Photometrie in der Astrophysik
4.16

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Photometrie in der Astrophysik

Termin

  • Versuchsbeginn: 9:00 Uhr
  • Versuchsstandort: S2|11 – 2 oder remote über Zoom nach Absprache
  • Betreuer: Tobias Gesser und Cedric Wenz

Anmeldeportal F-Praktikum (opens in new tab)

Die Photometrie gehört, neben der Spektroskopie und der Astrometrie, zu den grundlegenden quantitativen Methoden der Astronomie. Das Prinzip ist einfach: Es geht darum, die “Helligkeit” eines astrophysikalischen Objekts, z.B. eines einzelnen Sterns, in einem bestimmten Wellenlängenintervall zu messen. Dabei wird die “Helligkeit” physikalisch durch den gemessenen Strahlungsfluss quantifiziert, also die Energiemenge, die in Form von elektromagnetischen Wellen bzw. Photonen pro Zeit auf einer Detektorfläche auftrifft.

In diesem Versuch werden Sie mit den grundlegenden Techniken der Photometrie mit bildgebenden Sensoren und einigen besonders interessanten astrophysikalischen Anwendungen vertraut gemacht. Sie werden die Lichtkurven zweier unterschiedlicher astronomischer Objekte – eines Exoplaneten und eines kurzperiodischen veränderlichen Sterns – beobachten und analysieren. Für die Beobachtungen steht das TURMX Observatorium zur Verfügung. Es handelt sich um ein komplett ferngesteuertes und automatisiertes Observatorium in einem entlegenen Ort in der Extremadura, Spanien mit sehr guten Beobachtungsbedingungen. Sie beschäftigen sich in diesem Versuch mit einem breiten Spektrum von Themen von den Grundlagen der Astronomie und Astrophysik, über instrumentelle Aspekte, bis hin zu den Besonderheiten eines fern- bzw. computergesteuerten Experimentes.

Versuchsanleitung (opens in new tab)

C. R. Kitchin – Telescopes and Techniques – Springer (2013) (opens in new tab)

Besonders einfache und kompakte Darstellung zu den Grundlagen in den Kapiteln 1 (Types of Telescopes), 2 (Telescope Optics), 4 (Positions in the Sky), 6 (Telescope Mountings), 9 (Detectors and Imaging) und 11 (Photometry).

H. Karttunen et al. – Fundamental Astronomy – Springer (2017) (opens in new tab)

Ein Standardwerk der Astronomie, besonders relevant sind die Kapitel 2 (Spherical Astronomy), 3 (Observations and Instruments), 4 (Photometric Concepts and Magnitudes), 14 (Variable Stars), und 22 (Exoplanets).

A. Hanslmeier – Einführung in die Astronomie und Astrophysik – Springer (2014) (opens in new tab)

Ein deutschsprachiges Standardwerk, allerdings nicht so gut wie die beiden ersten Quellen. Relevant sind die Kapitel 2 (Sphärische Astronomie), 5 (Astronomische Instrumente), 11.8 (Veränderliche Sterne), 16.2 (Entdeckung extrasolarer Planetensysteme).

M. Perryman – The Exoplanet Handbook – Cambridge (2018) (opens in new tab)

Eine großartiges Kompendium zu allem was es zu Exoplanenten zu wissen gibt, insbesondere Kapitel 6 (Transits).

B. Warner – A Practical Guide to Lightcurve Photometry and Analysis – Springer (2016) (opens in new tab)

Wenn Sie ein Experte in der praktischen Photometrie werden wollen, dann ist dieses Buch der perfekte Startpunkt. Es lohnt sich einmal durchzublättern, selbst wenn Sie kein absoluter Experte werden wollen.

Für die Versuchsvorbereitung unbedingt relevant sind die Kapitel 2-4 & 14 in “Karttunen et al. – Fundamental Astronomy” sowie Kapitel 6 in “Perryman – The Exoplanet Handbook”. Diese sind Bestandteil der Literaturmappe zu diesem Versuch.