R Monocerotis

Un obiect care devine superb după câteva secunde de expunere este steaua RMonocerotis (variabilă, mag 12), care are în jurul ei o nebuloasă: NGC 2261 sau „Hubble Variable Nebula”.

Rmono - map

Hartă pentru R Monocerotis

O găsim între Gemini și Orion, adică foarte sus pe cer în perioada de iarnă. „Păcat” că sunt multe stele în această zonă și nu este ușor de identificat cu ochiul prin instrument.

Totuși, pentru cine s-a plictisit de M42, Pleiade, Preasepe și roiurile de iarnă….. RMono merită observată.

Rmonocerotis - 3

ISS

Cu 2000 euro poți ajunge oriunde pe planeta asta, să străbați zeci de mii de km, să poți vedea peșteri, munți, oceane, păduri exotice, cascade, vulcani sau comuna Făcăieni. Dar dacă vrei 400 km în sus? Ai nevoie de ~52 milioane de euro.

Din fericire, Stația Spațială Internațională se plimbă în jurul planetei în așa fel încât să o putem vedea și din România. Chiar dacă nu ajungi să te plimbi prin „pădurea exotică”, putem să ne mulțumim momentan că se rotește ea deasupra capului nostru și putem observa detalii.

În perioada care urmează, 24 ianuarie – 02 februarie, stația se poate observa destul de bine de la noi.

Unul dintre cele mai cunoscute site-uri pentru a observa pe unde va trece stația, este Heavens Above, care vă poate da detalii despre orice satelit artificial, nu doar despre ISS. Aici aveți link către următoarele treceri ale stației văzută din București.

Mulți astronomi amatori folosesc aceste oportunități pentru a prinde ISS-ul peste Lună sau peste Soare. Eu nu am reușit niciodată pentru că mereu am uitat de aceste tranzite.

Pe data de 23 ianuarie 2020, ISS-ul a trecut la numai jumătate de grad față de Venus. Dăcă mergeam spre Breaza, se vedea ISS-ul peste planeta. Super, nu?

Ce să faci să prinzi ISS-ul? Simplu.

  1. Intră pe Heavens Above și în dreapta sus pune coordonatele locului de unde vrei să o vezi.
  2. Site-ul o să-ți genereze o serie de date calendaristice când o să se vadă ISS-ul.

3. Alege data în care vrei să o vezi. Ține cont de strălucirea ISS-ului. Cu cât numărul este mai mic, cu atât înseamnă că o să fie mai strălucitoare. Altitudinea și ora la care se vede sunt la fel de importante. 20 grade înseamnă foarte jos pe cer, iar dacă se vede la ora 16, nu o să se vadă că este încă zi afară.

4. Apasă pe o dată anume și verifică harta stației pe unde o să treacă. Ai ora și zona de unde o să apară și când o să dispară.

5. Ieși afară cu min 5 minute înainte dacă vrei să o observi cu ochiul liber și găsește punctul cardinal de unde o să înceapă să se observe.

De pe terasa Observatorului Astronomic s-a vazut destul de frumos. Din păcate, nu am un aparat foarte bun si nu am luat imagini de detaliu. Am incercat să prind cum ISS-ul își modifică strălucirea și devine la fel de strălucitor ca și Venus.

Mai jos, un video făcut de colegul meu, Mihai Dascălu, cu toate imaginile mele (Canon 450D pe un trepied)+ video făcut de el (Nikon pe un dob de 400mm).

Întâmplări pe câmp …

Pentru observarea asteroidului (38628) Huya care oculta o stea, am fost pe câmp la Ploiești.

Evenimentul s-a produs în noaptea dintre 17 spre 18 martie 2019 la ora 02:44. Pentru că eram singură și voiam să ma asigur că voi găsi câmpul de stele corect, observațiile le-am început imediat după ce m-am dat jos din mașină. Asta undeva în jurul orei 23.

imag1

După montarea instrumentului de 150 mm și căutarea îndelungaaaaaaată a stelei care urma să dispară, am confirmat cu colegii de la Observator (care făceau același lucru din București) că totul este în regulă și că pot începe să iau imagini.

La foarte scurt timp, “nature called”. Nu știu de ce și mă întreb și acum, cum de nu m-am uitat la ceas înainte să fug în casă la baie. Știam foarte bine la ce oră și minut se produce ocultația. Mă gândeam că dacă fug și ajung în câteva secunde, o sa fiu înapoi în maxim 2 minute.

imag2

Cele două minute au fost exact cele în care s-a produs evenimentul astronomic. Comic, nu?!

La întoarcere, am găsit-o pe Robin pe scaun și zeci de mesaje pe webwhatsapp cu “cât de tare s-a văzut!!”. O pisică care a văzut un fenomen astronomic.

huya-v2

P.s.: Laptopul a luat imagini în continuare, fenomenul a fost înregistrat cu succes și de la Ploiești.

 

 

Jupiter

Imagini cu Marea Pată Roșie din dimineața de 6 iulie 2019  din cupola Observatorului Urseanu.

Mai jos m-am jucat eu cu gamma și culorile planetei să pară mai retro, iar după părerea mea a ieșit destul de amuzantă:

Jup_002024_g7_ap56

Am făcut și un gif animat cu filmele luate, dar culoarea este apropiată de cea adevătară:

Jupiter 06.07.2019

Bertha și Urseanu

Dacă te plimbi prin oraș seara, treci pe la Observatorul Astronomic să o vezi pe Bertha – luneta ecuatoriala de 150 mm a lui Urseanu.

Nu fantoma Amiralului se afla în cupolă, ci colegul Mihai Dascălu care lua imagini la planeta Jupiter. Dar oare știa că are Carul Mare chiar deasupra capului?

3

Ziua astronomiei 2019

În fiecare an calendaristic se aleg două zile ale astronomiei, una primăvara și una toamna.  Prima zi a astronomiei în acest an pică pe 11 mai.

Observatoarele astronomice și asociațiile de astronomi amatori vor sărbători această zi prin diverse activități. Mai jos găsiți unde și când puteți merge să participați la observații astronomie, prezentări sau diverse activități pentru popularizarea astronomiei.

București – 11 mai 2019
Observatorul Astronomic Urseanu este deschis între 21:00 – 03:30 pentru vizitarea expoziției permanente și observații nocturne. afis astro 11 mai.jpg

București – 25 mai 2019
Revista Știință și Tehnică vă invită la festivalul anual Astrofest în cadrul mall-ului ParkLake
ASTROFEST2019-731x1024.jpg

Bacău – 11 mai 2019
Observatorul Victor Anestin este deschis între orele 08:00-16:00 pentru vizitare și planetariu.
Victor Anestin - Bacau

Timișoara – 11 mai 2019
Societatea Română pentru Astronomie Culturală vă așteaptă la Iulius Mall Timisoara între orele 19 – 22.
Astronomie culturala - Timisoara.jpg

Cluj – 11 mai 2019
Societatea Română pentru Astronomie Culturală vă așteaptă în Parcul Central, lânga Casino, între orele 18-22 pentru observații astronomice nocturne.
Societatea Romana pentru Astronomie Culturala - Cluj.jpg

Galați – 11 mai 2019
Complexul Muzeal de Științele Naturii „Rasvan Angheluta” Galați va marca acest eveniment printr- serie de activități, după următorul program: 19.00 – 24.00
Complexul Muzeal al Stiintelor Naturii - Galati.jpg

Constanța – 11 mai 2019
Momentan Planetariul din Constața nu a anunțat un program special. Mai multe detalii aici.

Târgoviște – 11 mai 2019 
Societatea Astronomică Română de Meteori sigur vor avea un program de observații nocturne. Momentan neanunțat. Detalii aici.

Asteroizi și stele

Pe data de 8 martie la ora 19:37UT, asteroidul (349) Dembowska a trecut peste o stea din constelația Leo. Mai exact steaua UCAC4 – 540-051207. Fenomenul de occultație a durat 10 secunde. Foarte puțin!

Dembowska este un asteroid din centura principală dintre Marte și Jupiter. Are un diametru de 140 km, iar la suprafață prezintă silicați: fier, nichel și magneziu. Strălucirea asteroidului a fost de 10.4, iar steaua 11.5.

Mai jos, puteți vedea o scurtă animație a fenomenului și cum cele două se despart aparent.

dembowska-elisabeta

Pe 18 martie la ora 00:53UT un alt asteroid, (38628) Huya a occultat steaua UCAC4-417-065503 din Ophiucus.

Huya are o magnitudine mult mai scăzuta de 19 și nu se vede în imaginile de mai jos. Asteroidul se află în centura Kuiper, are un satelit și este posibil planetă pitică datorită diametrului de peste 400km. Momentan nu se cunoaște în detaliu forma acestui obiect și nu este clasificat ca planetă pitică. Totuși, se poate observa cum dispare steaua peste care a trecut. Fenomenul a durat 44 secunde.

huya-elisabeta

Ambele fenomene au fost observate de lângă Ploiești cu CCD QHY6, refractor 150mm.

Luna și Saturn

În seara de 11 noiembrie 2018, Saturn s-a aflat la 22″ de marginea discului lunar. O apropiere destul de strânsă care a meritat fotografiată.

Nu mă pricep la astrofotografie, sunt sigură că există multe alte imagini mai reușite decât asta.

Imaginea a fost luată de pe terasa Observarvatorului Astronomic cu Explore Scientific (al observatorului) 127 mm.

Se vede Saturn cu sateliții în partea de jos a imaginii. Cel mai strălucitor (în partea dreaptă) este Titan, lângă este Rhea, iar în partea stângă se vede Dione.

bettysaturn.jpg

Saturn și sateliții. Simulare în TheSky la ora 18:30

Mai jos este un time-lapse în timp ce așteptam cea mai strânsă apropiere între cele două obiecte:

Marte cât Luna ……. de frumoasă

În această perioadă ne-am tot întâlnit cu știri care prezintă incorect apropierea planetei Marte de Pământ, “un eveniment ce se produce o dată la 35 000 ani”. Această știre apare o dată la 15 ani deoarece întradevăr se produce un eveniment astronomic frumos.

Opoziția planetei Marte se produce o dată la doi ani. Atunci când planeta noastră și Marte sunt pe aceași linie. O dată la 15-18 ani, cele două se întâlnesc la cea mai mică distanță între ele pe orbită.  Mai jos este o simulare a apropierii din data de 31 iulie 2018.

marea apropiere

Marea apropiere 31 iulie 2018

Luna, se află la o distanță medie de aprox 380 000 km de noi și este un obiect cam de 4 ori mai mic decât planeta noastră. Marte se va afla astăzi la aprox 58 000 000 km iar diametrul planetei este de două ori mai mic decât al Terrei.

Dacă facem un calcul mic și scurt, aflăm că planeta Marte să aibă același diametru pe cer ca Luna, ar trebui să se afle la 766 000 km departare de noi. Simulare cu planeta Marte la această distanță mai jos.

Marte la distanta de 766 000 km de Pământ

Din păcate, acest lucru nu este posibil, iar dacă planeta dintr-un motiv foarte ciudat s-ar afla la această distanță de noi, nu ne-ar face plăcere, chiar dacă pentru câteva ore cât timp se aproprie de noi, am vedea planeta foarte frumos.

Totuși, nu trebuie să fiți dezamăgiți! Planeta Marte se va vedea super prin instrumentele astronomice. Chiar și cu ochiul liber, Marte se prezintă ca un astru foarte strălucitor roșiatic. Prin instrumente astronomice, veți putea vedea cu ochii voștri detalii de pe suprafața planetei, inclusiv calotele polare.

Marte și Luna la aceasi marime aparenta

Marte se va vedea foarte frumos pe cer și în următoarea perioadă timp de 3 luni. Pentru mai multe detalii despre marea opoziție, aici: http://www.astro-urseanu.ro/marte-opozitie-2018.html

Cer senin!

NuSTAR

Nuclear Spectroscopic Telescope Array

nustar image.jpg

I. Introducere

Voi descrie funcționarea unui telescop spațial ce observă radiația-X emisă de obiectele cosmice, de la designul opticii, la tipul de dector folosit, în cazul telescopului spațial NuSTAR.

Pentru colectarea fotonilor în cazul razelor-X, care nu trec prin atmosfera planetei noastre, ne trebuie o altă abordare, generată de reflexia sub unghi mic a razelor-X. Datorită energiei mari a razelor-X, ele tind să treacă prin orice tip de material, inclusiv oglinzi. Orientarea obișnuită (perpendiculară pe axa optică) a unei oglinzi de telescop, ca în domeniul optic, infraroșu sau radio, nu ar focaliza razele-X. Înclinarea oglinzii trebuie să fie mică, deoarece razele-X se reflectă sub un unghi de incidență mic, în funcție de energia fotonilor.

Telescoapele cu raze-X trebuie să aiba oglinzi care sunt realizate din materiale care vor reflecta fotonii cu energii înalte (de raze-X). Unul din subiectele importante în acest domeniu este tipul de acoperire a oglinzilor, tipul de acoperire poate duce la o gamă spectrală mai larga în colectarea razelor-X. Un alt subiect abordat este cel al detectorului pe care se focalizează razele-X.

II. Misiunea NuSTAR

NuSTAR este un proiect finantaț de NASA și a fost lansat cu succes în 2011. Misiunea principală constă în studierea emisiilor galactice și intergalactice de radiație-X.

Iată câteva din obiectivele misiunii:

Localizarea găurilor negre masive prin observarea câmpurilor în care se află galaxii primordiale. Ciocnirea gazului interstelar/intergalactic cu orizontul de eveniment duce la creșterea temperaturii și emisia de radiație-X;

Studiul populației de obiecte compacte din zonele dense ale galaxiei, prin observarea zonei centrale a acesteia. În zonele dense se întâlnesc stele în stadii finale de evoluție, ale căror nuclee ating temperaturi foarte mari;

Înțelegerea dinamicii exploziei și a nucleozinstezei în nucleele colapsate ale stelelor prin observarea resturilor de supernovă. La colapsul unei stele, materia este supusă la temparaturi de ordinul a miliarde de grade.

III. Oglinzi pentru telescoape în radiație-X

Focalizarea luminii vizibile cu ajutorul lentilelor sau oglinzii este cunoscută de peste 400 ani, dar tehnica focalizării razelor-X este o rezolvare recentă. Hans Wolter este cel care a descoperit tehnica focalizării razelor-X în 1952, iar acest model optic, care astăzi se numește Wolter 1, se folosește la construcția telescoapelor de raze-X. Telescoapele de tip Wolter-I reflectă razele-X în doi pași, o dată folosind oglinzi parabolice, iar în pasul doi, folosind oglinzi hiperbolice.

Suprafețele oglinzilor sunt aproape paralele cu intrarea razelor-X, ce permite ca raza-X să fie reflectată, nu absorbită.

Optica telescopului spațial NuSTAR este tip Wolter 1, continând oglinzi concentrice acoperite cu straturi de Pt/SiC și W/Si (Platina/Carbura de Siliciu și Wolfram/Siliciu). Lungimea totală este de 450 mm, raza maximă 191 mm și lungimea focală de 10 m. NuSTAR este compus din două module, fiecare având 38 kg, iar sistemul optic are intervalul spectral între 3 -79 KeV.

Fiecare strat al opticii telescopului are formă conică și o parte superioară-inferioară echivalente cu o secțiune parabolica-hiperbolică a tipului de optică Wolter 1.

Fiecare strat este compus din segmente multiple de sticlă acoperite cu straturi pentru a crește reflectivitatea. Reflectivitatea crescută datorată acoperirii oglinzilor, împreună cu înclinarea mică a acestora, duce la un domeniu spectral între 7-79 keV și un câmp vizual de 12/12 minute arc.

Domeniul spectral lat de observație se datorează și distanței focalei mari a telescopului.

În total optica este compusă din 133 straturi concentrice de oglinzi. Straturile de oglinzi sunt montate pe o structură de titanium.  Acoperirea acestora este din platina-siliciu-carbon, platina-carbon și tungsten-siliciu.

Telescoapele spațiale anterioare Chandra, XMM -Newton și Einstein au folosit pentru acoperirea oglinzilor un singur strat de iridium sau aur pentru reflexie și focalizarea razelor-X.


Pentru o sensibilitate mai mare în lungimea de undă observată, unghiul sub care sunt înclinate oglinzile este mai mic decât unghiul critic sub care o rază este reflectată total. Unghiul critic depinde de energia razelor-X și materialelor din care este compusă oglinda.


Pentru obținerea unui raport semnal-zgomot bun, oglinzile s-au montat la un unghi de incidență mai mic decât cel critic. Unghiul critic este dependent de energie și material, dat de:
FORMULA

unde „p” este densitatea materialului; „k” numărul de unde pe distanță; „r0” împrăștierea Thompson.

Conform formulei de mai sus pentru reflexia razelor-X cu energie mare trebuie o distanță focală mare a telescopului.

Din cauza limitărilor tehnicii, pentru telescopele spațiale anterioare distanța focală a fost limitată de structura telescopului și nu s-au putut face observații asupra razelor-X cu energie mai mare de 10 keV.

O soluție pentru evitarea distanțelor focalelor mari este acoperirea multistrat a oglinzilor ce reflectă radiația-X.  O acoperire multistrat constă în materiale diferite (cu densitate diferită) dispuse alternativ una peste cealaltă.

Probabilitatea de reflexie la suprafața oglinzii este proporțională cu contrastul de densitate a două materiale, iar acoperirea multistrat este compusă din materiale dense și mai puțin dense tungsten-siliciu și platina-siliciu-carbon. NuSTAR folosește acoperire multistrat și extinde lungimea de undă observată, până la 79 keV.

Reflectivitatea multistratului este datorată a două efecte:

1. Legea lui Bragg
bragg
2. Diferența de densitate a suprafeței de reflexie

IV. Detectorul telescopului NuSTAR

În general, detectoarele cu semiconductori funcționează pe baza distribuției sarcinilor electrice create de interacțiunea dintre fotoni, prin introducerea unui câmp electric extern. Alegerea materialului semiconductor potrivit pentru un astfel de detector este influențată în primul rând de tipul de radiații ce se dorește a fi observat.

Dintre mecanismele diverse de interacțiune ale razelor-X și razelor gamma cu materia, trei efecte au un rol important în producerea radiațiilor: absorbția fotoelectrică, împrăștierea Compton și producerea de perechi. În cazul efectului fotoelectric, fotonul transferă toată energia sa către un electron, care se poate elibera de pe orbita atomică (fotonul incident dispare). Efectul Compton înseamnă un transfer parțial de energie către un electron, iar restul de energie rămâne sub forma unui foton secundar. Producerea de perechi presupune un foton cu energie mai mare de 1,02 MeV, care poate astfel interacționa cu câmpul nucleului, producând o pereche de particule: una pozitivă (pozitron) și cealaltă negativă (electron). Dintre acestea trei, numai efectul fotoelectric rezultă din preluarea totală a energiei fotonului incident și ne poate da informații utile despre energia fotonului. Interacțiunea razelor cu materia depinde în mare măsură de numărul atomic: efectul fotoelectric este mai probabil la elementele grele (probabilitatea variază între Z^4 și Z^5), pentru efectul Compton probabilitatea este Z și Z^2 pentru producerea de perechi. Astfel un detector spectroscopic optim va favoriza interacțiunile fotoelectrice și se vor utiliza materiale semiconductoare cu un număr atomic mare.

Noua generație de telescoape capabile să detecteze radiația-X tare (definită ca intervalul de energii de la 10 eV la sute de eV) constă într-un sistem de focalizare a razelor-X, cât și a unui detector cu rezoluție spațială mare și zgomot de fond mic. Detectorii trebuie protejați de radiația de fundal sau de cea produsă în atmosferă și în electronica folosită.

Aceasta se transpune în lungimea distanței focale. Cu cât focala este mai mare a sistemului optic, cu atat este posibiliă o reflectare a unor energii mai mari. Din acest motiv, misiunile anterioare au fost limitate la obținerea informațiilor până la 10 keV.

Detectorul de radiație constă în doi detectori hibrizi cu senzori de tip CdZnTe (Cadmiu-Zinc-Telur) al cărui anod este atașat direct circuitului de citire, fiecare detector având 20.5×20.5 x 2 mm. Se obține un semnal minim electronic de 250 eV FWHM (full width half maximum), dependent de poziția senzorului și cu o valoare îmbunătățită la energii mai mici. Pentru a obține o rezoluție spectrală nominală este nevoie de calibrări care țin de sarcina electrica a fiecărui pixel și de interacția detectorului cu razele gamma.

Detectorul CdZnTe a fost dezvoltat pentru a fi utlizat în special în astrofizică pentru observarea razelor-X tari și cele gamma. Oferă posibilitatea de a detecta cu o mai bună precizie pozițională și o rezoluție spectrală avansată. În același timp, nu necesită răcire.

Cele două module NuSTAR constau în patru detectori hibrizi CdZnTe. Fiecare detector hibrid are la bază un senzor CdZnTe cu un anod segmentat, cu fiecare pixel atașat la un circuit de citire personalizat ASIC cu zgomot redus.

Detectorii CCD (Charge Couple Device) sunt folosiți în astronomie încă din anii 1980 și sunt direct responsabili pentru multe din descoperirile importante din astronomia observațională. Când un pixel de pe rețeaua de pixeli a CCD-ului este lovit de un foton de radiație-X, o sarcină proporțională cu energia fotonului este depozitată în CCD. După terminarea expunerii, sarcina fiecarui pixel este citită.

Materialele semiconductoare cum sunt telurura de cadmiu (CdTe) și telurura de cadmiu-zinc (CdZnTe) sunt preferate pentru utilizare la instrumentele astronomice pentru razele-X tari pentru că, în comparație cu senzorii pe baza de halogenuri alcaline, au o rezoluție spectrală superioară.

Aceste materiale au un număr atomic cu valoare ridicată (48 la cadmiu și 52 telurul) și o zonă de energie interzisă destul de întinsă (∼ 1.5 eV) încât să permită utilizarea la temperatura camerei. Datorită acestor avantaje, detectoarele cosmice de raze-X tari care folosesc CdZnTe și CdTe funcționează deja pe sateliții Swift5 și, respectiv, INTEGRAL6.

V. Procese fizice observate

1. Sondarea activitații Nucleului Galactic Activ, prin observarea unor zone de cer selectate.

2. Studiul populațiilor/grupurilor de obiecte compacte care emit raze-X tari în galaxie, prin cartografierea regiunii centrale a Căii Lactee.

3. Studierea radiațiilor non-termale din rezidurile de supernove tinere/recente, atât continuumul de raze-X cât și emisiile de elementul radioactiv 44 Ti.

4. Observarea quasarilor prin metode multiple simultane: telescoape TeV, optice si radiotelescoape aflate la sol, precum și cu telescopul spațial Fermi și satelitul Swift, pentru a surprinde structura jeturilor astrofizice.

5. Observarea emisiilor liniare și continue din colapsul supernovelor din Grupul Local și altor evenimente de tipul Ia supernove, pentru crearea de modele ale exploziilor. În anii de funcționare, NuSTAR va activa și un program larg de observații.

Bibliografie

1. Semiconductor Radiation Detection Systems, 2010 by Taylor and Francis Group;
2. Optimizations of Pt/SiC and W/Si multilayers for the Nuclear Spectroscopic Telescope Array, 2009 by Kristin K. Madsen, Fiona A. Harrison;
3. Development of Focal Plane Detectors for the Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) Mission, 2009 by Vikram R. Rana, Walter R. Cook III;
4. Imagine the Universe
5. NASA NuSTAR