Zeta Cancri

Wolfgang Vollmann, http://home.pages.at/vollmann, 1.Jun.2006.

Name: ζ Cnc (Σ 1196 = STF1196) (ADS 6650)
Ort: 8h12.2m +17°39' (2000.0) (WDS 08122+1739)
Helligkeiten: Komponente A: 5,2 / B: 5,7 / C: 6,2mag
Spektrum: Komponente A: F8 V / B: F9 V / C: G5 V

Bericht vom 24.März 2005
Bericht vom 4.Apr.2005 mit Messungen und Webcam-Bild
Bericht vom 21.Apr.2005 mit Messungen und Webcam-Bild
Bericht vom März/April 2006 -- Beobachtung der Umlaufbewegung von A-B!
 
Ephemeride der Begleiter A, B und C und Vergleich der Positionswinkel
Bahndiagramme von Zeta Cnc
Literatur und Links zum Zeta Cancri System


Bericht vom 24.März 2005

Ich finde es (ent)spannend mit dem Fernrohr am Balkon die himmlischen Sehenswürdigkeiten zu durchmustern. Ein Interesse das sich über die Jahre entwickelt hat ist es die Bahnbewegung einiger Doppelsterne zu verfolgen. Dazu ist kein Messinstrument nötig: simple Schätzungen der Richtung in der ein Begleitstern vom Hauptstern steht erlauben es, über die Jahre merkbare Änderungen zu beobachten. Einige solcher Sterne habe ich auf meiner Doppelstern-Seite beschrieben.

Eine besonders günstige und auffallende Möglichkeit für solche Beobachtungen bot in den letzten Jahren der Doppelstern Zeta Cancri (ζ Cnc). Das ist ein Dreifachsystem bei dem ein enges Sternpaar von einem weiter entfernten Begleiter umkreist wird. Der weite Begleiter C steht derzeit im Abstand von 6,0 Bogensekunden vom Hauptstern und im Positionswinkel 70 Grad (Norden = 0 Grad, Osten = 90 Grad). Er hat eine sehr lange Umlaufzeit von mehr als tausend Jahren -- die Bahn ist naturgemäss noch sehr unsicher. Ich kann Zeta Cnc C schon bei 35-facher Vergrösserung sehen: das System erscheint als enges Doppelsternsystem.

Besonders interessant ist aber das enge Paar A-B. Es hat eine relativ kurze Umlaufzeit von 60 Jahren und der Abstand der beiden Sterne schwankt zwischen 0,6 und 1,2 Bogensekunden -- nicht leicht mit dem 130mm Refraktor, aber über den ganzen Umlauf als Doppelstern erkennbar, da er zumindest länglich erscheint! Den grössten scheinbaren Abstand von 1,2" erreichte die beiden Sterne etwa 1959 und wieder 2019; sie sind dann auch schon in einem kleineren Fernrohr ab etwa 80mm Durchmesser als Doppelstern erkennbar und ab etwa 120mm Öffnung auch auflösbar.

Durch einen himmlischen Zufall war die Umlaufbewegung des engen Paares Zeta Cnc A-B innerhalb der letzten zwei Jahre (!) eindeutig und gut erkennbar! Bei Beobachtungen im Frühjahr 2002 und 2003 (siehe z.B. 30.März 2002 und 16.Apr.2003) waren für mich die beiden Sterne B und C in der gleichen Richtung zu sehen: der geringe Unterschied von wenigen Graden im Positionswinkel war nicht wahrnehmbar. Bei einer Beobachtung von Zeta Cnc am 24.März 2005 war es aber im 130mm Refraktor bei 260x ganz auffallend: der enge Begleiter B war deutlich etwas nördlicher als der weitere Begleiter C sichtbar! Ich schätzte den Unterschied im Positionswinkel auf etwa 10 Grad.

Die Rechnung bestätigt diese Beobachtung: im Frühjahr 2002 und 2003 ist der berechnete Positionswinkel A-B 72 bzw. 67 Grad, A-C 71 Grad: also etwa gleich. Heuer im Frühjahr beträgt der berechnete Positionswinkel A-B 58 Grad und A-C 70 Grad -- also 12 Grad Unterschied und das ist am Okular deutlich erkennbar! Ich konnte also in nur zwei Jahren die Umlaufbewegung des Begleiters B erkennen. A-B waren übrigens bei 260x und noch besser bei 347x deutlich auflösbar.

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Bericht vom 4.Apr.2005

Am 3.Apr.2005 konnte ich erstmals Zeta Cnc mit dem Baader Microguide Okular vermessen. Ich verwendete wieder eine 3x Barlow-Linse bei 250x und die Methode von Tom Teague im Buch "Observing and Measuring Visual Double Stars" (Bob Argyle, ed., Springer Verlag). Für den weiteren Begleiter C erhielt ich folgendes Ergebnis:
TerminDistanzPositionswinkel
2005,255,7 ± 0,2"72,3 ± 2,6°

Das passt ganz gut zur Ephemeride aus dem Sixth Catalog of Orbits of Visual Binary Stars:
TerminDistanzPositionswinkel
20055,908"70,6°
20065,910"70,1°

Der nähere Begleiter B war mir zum Messen mit dem Microguide zu eng: bei etwa 1,0 Bogensekunden sind 250-fache Vergrösserung einfach nicht genug um das Bild gross genug zu bekommen. Das Seeing war recht schlecht, die Sternbilder tanzten recht herum und waren auch öfters "verschmiert", aber in etwas ruhigeren Momenten war Zeta Cnc A-B deutlich auflösbar und B war im Positionswinkel etwa 10 Grad nördlicher als C zu sehen. Zum Messen brauche ich also zwei Barlowlinsen oder die bereits erhältlichen (ziemlich teuren) mit 4x und 5x -- da heisst es wieder etliche Astro-Euros anzusparen.....

Am nächsten Abend versuchte ich auch Videos des Zeta Cnc Systems mit der Webcam aufzunehmen. Die Luftunruhe war zwar beträchtlich aber ein Video von sechs gelang recht gut -- da hatte ich offenbar ein paar ruhigere Sekunden erwischt. Zeta Cnc A-B war schon auf den Einzelbildern öfters aufgelöst sichtbar.

Bild vom 4.Apr.2005. Norden ist unten, Osten links (entspricht dem Anblick im umkehrenden Fernrohr mit Zenitprisma). Aufnahmedaten: Refraktor 130/1040mm, 3x Barlowlinse, Äquivalentbrennweite f=3120mm, Webcam Philips ToUcam Pro, 30 Frames pro Sekunde. Das Bild ist ein Summenbild der besten 3 Prozent, addiert mit Giotto.

Besonders interessant ist der Vergleich meines Bildes mit dem von Helmut Heinicke am 1.Apr.2003 aufgenommenen Bilds: die beiden Bilder haben ziemlich gleiche Orientierung und zeigen sehr deutlich: 2003 war Zeta Cnc B ziemlich in der gleichen Richtung wie C, 2005 ist er etwas nördlicher (am Bild unterhalb) sichtbar! Bild: http://home.arcor.de/fotohelmut/images/16-cnc.jpg. Quelle: http://home.arcor.de/fotohelmut/Doppelsterne.htm. Bildautor: Helmut Heinicke, Nersingen bei Ulm/Donau.

Ich versuchte auch wie schon bei Kastor die Webcam Videos nach Distanz und Positionswinkel auszuwerten. Dazu positionierte ich wieder bei der Aufnahme den Doppelstern am östlichen Rand des Bildfeldes und liess ihn dann bei ausgeschalteter Nachführung durch das Feld driften. Dieses Verfahren ergibt die genaue Ost-Westrichtung auf besser als 0,1 Grad im Positionswinkel, wie meine bisherigen Auswertungen zeigen. Noch nicht zufrieden bin ich mit der Auswertung der Distanzen und Positionswinkel aus den Einzelbildern: ich habe immer noch recht grosse Schwierigkeiten beim genauen Festlegen der Sternmitten und den Messungen der genauen Pixelkoordinaten. Da muss ich also noch etwas feilen und es mit anderen Auswerteprogrammen versuchen.......
Mein vorläufiges Zwischenergebnis:
ObjektTerminDistanzPositionswinkelDist EphPW Eph
Zeta Cnc A-B2005,261,06 ± 0,10"42,6 ± 2,3°0,96"55,4°
Zeta Cnc A-C2005,26---70,2 ± 2,7°5,91"70,4°

Die Ephemeridendistanz (Dist Eph) und Positionswinkel (PW Eph) stammen wieder aus dem Sixth Catalog of Orbits of Visual Binary Stars. Gut herausgekommen ist der Positionswinkel des weiteren Begleiters C; der des engen Begleiters B ist noch ziemlich daneben. Die Distanz A-B ist mit der Kalibrierung durch die Ephemeridendistanz A-C berechnet und recht gut.

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Bericht vom 21.Apr.2005

Bevor Zeta Cancri vom Abendhimmel verschwindet wollte ich noch eine Messung dieses bemerkenswerten Dreifachsterns machen. Am Abend des 21.April war es soweit. Allerdings gabs ein paar Hindernisse: das Seeing war ziemlich schlecht und meine elektronische Steuerung der Nachführung war ausgefallen -- also manuell nachdrehen.... Ich probierte es trotzdem wieder mit 3x Barlowlinse (Gesamtbrennweite 3120mm) und machte 3 kleine Videos mit der Webcam. Das weite Paar AB-C war mit 5,9 Bogensekunden Abstand natürlich leicht getrennt. Auf vielen Frames waren allerdings die Sterne nur angedeutet oder ziemlich durch das Seeing "verwurschtelt". Auf einigen Frames war aber auch das enge Paar AB deutlich getrennt erkennbar (derzeit 0,96 Bogensekunden Distanz). Hier das beste Einzelbild:

Zeta Cancri (ζ Cnc; STF1196; WDS 08122+1739 -- das ist auch der Ort 2000.0). Norden ist am Bild etwa oben, Osten ist links. Refraktor 130/1040mm, 3x Barlowlinse, Webcam Philips ToUcam Pro II.

Messung des engen Paars STF1196AB:
Die AVI Files durchsuchte ich nach brauchbaren Einzelbildern und ich konnte auf insgesamt 9 Einzelframes das enge Paar vermessen. Ich verwendete den weiten Begleiter C als "Messlatte", die mir sowohl den Abbildungsmassstab als auch den Positionswinkel lieferte. Mein Messergebnis lautet:
Objekt Termin (Jahresbruchteile) Distanz Positionswinkel
STF1196AB 2005,30 0,91" ± 0,11" 56,2° ± 3,2°

Wenn ich mein Ergebnis mit der aktuellen Ephemeride aus dem Washington Double Star Catalog vergleiche dann bin ich ziemlich stolz auf die erreichte Genauigkeit:
Objekt Termin (Jahresbruchteile) Distanz Positionswinkel
STF1196AB 2005,30 0,96" 55,2°

Das enge Paar AB wird die nächsten Jahre etwas weiter und ist daher dann etwas leichter zu trennen. Da die Umlaufzeit laut aktuellem Bahnkatalog "nur" 59,6 Jahre beträgt, läuft es dem langsamen weiten Begleiter C davon -- dessen Umlaufzeit beträgt 1115 Jahre. B wird also immer nördlicher und die Bewegung des engen Paares sollte sich schon in relativ kurzer Zeit nachweisen lassen -- ich werde es nächstes Jahr mit der Webcam wieder probieren. Bei meiner Messgenauigkeit sollte sich die Umlaufbewegung dieses Doppelsterns schon innerhalb eines Jahres eindeutig nachweisen lassen!

Messung des weiten Paars STF1196AB-C:
Natürlich habe ich auf den Videos auch das weite Paar gemessen. Das ist viel leichter da der Abstand mit 6 Bogensekunden schon ziemlich bequem gross ist. Hier das Ergebnis:
Objekt Termin (Jahresbruchteile) Distanz Positionswinkel
STF1196AB-C 2005,30 6,21" ± 0,06" 72,1° ± 0,8°

Auch hier ist das Ergebnis gut wenn ich es mit der aktuellen Ephemeride aus dem Washington Double Star Catalog vergleiche:
Objekt Termin (Jahresbruchteile) Distanz Positionswinkel
STF1196AB-C 2005,30 5,91" 70,5°

Literatur und Links:
Mehr zum Zeta Cancri System bietet der ausgezeichnete Profi-Artikel des Doppelstern-Experten Wulff D. Heintz: 1996AJ....111..408H (auf "Full Refereed Journal Article (PDF)" oder GIF klicken -- je nach gewünschtem Format). Ausserdem habe ich eine Zeta Cancri-Seite mit einigen weiteren Beobachtungen und Hinweisen erstellt (Beobachtungsberichte vom 24.März 2005 und 4.April 2005).

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Bericht vom März/April 2006 -- Beobachtung der Umlaufbewegung von A-B!

Der Bericht ist hier nachzulesen!

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Ephemeride der Begleiter A, B und C und Vergleich der Positionswinkel

In den nächsten Jahren wird der Begleiter B immer weiter nördlich wandern und der Unterschied im Positionswinkel weiter zunehmen. Die folgende Ephemeride habe ich mit den Bahnelementen der beiden Sterne aus dem Sixth Catalog of Orbits of Visual Binary Stars von William I. Hartkopf & Brian D. Mason berechnet. Dort sind derzeit die Bahnrechnungen für AB von Soderhjelm 1999 und für AB-C von Heintz 1996 angegeben. Sie gilt jeweils für das Frühjahr des angegebenen Jahres.
JahrDistanz ABPW ABPW AB-CDifferenz PW
1995,30,67118,974,9+44,0
1996,30,70110,174,4+35,7
1997,30,73102,074,0+28,0
1998,30,76 94,573,6+20,9
1999,30,79 87,673,1+14,5
2000,30,82 81,272,7+ 8,5
2001,30,85 75,372,2+ 3,1
2002,30,88 69,871,8- 2,0
2003,30,91 64,671,4- 6,8
2004,30,94 59,770,9-11,2
2005,30,96 55,270,5-15,3
2006,30,99 50,870,0-19,2
2007,31,01 46,669,6-23,0
2008,31,03 42,769,1-26,4
2009,31,05 38,868,7-29,9
2010,31,07 35,168,3-33,2

Die Distanz ist in Bogensekunden angegeben, die Positionswinkel PW in Grad (N=0°, O=90°, S=180°, W=270°), die Differenz der Positionswinkel im Sinn AB minus AB-C. Wie man sieht war der enge Begleiter B im Frühjahr 2001 und 2002 praktisch in der gleichen Richtung wie der weite Begleiter C. Seither ist der Richtungsunterschied schon auffallend geworden!

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Bahndiagramme von Zeta Cnc

Die folgenden Bahndiagramme stammen von der sehr guten Webseite von Peter Dibon-Smith: http://www.dibonsmith.com/cnc_con.htm

Bahndiagramm von Zeta Cnc A-B (enges Paar)

Quelle: http://www.dibonsmith.com/cnc_zab.gif

Bahndiagramm von Zeta Cnc AB-C (weites Paar)

Quelle: http://www.dibonsmith.com/cnc_zac.gif

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Literatur und Links zum Zeta Cancri System

W.D.Heintz: A Study of Multiple-Star Systems: 1996AJ....111..408H: guter Übersichtsartikel über das Zeta Cnc System
Beobachtung von Zeta Cnc per Video: http://home.arcor.de/fotohelmut/Doppelsterne.htm; Bild: http://home.arcor.de/fotohelmut/images/16-cnc.jpg.
Direkte Beobachtung des lange vermuteten vierten Sterns im Zeta Cnc System: 2000astro.ph..4284H
Beobachtung von Zeta Cnc bei Bedeckungen durch den Mond: 2000A&A...364..225R
Datenblätter zum Zeta Cnc System beim Astronomischen Rechen-Institut:    Komponente A    Komponente B    Komponente C

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