Algol (Beta Persei, β Per)

Wolfgang Vollmann, http://home.pages.at/vollmann, 22.Sep.2011.

Inhaltsverzeichnis:


Algol, der "Dämonenstern"

Algol (Beta Persei, β Per) ist der wohl berühmteste Bedeckungsveränderliche: ein Doppelsternsystem, das sich in 2,87 Tagen umkreist und dabei verfinstert der Begleiter den Hauptstern deutlich wahrnehmbar um 1,3 Grössenklassen -- das ist immerhin ein Faktor von mehr als 3 in der Helligkeit und mit freiem Auge gut erkennbar! Im Minimum sehe ich Algol in der Helligkeit etwa zwischen Epsilon Persei (ε Per) und Ny Per (ν Per). Normalerweise ist er viel heller als ε Per und fast so hell wie α Per.

Eine gute Anleitung zur visuellen Beobachtung Veränderlicher Sterne (die Stufenschätzmethode nach Friedrich Wilhelm Argelander) ist auf der Seite der BAV zu finden. Das schöne dabei ist, dass kein Gerät oder ähnliches benötigt wird -- die eigenen Augen und etwas Übung reichen! Trotzdem sind die Beobachtungen recht genau.

Wer auch ein solches Minimum (eine "Sternfinsternis") sehen möchte: hier sind die nächsten bei uns sichtbaren Termine dazu. Der Stern ist aber mindestens drei Stunden um diese Termine auffallend schwach zu sehen: Algol-Minima 2010; Algol-Minima 2011; Algol-Minima 2012;


Veränderlichenbeobachtung mit einer einfachen Digitalkamera

Am 30.Dez.2004 und 9.Jan.2005 gelang es mir, Vergleichsaufnahmen von Algol im Minimum und im Maximum machen. Dazu schraubte ich meine Digitalkamera Minolta Z-2 auf ein Fotostativ und belichtete 30 Sekunden bei Kleinbildbrennweite 38mm und ISO 400.

Algol am 30.Dez.2004, 19h38 MEZ: im Maximum Algol am 9.Jan.2005, 22h57 MEZ: im Minimum

Die Vergleichsaufnahme vom 30.Dez. (Maximum) entstand in Mamling/OÖ bei deutlich dunklerem Himmel als die vom 9.Jan.2005 in Wien. Ich habe mich bei beiden Bildern bemüht den gleichen Himmelsausschnitt zu zeigen - ganz habe ich das nicht hingebracht (wie macht man das genauer?). Norden ist oben, Algol nahe der Bildmitte und etwas unterhalb. Ich finde der Helligkeitsunterschied ist deutlich sichtbar!

Bela Hassforther hat gezeigt wie mit einer einfachen Digitalkamera um 100-200 Euro recht genaue Photometrie von hellen Veränderlichen Sternen wie Algol möglich ist: http://bav-astro.de/rb/rb2008-4/241.pdf. Thomas Zwach hat gute Ergebnisse mit einer digitalen Spiegelreflexkamera (DSLR) erreicht -- die einfacheren Modelle sind auch nicht mehr so teuer: Beobachtungsbericht Chi Cygni 2006. Das ist auf jeden Fall einen Versuch wert!


Beobachtete Minimumstermine von Algol

Die Ergebnisse meiner bisherigen visuellen Beobachtungen: einige Termine des Lichtminimums zwischen 1975 und 2008:

DatumUhrzeit MEZJDAnzahl BeobachtungenBericht Lichtkurve Anmerkungen
1975 Jan.11 22h22m 2442424,3900 17 Bericht Lichtkurve  
1991 Dez.12 23h55m 2448603,4549 25 Sternenbote 2/1992 Sternenbote 2/1992  
2004 Jan.31 21h06m 2453036,3372 26 Bericht Lichtkurve  
2004 März 14 21h21m 2453079,3479 31 Bericht ---  
2005 Jan.9 22h56m 2453380,4137 40 Bericht Lichtkurve  
2008 Dez.27 23h50m 2454828,4514 39 Bericht    
2008 Dez.30 19h57m 2454831,2895 27 Bericht Lichtkurve  


Beobachtungen im Dezember 2008

Endlich konnte ich bei herrlichem Astrowetter wieder zwei Minima des bedeckungsveränderlichen Sterns Algol (Beta Persei) beobachten: am 27.Dez.2008 in Wien und eine Umlaufperiode später am 30.Dez.2008 in Mamling/Oberösterreich.


Visuelle Lichtkurve aus Beobachtungen mit freiem Auge am 30.Dez.2008. Links ist die geschätzte Helligkeit von β Per in Grössenklassen, unten die beobachtete Uhrzeit UT aufgetragen. Zur Helligkeitsschätzung benutzte ich die Stufenschätzmethode von Argelander.

Wann leuchtet Algol am schwächsten?

Besonders spannend war es diesmal wann das genaue Lichtminimum von Algol eingetreten ist. Das lässt sich durch visuelle Beobachtungen durchaus auf 10-15 Minuten genau bestimmen. Für den Himmelskalender habe ich die Algol-Minima bisher immer nach den Lichtwechselelementen berechnet, die seit Sky & Telescope Jahrgang 1991 benutzt wurden. Schon bei meinen Beobachtungen 2004/2005 ist mir aufgefallen dass die beobachteten Minima etwa 15 Minuten später als die Berechnung eintraten. Seit 2004 werden in Sky & Telescope neue Elemente mit einer etwas längeren Umlaufperiode benutzt. Jetzt habe ich 4-5 Jahre später wieder beobachtet -- etwa 600 Umlaufperioden zu je 2,867 Tagen sind seither vergangen. Sollte die benutzte Umlaufperiode nur um eine Sekunde falsch sein hat sich der Fehler auf 600 Sekunden = 10 Minuten aufsummiert -- das sollte doch zu sehen sein!

Tatsächlich ergaben meine beiden Beobachtungen eine "Verspätung" des Minimums um etwa 1/2 Stunde gegen die Elemente aus 1991. Die Elemente von 2004 stimmen dagegen mit der Beobachtung sehr gut überein!
Elemente aus Sky & Telescope 1991: Min. = JD 2441598.608 + 2.867315 E
Elemente aus Sky & Telescope 2004: Min. = JD 2452253.567 + 2.867321 E
Min. = Minimumstermin, E = Epoche, eine ganze Zahl, JD = Julianisches Datum (fortlaufende Tageszählung)

Beobachteter Minimumstermin    Rechnung S&T 1991 B-R         Rechnung S&T 2004 B-R
2008 Dez.27   22h00m UT        21h29m UT         +31 Min.    22h01m UT         -1 Min.
2008 Dez.30   18h57m UT        18h19m UT         +38 Min.    18h50m UT         +7 Min.
Die Auswertung der Beobachtungen machte ich wieder mit dem Programm AVE von Rafael Barbera
B - R ist die Differenz Beobachtung minus Rechnung
Die aktuellen Minimumstermine lassen sich auf der Seite von Sky & Telescope abrufen: Online-Rechner.

Die Beobachtungsergebnisse sind eindeutig: die Lichtwechselelemente 1991 weichen nun schon 1/2 Stunde von der Wirklichkeit ab. Die Lichtwechselelemente 2004 stellen die Beobachtungen gut dar.

Warum ändert sich die Lichtwechselperiode?

Wie kommt es zu einer Veränderung der Umlaufperiode bei Algol? Das Beta Persei System besteht aus zwei Sternen, einem hellen heissen Hauptstern vom Spektraltyp B8 (100x heller als die Sonne) und einem masseärmeren Riesenstern vom Spektraltyp K, der "nur" 5mal heller als die Sonne leuchtet. Der kühlere K-Begleiter ist schon ziemlich aufgebläht und verliert ständig Materie an den Hauptstern -- daher kommt es zur Veränderung der Umlaufperiode! Mehr dazu findet sich auf der Algol-Seite der AAVSO und Algol-Seite von Prof.Kaler.


Minimumsbeobachtung im Oktober 2010 mit der Digitalkamera

Am 29.10.2010 habe ich ein Minimum von Algol (Beta Persei) mit der Digitalkamera beobachtet. Die Kamera machte alle Minuten ein Bild (Raw-Format, ISO 100, 15s belichtet bei Blende 2,0 Brennweite 7,2mm -- Canon Powershot G3).

Ausgewertet habe ich nur jedes 2.Bild damit die Arbeit nicht überhandnimmt: Vergleichssterne waren Delta Per V=3,01mag und Kappa Per V=3,80mag. Die Auswertung erfolgte mit den Grünbildern, die Helligkeiten sollten daher sehr nahe an V sein.

Die Lichtkurve: oben Uhrzeit UT am 29.Okt.2010, links Grünhelligkeiten:
Algol (Beta Persei), 29.Okt.2010
Daraus ermittle ich graphisch und mit dem AVE Programm ein Minimum zu 21:46 UT mit etwa +/- 4 Minuten Unsicherheit.

Die Lichtkurve ist beim Anstieg ab 22:31 UT ziemlich unsymmetrisch. Grund ist ein Ortswechsel der Kamera bei der Algol und vor allem der Vergleichsstern Delta Persei ziemlich nahe an den Bildrand rutschten und daher die Vignettierung des Kameraobjektivs die Lichtkurve verzerrte:
CRW_5548_p2 Letztes Bild vor dem Ortswechsel um 22:28 UT
CRW_5549_p2 Erstes Bild nach dem Ortswechsel um 22:31 UT

Mit Hilfe von "Nebel-Flats" liess sich die ungleichmäßige Beleuchtung nachträglich herauskalibrieren und ich erhielt diese verbesserte Lichtkurve von Algol (danke Carsten Moos von der BAV für den Tipp!):
Lichtkurve_flat2_gespiegelt_2010_10_29
Die Lichtkurve enthält die eigentlichen Beobachtungen (blaue Quadrate) und gespiegelt um den ermittelten Minimumstermin von 21:46 UT die Beobachtungen als rote Rauten. Jetzt ist die Lichtkurve schön symmetrisch!
Der beobachtete Minimumstermin: 2010 Okt.29 21:46 UT = JD 2455499,4069


Literatur und Links zu Algol

Beobachtungsberichte zu Algol: 31.Jan.2004, 14.März 2004, 20.Dez.2004, 9.Jan.2005, 25.Dez.2005, 27. und 30.Dez.2008, 29.Okt.2010

AAVSO Artikel zu Algol: http://www.aavso.org/vsots_betaper
Karte von Algol mit Vergleichssternen: http://www.aavso.org/images/Betaper-aa.gif

Beobachtungsaufruf der BAV: http://www.bav-astro.de/rb/rb2005-4/195.pdf
Star of the Week: Algol: http://www.astro.uiuc.edu/~kaler/sow/algol.html

Aktuelle Minimumstermine: http://www.as.wsp.krakow.pl/minicalc/PERBETA.HTM


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