Eksoplaneettoja metsästämässä, osa 2

AstroImageJ-ohjelman ruutukaappaus. Vihreällä merkitty
tähti on WASP-33 ja punaisella merkityt vertailutähtiä.
Kuva Jouni Raunio.

Teksti Jouni Raunio

On lokakuun alkupuolen arkipäivä ja tavallisen tähtiharrastajan tapojen mukaisesti tutkin jo hyvissä ajoin iltapäivällä ennusteita tulevan yön säästä. Se ei ole kovinkaan tarpeellista juuri nyt, sillä meneillään on jo useammankin peräkkäisen tähtikirkkaan yön putki. Edellinen vastaava koettiin elokuussa ja hieman lyhyempi vielä syyskuussa. Tämä syksy onkin ollut tähtiharrastajan kannalta paras miesmuistiin ja suorastaan varsinaista kulta-aikaa.

Torstaina 8.10.2015 Tampereen Ursan TUTTI-ryhmä (Tampereen Ursan TiedeTiimi) kokoontui viikoittaiseen tapaamiseensa. Paikalle olivat saapuneet allekirjoittaneen lisäksi Matti Koskinen ja Tomi Hyvönen. Koska luvassa olisi pilvetön, kirkas ja tuuleton yö, olimme jo hyvissä ajoin päivällä sopineet tulevan illan havaintokohteen. Se tulisi olemaan eksoplaneetta WASP-33b! Havaintokohde valittiin ETD:n (Exoplanet Transit Database) ehdottamien kohteiden joukosta karsimalla aluksi yksi kerrallaan pois epäsopivat kohteet. Lopullinen havaintokohde valittiin tähtitornin maastoesteiden, ylikulun ajankohdan, tuulisuuden, kuun sijainnin ja vaiheen perusteella.

Pimeän saavuttua noin klo 21 aikaisemmin päivällä tähtitornin tasanteelle pystytetty kuvauslaitteisto suunnattiin tietokoneella etäohjatusti hyvissä ajoin ennen havaintojen alkua kohti illan tulevaa havaintokohdetta mukavasti lämpimässä sisällä istuen. Ensin tarkistetaan kaukoputken asema tähtitaivaalla muutamalla koevalotuksella, suoritetaan kentän ratkaisu, synkronoidaan putki ja lopuksi uudelleen asemoidaan se. PinPoint-, MaximDL-, EQASCOM- ja TheSkyX-ohjelmistot yhdessä hoitavat tämän helposti ja niiden avulla voi jälkikäteen tehtävää analysointia helpottaakseen lisätä WCS-koordinaatit FIT-tiedekuvan metadataan joko suoraan kuvauksen aikana tai jälkikäteen eräajona.

Defokusoimme kaukoputken sopivan reippaasti ohi optimin FocusMax:illa ja käytimme lisäksi punaista LRGB-suodatinta päätyen sopivaan osavalotusten valotusaikaan, joka tulisi olemaan 10 sekuntia. Seurannan korjausta lyhyillä valotusajoilla ei ole tarpeen käyttää, jos seurantakoneisto on edes kohtalaisesti napasuunnattu. Havaintotuloksena dataa tulisi kertymään vajaan neljän tunnin havaintojakson aikana noin 400 kuvaa eli vajaa kaksi GB dataa.

WASP-33-tähti on kuvassa vasemmalla Andromedan ja Kolmion rajan
tuntumassa. Oikealla oleva iso musta läikkä on Andromedan galaksi.
Kuva Kari A. Kuure.

Kuvauksessa käytimme jalustaa, jonka seurantakoneisto on napasuunnattu PemPro-ohjelmalla. Jokaisessa jalustassa, oli se miten kallis tahansa, esiintyy ns. periodista virhettä johtuen mekaanisten osien pienistä virheistä. PemPro on alun perin kehitetty nauhoittamaan näitä PE-virheitä ja sitten varsinaisen käytön aikana PEC-kompensoimaan niitä. PemPro sisältää toisenkin hyödyllisen ominaisuuden, jonka avulla voi napasuunnata ekvatoriaalisen jalustan erittäin tarkasti valumismenetelmää (Drift Align) hyväksi käyttäen. Etuna tässä on, että ohjelma analysoi suoraan CCD-kameran tuottamia kuvia, eikä itse kuvauslaitteistoa tarvitse purkaa.

Puolisen tuntia ennen H-hetkeä tuolla kaukana satojen valovuosien päässä yhden tähden yksi planeetta oli aloittamassa meiltä katsoen ylikulun emotähtensä editse. Ennen varsinaisen tiedekuvauksen aloittamista otimme koevalotukset, mittasimme kuvakentän tähtien FWHM-arvot (puoliarvoleveys) ja pikseleiden maksimi kirkkaudet eli ADU:t CCD Inspectorilla. CCD Inspector on ohjelma, jolla yleensä säädetään CCD-kameran kuvakennoa kohtisuoraksi optisen akselin suhteen, mutta sillä voi myös monitoroida kuvien laatua reaaliajassa.

Kuvasarjan tallentaminen käynnistetään sopivasti ennen itse varsinaista ylikulkua ja jatketaan vastaavasti ylikulun jälkeen, jotta saataisiin vertailukelpoista mittausdataa itse tähdestä ilman planeetan tähden kirkkauteen aiheuttavaa himmentävää vaikutusta. Kun kuvausprosessi on saatu käyntiin, ei yleensä tarvitse tehdä muuta kuin valvoa, että tekniikka toimii sujuvasti. Yleensä se toimiikin, mutta kun on paljon ns. liikkuvia osia, nukkuakaan ei voi vaikka miten mieli tekisi.

Nelisen tuntia myöhemmin huomasin olevani yksin tähtitornilla muiden joutuessa Nukkumatin vaikutuksen alaiseksi ja kuvausten olevan ohi tältä yöltä. Jätin putken ulos lämmitetyn suojan alle ja suuntasin kohti kotia. Kun sinne saavuin, olivat kuvat jo siellä kotikoneella valmiiksi odottamassa. Data oli liikkunut tietoliikennelinjoja pitkin nopeammin kuin minä polkupyöräni kanssa. Laitoin kuvat ZIP-pakettiin, latasin sen Internettiin ja jätin kollegoille viestin, että nyt saisi alkaa taas tutkia uutta ja tuoretta havaintodataa.

Lyhenteet

TUTTI = Tampereen Ursan TiedeTiimi

ETD = Exoplanet Transit Database http://var2.astro.cz/ETD/

CCD = Charge-couple Device

WCS = World Coordinate System

FWHM = Full Width Half Maximum

ADU = Analog-to-Digital Unit

Linkit

Eksoplaneettoja etsimässä, osa 1

Eksoplaneettoja etsimässä, osa 3