70 Ophiuchi

Wolfgang Vollmann, http://home.pages.at/vollmann, 26.Dez.2008.

Name: 70 Oph (Σ 2272 = STF2272AB) (ADS 11046 AB)
Ort: 18h05.5m +2°30' (2000.0)
Helligkeiten: 4,2 und 6,0mag
Spektrum: K0V und K4

Bericht vom März 2005
Beobachtungen von 70 Oph 1985-2004
Beobachtungsbericht 15.Jul.2005
Die Umlaufbewegung von 70 Oph -- beobachtet von 2005 bis 2008
 
Bahndiagramm von 70 Oph über einen Umlauf des Begleiters
Ephemeride von 70 Oph 1970-2070
Links zu 70 Oph


Bericht vom März 2005

70 Oph ist eines der bekanntesten Doppelsternsysteme. Die Entdeckung gelang Sir William Herschel im Jahre 1779. Die Entfernung der beiden Sterne voneinander schwankt zwischen 1,5" (1990) und 6,7" (2024), die Umlaufzeit beträgt 88 Jahre. Das System 70 Oph steht uns recht nahe: etwa 17 Lichtjahre ist der Doppelstern entfernt. Daher ist er über den gesamten Bahnumlauf mit einem kleinen oder kleineren Fernrohr zu beobachten.

Es ist sehr reizvoll, die Bewegung eines Doppelsternsystems über die Jahre zu verfolgen. Das kann mit Messinstrumenten wie einem Mikrometer, aber auch mit Videokameras oder CCD-Kameras geschehen. Eine sehr gute Zusammenstellung der Möglichkeiten für den Amateurastronomen bietet das Buch von Bob Argyle (ed.): "Observing and Measuring Visual Double Stars" (Springer-Verlag, London 2004).

Es ist aber auch möglich für einen Beobachter am kleinen Fernrohr zumindest grob die Umlaufbewegung eines Doppelsterns nachzuvollziehen. Es dauert natürlich einige Jahre bis ein Unterschied bemerkt wird und die Beobachtungen sollten in ein Beobachtungstagebuch notiert werden. Am einfachsten habe ich bei verschiedenen Sternen die Schätzung der Richtung des Begleiters vom Hauptstern gefunden. Dabei schaltet man einfach eine eventuell vorhandene Nachführung des Fernrohrs aus: durch die Drehung der Erde wandern die Sterne in ihrer täglichen Bewegung im Gesichtsfeld genau nach Westen (Positionswinkel 270°); sie kommen aus Osten (Positionswinkel 90°). Bei etwas höherer Vergrösserung ab 100-150x erfolgt dieses Wandern so schnell, dass die Ost-Westrichtung im Okular gut festgelegt werden kann. Dann stelle ich mir ein Uhrzifferblatt vor, das 9 Uhr im Osten und 3 Uhr im Westen hat und die Mitte genau am Hauptstern. Der Begleiter kann nun auf dieses gedachte Zifferblatt eingeschätzt werden: das gelingt mir immer auf "ganze Stunden" (30° im Positionswinkel) und meistens auf "halbe Stunden" (15° im Positionswinkel) genau. Mit dieser sehr einfachen Schätzmethode kann die Richtung des Begleiters vom Hauptstern also auf etwa 15 Grad genau angegeben werden. Das genügt nicht, um eine Bahn abzuleiten oder gar zu verbessern, aber es genügt um über die Jahre die Umlaufbewegung des Begleiters zweifelsfrei festzustellen.

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Beobachtungen von 70 Oph 1985-2004

Hier meine Notizen zu 70 Oph aus den letzten 20 Jahren aus meinem Beobachtungstagebuch:
1985 Jun. 3, SC 150/1500mm: 254x: schwierig, etwa 4 und 7,5mag hell, nur etwa 2" Abstand in PW 290° (geschätzt). Hauptstern ist gelblich, Begleiter nur fallweise in Momenten ruhigerer Luft zu sehen.
1995 Jun.17, Refraktor 80/880mm: Bei 146x trennbar. Der grosse Helligkeitsunterschied und die doch etwas "weiche" Definition des 80mm machen Schwierigkeiten. In guten Momenten deutlich als "Fleckerl" sichtbar: sp, PW etwa 160°. Hauptstern ist gelblich.
1995 Jun.30, Refraktor 130/1040mm: schon mit 140x leicht zu trennen: sf, PW ca. 170 Grad. Hauptstern ist ziemlich gelblich -- ein schönes Paar!
1999 Jun. 3, Refraktor 130/1040mm: bei 140x schon leicht auflösbar: zwei deutlich getrennte Sternscheibchen. 260x zeigt das Bild sehr unruhig, ist aber besser zum Schätzen des PW: ca. 160 Grad. Trotzdem sehr deutlich getrennt. Hauptstern ist weiss mit einer Spur gelb darin.
2004 Sep.10, Refraktor 130/1040mm: bei 43x nur als Doppelstern zu vermuten, erst 115x trennt ihn sauber und ziemlich weit: ziemlicher Helligkeitsunterschied, ca. 1,5 bis 2mag. PW etwa 150 oder sogar 140 Grad etwa. Beide Sterne sind merkbar gelblich, der Begleiter erscheint sogar ein wenig rötlich, sie haben also nicht genau die gleiche Farbe! Schönes Paar!

Aus diesen Notizen lassen sich für die einzelnen Jahre folgende ungefähre beobachtete Positionswinkel (PW) ableiten (n ist die Anzahl der Beobachtungen, Eph Dist die berechnete Distanz der Sterne laut Ephemeride, Eph PW der berechnete Positionswinkel laut Ephemeride aus dem Sky Catalogue 2000.0, Vol.2)

Beob        n   PW      Eph Dist    Eph PW
1985,5      1   290°    2,0"        283°
1995,5      2   165     2,6         165
1999,5      1   160     3,7         149
2004,6      1   145     4,8         139

Die Bahnbewegung ist vor allem im Vergleich mit der Beobachtung 1985 sehr auffallend: seither hat 70 Oph B fast einen halben Umlauf im Positionswinkel (etwa 140 Grad) zurückgelegt. Aber auch zwischen 1999 und 2004 ist die Bewegung des Begleiters durchaus wahrnehmbar gewesen. Interessant sind auch die Anmerkungen über die Schwierigkeit des Doppelsterns: 1985 war 70 Oph im 15cm Spiegel kein leichtes Objekt, während er 2004 im 13cm Refraktor schon bei 43x erkennbar wurde; die Distanz des Doppelsterns hat sich in diesen Jahren auch von 2,0 auf 4,8 Bogensekunden vergrössert.

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Beobachtungsbericht 15.Jul.2005

Am 15.Juli konnte ich wieder einige Doppelsterne mit der Webcam beobachten und messen. Über mein Messverfahren habe ich vor kurzem eine Webseite erstellt: Doppelstern-Astrometrie mit der Webcam.

Neben dem Spass an der Beobachtung weil Doppelsterne einfach schön aussehen interessiert es mich auch die Umlaufbewegung einiger Systeme nachzuerleben. Besonders gut dazu geeignet ist der Doppelstern 70 Ophiuchi (STF 2272AB). Er ist leicht zu finden und steht nicht weit vom Kopf des Schlangenträgers: von Beta Ophiuchi (β Oph) geht es etwa 6 Grad nach Ostsüdosten in die kleine dreieckige Sternfigur des "Taurus Poniatowski". 70 Oph steht dort am Ort 18h05.5m +2°30' (2000.0).

70 Oph hat zwar eine Umlaufzeit von etwa 88 Jahren, ist aber nur 17 Lichtjahre von uns entfernt. Daher ist er über den vollen Umlauf mit einem kleinen Fernrohr ab 80mm Öffnung zu sehen: die Distanz der beiden 4,0 und 5,9mag hellen Sterne schwankt zwischen 1,5" (1989 und wieder 2077) und 6,7" (2024). Ich beobachte 70 Oph schon seit mehr als 20 Jahren: in dieser Zeit war die zunehmende Distanz auffallend und auch die Änderung des Positionswinkels. Über einige dieser Beobachtungen habe ich eine Webseite "gebastelt": http://home.pages.at/vollmann/70_oph.htm.

Am 15.Juli erstellte ich drei Videos von 70 Oph mit der 5x Barlowlinse am 130/1040mm Refraktor, also bei einer Brennweite von 5,2 Metern. Etwa 100 Einzelbilder erwiesen sich als auswertbar und auf diesen Bildern habe ich Distanz und Positionswinkel des Doppelsterns gemessen und die Einzelmessungen gemittelt: als Ergebnis erhielt ich eine Distanz von 4,92" ± 0,14" und einen Positionswinkel von 138,4° ± 1,3°. Das stimmt ziemlich gut mit der Ephemeride überein: 4,98" und 137,5° erhalte ich mit dem "Binary Star Calculator" von Brian Workman (siehe http://www.saguaroastro.org/content/db/binaries_6th_Excel97.zip). Selbst mit meiner begrenzten Messgenauigkeit sollte die Bewegung des Doppelsterns innerhalb der nächsten zwei Jahre messbar sein! Jedenfalls werde ich heuer noch eine Beobachtung versuchen, vielleicht geht es bei ruhigerer Luft noch ein wenig genauer!

Doppelstern 70 Ophiuchi. Refraktor 130/1040mm mit 5x Barlowlinse, Webcam Philips ToUcam II, Summenbild aus 100 Frames. Norden ist oben, Osten links.

Bahndiagramm von 70 Oph von der Webseite von Richard Dibon-Smith.

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Die Umlaufbewegung von 70 Oph -- beobachtet von 2005 bis 2008

Auch im Sommer der Jahre 2007 und 2008 beobachtete ich 70 Ophiuchi und konnte mit der Webcam Winkeldistanz und Positionswinkel der beiden Sterne A und B messen. Hier meine Ergebnisse aus den Jahren 2005 bis 2008 -- es sind jeweils alle Beobachtungen eines Jahres gemittelt:

70 Oph = STF 2272 AB

  Jahr       Distanz     Positionswinkel
2005,553      5,06"       138,0°
2007,642      5,34        135,5
2008,528      5,46        133,0

Die Umlaufbewegung der beiden Sterne ist aus meinen Messungen durch die zunehmende Winkeldistanz und den abnehmenden Positionswinkel gut erkennbar! Die Umlaufbewegung des Doppelsterns mit der Periode von 88,4 Jahren -- etwa ein Menschenleben lang -- ist damit eindeutig zu messen.


Berechnete Bahn von 70 Ophiuchi und meine Messungen im Sommer 2005, 2007 und 2008 (rot eingezeichnet)

Beim Vergleich der Beobachtungen mit der Berechnung mit Hilfe des "Binary Star Calculator" von Brian Workman (siehe http://www.saguaroastro.org/content/db/binaries_6th_Excel97.zip; Bahnrechnung Pbx2000b) zeigt sich dass die Winkeldistanz auf besser als 0,1 Bogensekunden mit der Rechnung übereinstimmt. Die Positionswinkel stimmen nicht ganz so gut überein, hier ist die mittlere Abweichung zur Ephemeride 0,65° -- auch nicht schlecht.

           Beobachtung         Rechnung           Beobachtung minus Rechnung
  Jahr     Distanz    PW       Distanz   PW       Distanz    PW
2005,553    5,06"    138,0°     4,98"   137,5°    +0,07"     +0,5°
2007,642    5,34     135,5      5,36    134,5     -0,03      +1,0
2008,528    5,46     133,0      5,50    133,4     -0,04      -0,4

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Bahndiagramm von 70 Oph über einen Umlauf des Begleiters


Bahndiagramm gezeichnet mit den Elementen aus dem "Sky Catalogue 2000.0, Vol.2". Jeder Punkt der Bahn des Begleiters relativ zum Hauptstern ist im Abstand eines Jahres berechnet. Die Bewegung des Begleiters erfolgt im Uhrzeigersinn.

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Ephemeride von 70 Oph 1970-2070

Jahr        Dist       PW
1970,5      2,3"       53°
1975,5      1,9         7
1980,5      2,2       321
1985,5      2,0       283
1990,5      1,6       216
1995,5      2,6       165
2000,5      3,9       147
2005,5      5,0       137
2010,5      5,8       131
2015,5      6,4       126
2020,5      6,7       121
2025,5      6,7       117
2030,5      6,6       113
2035,5      6,2       108
2040,5      5,7       103
2045,5      4,9        96
2050,5      4,0        86
2055,5      2,9        70
2060,5      2,1        38
2065,5      2,0       347
2070,5      2,3       307

Ich berechnete die Ephemeride mit den Bahnelementen aus dem "Sky Catalogue 2000.0, Vol.2" (R.Sinnott und A.Hirshfeld, Sky Publishing Corp.).

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Links zu 70 Oph

http://www.astro.uiuc.edu/~kaler/sow/70oph.html: sehr guter Artikel von James Kaler
http://www.astronomie.de/astropraxis/starhopper/ophiuchus/: Kurze Beschreibung eines "Sternhupfers" im Schlangenträger von "Starhopper" Thomas Jäger
1952AJ.....57...97: The orbital motion of 70 Ophiuchi (K.Aa.Strand): professioneller Artikel

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