päässä ja katsomalla vuorotellen kummallakin silmällä. Sormi näyttää taustan suhteen liikkuvan.

Kun Stellarium-ohjelmalla tutkailin asiaa, huomasin kohteen etäisyyden näillä kahdella paikkakunnalla olevan alle asteen verran. Kaukoputkien näkökenttä on 43 kaariminuuttia, joten olisi siis mahdollisuus, että kummassakin näkökentässä olisi yhteisiä tähtiä, joiden mukaan kuvat voisi asemoitua keskenään todellisuutta vastaavaksi.

Ja niinpä löysinkin kymmenkunta samaa tähteä Chilen alanurkasta ja Kanarian saarten kuvan vasemmasta ylänurkasta. Asettamalla tähtien muodostamat kuviot päällekkäin, sain alla olevan kuvan. Tässä tapauksessa asteroidia seurattiin vajaan tunnin ajan ja se liikkui suunnilleen kuun halkaisijaa vastaavan matkan eli noin puoli astetta.

Dizzyn tekemä reitti taivaalla katsottuna Chilen (vasen ylläneliö) tähtitornista ja Kanarian saarten (oikea alaneliö) tähtitornista. Muu osa kuvasta on Stellariumista saatu tähtitaivas samalla alueella

Dizzyn etäisyys maasta

Asteroidi ei kuvissa näytä hääppöiseltä, mutta stadionin kokoinen esine on kuitenkin todella kaukana. Miten kaukana?

Ylläolevasta kuvasta voidaankin tehdä jonkinlainen arvio Dizzyn etäisyydestä meihin. Mittaamalla kuvasta sain samanaikaisella (minuutin sisällä) hetkellä etäisyydeksi 1585 pikseliä. Kuvan näkökenttä oli siis 43 kaariminuuttia vastaten 1365 pikseliä. Näin ollen etäisyys oli 49,9 kaariminuuttia. Google Earth-ohjelmalla havaintopaikkojen etäisyys on 8864 km, ja siitä voidaan laskea suoraksi etäisyydeksi maapallon läpi 7695 km.

Parallaksilasku perustuu suorakylkiseen kolmioon, joissa kanta on etäisyys havaintopaikkojen välillä, kolmion korkeus on etäisyys kohteeseen ja parallaksikulma on kateettien välinen kulma. Tällöin etäisyys kohteeseen on puolet kannasta jaettuna kulman puolikkaan tangenttina. Tässä tapauksessa saadaan tulokseksi 530 000 km.

TheSkyLive-sivustolla on interaktiivinen tähtitaiva, jonka mukaan tuolloin etäisyys oli 490 000 kilometriä eli virhettä oli vain 8%.

Kategoriat: Havaitseminen, Optiikka, Tähtiharrastus | Avainsanoina , , , , , , | Kommentit pois päältä artikkelissa Asteroidi 2023 DZ2 käväisi lähellä

Jupiterin ja Venuksen kohtaaminen

Julkaistu: 8.3.2023 | Kirjoittanut: Jari Backman

Helmi-maaliskuun vaihteeseen osui Jupiterin ja Venuksen konjunktio, jossa planeetat olivat maapallolta katsoen vain puolen kaariasteen etäisyydellä toisistaan. Mitta vastaa kuun ja auringon läpimittaa, joskin ilmiön seuraajien onneksi kumpikaan ei ollut siinä välissä pilaamassa näkymää.

Konjunktiossa planeetat asettuvat Maasta katsottuna samalle linjalle. Koska planeettojen kiertoradat ovat melkein samassa tasossa, konjunktioiden yhteydessä ne näyttävät olevan myös hyvin lähellä toisiaan.

Havainnot

Täällä Etelä-Karjalassa meillä oli mukavasti kirkasta taivasta hieman auringonlaskun jälkeen ja itse pääsin seuraamaan planeettojen lähestymistä kahtena konjunktiopäivää edeltävänä iltana.

Jupiter ja Venus kuvattuna iltaseitsemältä 28.2.2023 kotikadulta Lappeenrannassa. Planeettojen etäisyys on 1,5 kaariastetta. Canon EOS 600D, ISO 1250, 55 mm, 1 s, f/4.

Kuvassa Jupiter on vasemmalla ja Venus oikealla. Planeettojen erottamista toisistaan helpottaa selvä kirkkausero niiden ollessa lähellä toisiaan. Tähtitieteen käänteisellä magnitudiasteikolla Venuksen näennäinen magnitudi on melkein -4, kun Jupiterin on noin -2 eli Venus on selvästi kirkkaampi.

Jupiter ja Venus kuvattuna iltaseitsemältä 1.3.2023 naapurin katon päällä Lappeenrannassa. Planeettojen etäisyys on 42 kaariminuuttia. Canon EOS 600D, ISO 1600, 90 mm, 1 s, f/4,5.

Planeetat olivat paitsi lähempänä toisiaan, myös melkein samalla tasalla. Erityisesti maaliskuun ensimmäisenä iltana näkyvyys oli hyvä ja käyttämällä tarkennuksen apuna Bahtinov-maskia, onnistuin saamaan näkyviin myös Galileon kuut Jupiterin ympäriltä.

Venus ja Jupiter, jälkimmäinen Galileon kuiden ympäröimänä. Canon EOS 600D, ISO 1600, 225 mm, 1/10 s, f/5,6.

Planeetat olivat lähimmillään 2.3. aamupäivällä ja iltaan mennessä olivat suunnilleen samalla etäisyydellä kuin olivat olleet edellisenä iltana. Valitettavasti itse en enää onnistunut kuvaamaan, mutta ystävä tuli tässä apuun.

Jupiter ja Venus kuvattuna iltakahdeksalta 2.3.2023 Ylläksellä. Samsung Galaxy S21 FE. Planeettojen etäisyys on 40 kaariminuuttia. Kuva: Jyrki Alamäki.

Tässä viimeisessä kuvassa Venus onkin noussut Jupiterin yläpuolelle, sillä planeettojen kehänopeuksien erosta johtuen niiden keskinäinen sijainti ei pysy taivaalla paikallaan.

Miksi planeettojen etäisyys muuttuu

Oheisessa simulaatiossa on merkitty auringon, maan, Venuksen ja Jupiterin sijainnit toisiinsa nähden (ei ole mittakaavassa, erityisesti auringon suhteen). Maasta on piirretty punainen tähtäyslinja osoittamaan Venuksen ja Jupiterin keskinäiset paikat. Simulaatiossa nähdään, miten maasta katsottuna Venus ehtii kulkemaan samassa ajassa huomattavasti pitemmän matkan verrattuna Jupiteriin.

Simulaatio planeettojen liikkeestä 21.2 – 10.3.2023 välisenä aikana. Tehty Python-ohjelmalla käyttäen ReBound-aliohjelmaa, jolla saadaan haettua aurinkokunnan kappaleiden kiertoradat Nasan Horizon-tietokannasta.

Ilmaisella Stellarium-ohjelmalla voi tutkailla oman kotipaikan (tai minkä vain paikan) koordinaateilla tähtitaivaan tapahtumia ja sillä voi myös katsella kohteiden koordinaattijoukkoja eli efemeridejä haluttuina aikajaksoina.

Jupiterin ja Venuksen efemiridit iltaseitsemältä aikajaksolla 28.2 – 2.3.2023 katsottuna Lappeenrannasta.

Kuvasta nähdään, miten Venus kiipeää Jupiterin yläpuolelle oltuaan vain kaksi iltaa aiemmin selkeästi sen alapuolella. Stellariumilla voi myös kätevästi mitata planeettojen väliset etäisyydet, jotka on merkitty havaintoihin.

Kategoriat: Havaitseminen | Avainsanoina , , | Kommentit pois päältä artikkelissa Jupiterin ja Venuksen kohtaaminen

Muisteloissa nyt tähtikuvaaja Akira Fujii

Julkaistu: 17.1.2023 | Kirjoittanut: Martti Muinonen

Ainakin vanhempien tähtiharrastajien tuntema ja arvostettu tähtikuvaaja Akira Fujii kuoli 81-joulukuussa 2022. Hän valokuvasi lähes yksinomaan perinteiselle ja suuriformaattiselle värifilmille. Fujiin laaja-alaiset tähtikuvat ovat olleet hänen tunnusmerkkinsä lähes neljän vuosikymmenen ajan. Hän toimi myös Sky & Telescopen avustavana valokuvaajana vuodesta 1991.

Akira Fujii tunnetaan ”harrastepiireissä” monipuolisena tähtiharrastajana. Akira syntyi vuonna 1941 ja valmistui graafiseksi muotoilijaksi 1961. Työuransa hän aloitti kustantajana, taittotaiteilijana sekä kirjojen ja aikakauslehtien kirjoittajana. Yksi hänen julkaisunsa oli suosittu neljännesvuosittain ilmestyvä Hoshi No Techou -lehti ”tähtien käsikirja” sekä kuuden lastenkirjan sarja tähdistä, joka osoittautui erittäin suosituiksi. Toinen suuri julkaisu oli 12 kovakantisen kirjan sarja, joka ilmestyi kuukausittain vuonna 1994. Se innosti yötaivaan katseluun ja opetti tähtitiedettä lapsille sekä aikuisille. Näitä julkaisuja yhdistävä olentona tai niiden logona on sydäntä lämmittävä pandamainen koiranpentu nimeltä Chiro (kosmos). Tosielämässä Chiro oli ollut Fujiin rakas koirakumppani monta vuotta karkottaen kerran jopa karhun Akiran observatoriosta. Chiron patsas on edelleen vahdissa Chiro-observatorion aulassa ja Chiro-logo on kuvassakin Akiran Newtonin kyljessä.

Vuosina 1974 – 1984 Fujii isännöi ”Invitation to Starlit Skies” -tähtijuhliaan Azuma-vuorella. Tämä tapahtuma keräsi usein 2 000 osallistujaa, joista monet toivat mukanaan omatekoisia kaukoputkia. Tapahtuma inspiroi nuorempaa nousevaa tähtikuvaajaa Shigemi Numazawaa luomaan Japaniin nykypäivän vuotuiset suuret Tainai Star Party-tapahtuman. 1990-luvun puolivälissä Fujii rakensi Chiron eteläisen observatorionsa Perthin ulkopuolelle Länsi-Australiaan, ja sai siten kuvatuksi myös eteläisen taivaanpallon kohteita. Kun Halleyn pyrstötähti palasi vuonna 1986, Fujii kiersi Japania mukana perävaunussaan 24 tuuman peilikaukoputki, jolla hän tarjosi suurelle yleisölle näkymiä komeetasta ja muista tähtikohteista. Hän esiintyi myös usein NHK-TV-lähetyksissä edistäen tähtiharrastusta.

Fujii vietti suuren osan ajastaan Shirakawassa. Sinne hän rakensi Chiro-observatorionsa, josta tuli pian kokoontumispaikka kymmenille tähtien, optiikan, mekaanisten laitteiden sekä tietokoneiden harrastajille. Observatoriossa oli laadukkaat omatekoiset havaintovälineet: 12″ – 33” tuumaisia peilikaukoputkia ja monenlaisia komeetta- ja meteorikameroita periaatteella ”pidetään hauskaa kaikessa mitä teemme.”

Fujiita voi pitää viimeisenä filmille kuvanneena tähtivalokuvaajana, kuten meillä lintukuvauksessa Hannu Hautalaa. Akiira pystyi ottamaan filmeistä kaiken irti, ja kuvat kestävät nykykatselua sekä vertailu digikuviin. Hänellä on laaja kuvakokoelma erityisesti tähdistöistä, planeetoista tähtien seassa, viirukuvista, pimennyskuvista sekä komeetoista. Kuvia on helpointa katsoa David Malinin sivustolla osoitteessa https://www.davidmalin.com/.
Akira Fujii on syvästi nöyrä mies, joka houkutteli monia tähtiharrastukseen omistautumalla opettamaan tähtitaivasta ja -harrastusta nuorille. Vuonna 1993 Kansainvälinen tähtitieteellinen liitto IAU nimesi pikkuplaneetan 3872 Akirafujiiksi. Hieno kunnianosoitus hienolle miehelle.

Kategoriat: Historiaa | Kommentit pois päältä artikkelissa Muisteloissa nyt tähtikuvaaja Akira Fujii

Komeetanpyydystäjä Don Machholz 1952-2022

Julkaistu: 29.12.2022 | Kirjoittanut: Martti Muinonen

Visuaalisen tähtiharrastuksen yksi erikoisalue hyytyi elokuussa, kun Covid vei mennessään Don Machholzin. Hän oli ja on yksi maailman parhaista ja eniten pyrstötähtiä visuaalisesti löytäneistä tähtiharrastajista.

Machholz syntyi 1952 Portsmouthissa ja alkoi harrastaa tähtiä jo 8 vuoden iässä. Työkaluna hänellä oli alussa ”perinteisesti” 1950-luvun 50 mm:n refraktori ja sittemmin pääosin itse rakennetut peilikaukoputket.

1975 hän käynnisti oman komeettojen pyydystysprojektinsa. Ensimmäinen löytö 1987 vei ”vain ” 1700 tuntia ja seuraava taas1724 tuntia. Kaikkiaan Machholz käytti löytämiensä ja hänen nimeään kantavien 12 komeettojensa etsintään vuosina 1978 -2018 noin 9000 tuntia! Hänen havaintopaikkansa oli aluksi Kaliforniassa, mutta myöhemmin pääosin Arizonassa sijaitseva aavikko-ranch, jolla hän asui vaimonsa kanssa.
Komeettojen etsimiseen hän käytti perinteistä visuaalista menetelmää, jossa taivasta pyyhitään usein aamuhämärissä systemaattisesti ”käsityönä” laajakulmaokulaarisella valovoimaisella kaukoputkella. Don käytti kotitekoista 10 tuumaan peilikaukoputkea ja osin kotitekoista 29 x 130 kiikarikaukoputkea. Jotkut löydöt hän teki omistamallaan 32 vuotta vanhalla 8-tuumaisella Criterion peilikaukoputkella.

Machholz oli komeettojen etsijänä luonnollisesti myös kokenut deep-sky-havaitsija osallistuen moniin Messier-maratoneihin. Machholz kirjoitti kirjat The Observing Guide to the Messier Marthon: A Handbook and Atlas, Decade of Comets: A tudy of 33 Comets Discovered by Amateur Astronomers ja kirjan An Observer’s Guide to to Comet Hale-Bobb. Lisäksi hän kirjoitti aiheesta useista artikkeleita sekä kolumneja.

Machholz jäänee viimeiseksi visuaaliharrastajaksi, joka on löytänyt näin paljon komeettoja. Vielä 1970-luvulla harrastajat löysivät visuaalisesti 6-8 komeettaa vuodessa, mutta eivät enää. Syy on yksinkertainen. Näitä visualaisesti komeettoja etsiviä ”okulaari-äijiä” ei enää juurikaan ole. Nykyään komeetat löydetään pääosin ammattimaisesti automaattiteleskoopeilla.

Don löysi 12 komeettaa noin 40 vuoden aikana ja hän käytti tähän etsintään noin 9000 tuntia. Karkeasta arvioituna hän siis käytti noin 5 tuntia joka viikko 40 vuotta okulaarin ääressä. Kun huomioi, että joka viikolla tai joka yönä ei voinut varmastikaan havaita, on tuntimäärä järkyttävän suuri. Lisäksi komeettoja etsitään pääosin aamu- ja iltahämärissä, mikä tekee etsinnästä haastavaa. Respect to Don.

Kategoriat: Historiaa | Kommentit pois päältä artikkelissa Komeetanpyydystäjä Don Machholz 1952-2022

Käytä James Webbin avaruusteleskoopin kuvia

Julkaistu: 29.11.2022 | Kirjoittanut: Jari Backman

Avaruusteleskoopin kuvien käyttämiseksi esitetään tässä kaksi tapaa: joko samantien käyt värittämään valmiita pohjia tai haastavammin haet kalibroidut raakakuvat Nasan palvelimelta ja käsittelet ne Pixinsight-ohjelmalla.

1. Väritä valmiit kuvapohjat mieleiseksesi

Puolentoista miljoonan kilometrin päässä oleva teleskooppi kuvaa NIRCAM kamerallaan vain infrapuna-alueella, joka ei ihmissilmälle erotu. Kamera yleensä käyttää kuutta eri infrapunasuodinta aallonpituuksien alueilla 900 nm – 4700 nm. Itse kamera on mustavalkoinen ja suodin päästää kullakin aallonpituudella vain kapean kaistan läpi valoa. Siksi esitettävät kuvat jaetaan Hubble-teleskoopin tapaan näkyvän spektrin aallonpituuksien mukaisiksi, jolloin ne ovat meille helpommin näkyviä.

Eli lyhyimmän aallonpituuden suotimen läpi otetut kuvat värittyvät pääosin sinertäviksi, keskemmällä vihertäviksi ja pisimmillä punertaviksi. Tämä on hyvä periaate kolmella eri suotimella, mutta parhaimmillaan NIRCAMilla on ollut kohteita kuudella suotimella. Tällöin voi joko yhdistää aina kaksi suodinta yhdeksi tai sitten valita värejä päävärien yhdistelmistä. Tässä oikeastaan on mielikuvitus rajana.

Ja nopeasti pääsetkin värittämään (joskin hieman rajatulla tarkkuudella) alla linkitettyjen sivujen kautta. Siinä on käytetty kolmessa eri syvän taivaan kohteessa kolmea mustavalkoista suodinkuvaa, jotka on merkitty siniseksi, vihreäksi ja punaiseksi. Käytössäsi on säätimet kullekin kuvalle värin, kylläisyyden ja kirkkauden arvoilla. Väritysvaihtoehtoja tulee siis paljon! Ohessa esimerkiksi kuusi erilaista lopputulosta eteläiselle rengassumulle.

Eteläinen rengassumu erilaisilla väritysmuuttujilla.

Voit harjoittaa omia taitojasi kolmella Webb-teleskoopin ottamalle kuvasarjalle. Ei muuta kuin kokeilemaan.

2. Hae Webb-teleskoopin raakakuvat ja käsittele ne Pixinsightilla

Voit halutessasi itse ladata Webb-teleskoopin raakakuvat ja muokata niitä kuvankäsittelyn avulla omien tähtivalokuvien tuottamiseksi.

2.1 Raakakuvien hankinta Nasalta

NASA on asettanut James Webbin avaruusteleskoopin (JWST) tiedot ladattavaksi, jotta kuka tahansa voi käsitellä niitä itse. Kuvat ovat saatavilla MAST-portaalissa, joka on Barbara Mikulskin, eläkkeellä olevan yhdysvaltalaisen senaattorin ja vankkumattoman avaruustutkimuksen kannattajan mukaan nimetty arkisto.

Haetaan kokeeksi Eteläisen rengassumun kuvia portaalista. Napsauttamalla edellä linkitetyn sivun yläreunassa olevaa Tarkennettua hakua (Advanced search) avautuu uusi valintaikkuna, Mast Advanced Search.

  • Kirjoita oikealla olevaan ’Mission’-kenttään JWST
  • Kirjoita ’Instrument’-kenttään Nircam
  • Kirjoita ’Object Name or Position’-kenttään NGC3132

Sivun yläosassa pitäisi nyt olla tiedostojen määrä 6. Paina lopuksi yläreunasta ’Search’

Mast-portaalin ensivalinnat

Sinulle avautuu kuuden tiedoston välilehti (Mast: NGC3132) eri suodintuloksista. Kuitenkin tällä kertaa valitaan kolme suodinta, sinistä väriä varten f090w, vihreää varten f212n ja punaista varten f44w (listassa ensimmäinen f444w, toinen on oikeastaan f444w – f470n, lisätiedot ovat kolmen pisteen ikonin takana). Kun olet nämä valinnut, tiedot voit siirtää latauskoriin klikkaamalla välilehden yläriviltä korin näköisestä ikonia (Add data …)

Kolmen suodintiedoston valinta

Tiedoston latausikkuna (Download Manager) avautuu ja siihen tulee hetken kuluttua valitsemasi suotimet. Vielä kannattaa vähentää tiedostoja ja valita vain i2d.fits-päättyvät tiedostot lataamisajan optimoimiseksi. Tiedostot vievät paljon tilaa, pelkästään nämä kolme ovat yli yhden gitatavun suuruiset ja lataamiseen kannattaa varata aikaa. Aloita lataus oikean yläreunan ’Download’-painikkeesta.

Portaalilta valittavat fits-tiedostot valittuina.

FITS on lyhenne sanoista Flexible Image Transport System ja nimensä mukaisesti on on tähtitieteessä yleisesti käytetty erittäin joustava tiedostomuoto.

2.2 Kuvien käsittely Pixinsight-ohjelmalla

Kun tiedostot ovat vihdoin tietokoneella, ne ovat MAST-alkuisessa kansiossa, ja siellä JWST alikansiossa kunkin suotimen omassa kansiossaan. Näistä kansiosta tarvitaan vain i2d.fits-tiedostot, joten voit poistaa muut tiedostot.

Ladatuista tiedostoista valitaan kullekin suotimelle vain i2d.fits loppuiset tiedostot.

Espanjalaisen Pleiades Astrophoton PixInsight on tähtitaivaan kuvien käsittelyyn kehitetty ohjelma. Se sisältää hyvin monipuoliset ja tehokkaat työkalut, mutta kieltämättä vaatii myös paljon asiaan tutustumista. Ohjelman suoraviivaisen rakenteen vuoksi käyttäjät voivat itse tehdä ohjelman prosessien ja työkalujen avulla kehittyneitä komentosarjoja.

Sellaisesta vastaa myös Jarmo Ruuthin AutoIntegrate-skripti, jota käyttämällä saamme kuvamme yllättävän helposti esille.

Tallentamasi kolme tiedostoa ovat vielä kokoomatiedostoja sisältäen myös ’turhia’ tiedostoja. Sen vuoksi kannattaa avata kukin tiedosto vuorollaan Pixinsightissa ja poistaa ohjelmasta kaikki muut, paitsi tiedoston, jonka nimen keskellä on SCI-koodi. Poisto tapahtuu yksinkertaisesti klikkaamalla x-kirjainta kunkin tiedoston vasemmasta yläkulmasta. Poistettavat tiedostot ovat kalibroinnissa käytettyjä lisäinformaatiota, jota kuvankäsittelyssä ei välttämättä tarvita.

Nasalta ladatun FITS-kokoomatiedoston kuvatiedostot.

Tallenna tämän jälkeen jäljelle jäänyt SCI-tiedosto oletusasetuksin FITS-tiedostoksi uuteen kansioon. Nimeä voit halutessasi lyhentää. Tee samoin kahden muunkin koontitiedoston kanssa ja tallenna niiden SCI-tiedostot samaan kansioon.

AutoIntegrate-skriptin saat haettua Jarmon sivustolta. Siellä on selkeät ohjeen skriptin asennukseen ja häneltä saa myös nopeasti apua mahdollisissa ongelmissa. Avataan seuraavaksi skripti (Script-valikko) ja valitaan sen oikeasta yläreunasta tiedostojen käsinlataus (Add manually). Tämän jälkeen lataa vuorollaan tiedostot punainen (R, f444w), vihreä (G, f212n) ja sininen (B, f090w). Älä välitä, vaikka ohjelma välillä herjaa puuttuvista tiedostoista, se vain varmistaa, että kaikki värit tulevat ladatuiksi.

Koska JWST:n kuvat ovat huippulaatua ja valmiiksi kalibroitua, kuvien käsittelyssä pärjätään AutoIntegrate-scriptin oletusasetuksilla jo pitkälle.

Eli tämän jälkeen klikataan vain alareunassa ’Run’-laatikkoa ja jäädään odottamaan lopputulosta. Ohjelman ajo kestää noin viisi minuuttia tietokoneesta riippuen ja tuloksena saadaan kuva, josta sitten voi kuvankäsittelyllä jatkaa. Itse yleensä tallennan tämän tif-kuvaksi (16 bittinen), jonka edelleen avaan Photoshopissa viimeistelyä varten.

AutoIntegrate-skriptin kuva Eteläisestä rengassumusta.

Pixinsight-ohjelma on melko hinnakas, 250 $ + ALV. Sitä harkitseva voi tutustua ilmaiseksi ohjelman täysveriseen versioon 45 päivän koeajan avulla. Sen kautta itsekin päädyin ohjelman käyttäjäksi.

Näitä haettuja kuvia voi toki käsitellä muillakin kuvankäsittelyyn erikoistuneilla ohjelmilla, kunhan Nasalta haetut kuvat on saatu muunnettua samankokoisiksi, kohdistettua ja venytettyä lineaarisesta epälineaariseksi. Tähtiharrastajien YouTube-kanava TAIC ja Eric Coles esittävät videolla, miten tällaiset kuvat saadaan 10 minuutissa valmiiksi Photoshopissa.


Kategoriat: Tähtiharrastus | Avainsanoina , , , , , , , | Kommentit pois päältä artikkelissa Käytä James Webbin avaruusteleskoopin kuvia