Gamma Virginis (γ Vir)

Wolfgang Vollmann, http://home.pages.at/vollmann, 19.Jun.2011.

Name: γ Vir (Σ 1670 = STF1670) (ADS 8630)
Ort: 12h41.7m -1°27' (2000.0) (WDS 12417-0127)
Helligkeiten: Komponente A: 3,5 / B: 3,5mag
Spektrum: Komponente A: F0 V / B: F0 V

Bericht vom Okt.2002
Bedeckung von Gamma Virginis durch den Mond, 6.Jul.2003
Bedeckung von Gamma Virginis durch den Mond, 14.Jan.2004
Bericht vom 23.Apr.2005 mit Messungen und Webcam-Bild
Bericht vom 2.Jul.2005 -- getrennt bei Tageslicht!
Bericht vom Mai 2008 -- erste deutliche Trennung und Messungen nach dem Periastron
 
Ephemeride des Doppelsterns
Neue Ephemeride von γ Virginis mit der Bahn von Scardia et al (2007)
Bahndiagramm von Gamma Virginis
Literatur und Links zu Gamma Virginis


Bericht vom Okt.2002

Gamma Vir war nun lange Zeit ein sehr hübsches, einfach auflösbares helles Doppelsternsystem am Frühlingshimmel. Die nächsten Jahre werden aber dramatisch: im Frühjahr 2005 nähern sich die beiden Sterne auf ihrer exzentrischen Bahn bis auf 0,3" an, der Positionswinkel ändert sich im Jahr 2005 um nahezu einen rechten Winkel! Es ist faszinierend, den Bericht der letzten derartigen Annäherung der beiden Sterne 1836 in William Smyths "Bedford Catalogue" zu lesen: weder Smyth mit einem 15cm Refraktor noch John Herschel am Kap der Guten Hoffnung mit dem 45cm Spiegelteleskop konnten Gamma Virginis zu dieser Zeit auflösen! Die einzige Messung nahe dem Periastron stammt von Wilhelm Struve: sein Ergebnis für 1836,41: 0,26" Abstand, 151° Positionswinkel.

Beobachtungen

Hier meine Beobachtungen mit einem 80/880mm Refraktor: (Distanz/Positionswinkel):

Ab dann benötigte ich grössere Fernrohre:

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Weitere Beobachtungen konnte ich bei den beiden Bedeckungen von Gamma Vir durch den Mond machen:

Bedeckung von Gamma Vir durch den Mond, 2003 Jul. 6

Payerbach/Niederösterreich, Newton 457/2040mm.

Ich begann die Beobachtung noch vor Sonnenuntergang. Der fast halb beleuchtete Mond war leicht zu finden und um 20h30m MESZ war im Fernrohr auch Gamma Virginis hell und deutlich neben dem Mond zu sehen. Dieser Doppelstern hat im Moment nur noch 0,75 Bogensekunden Distanz und die beiden Sterne nähern sich weiter rasch an: im Frühjahr 2005 werden sie nur noch 0,35 Bogensekunden voneinander entfernt sein. Heuer im Frühjahr konnte ich Gamma Vir bei ruhiger Luft noch gut trennen.

Heute war aber sehr schlechtes Seeing, bei 227x war Gamma Vir ein ca. 2 Bogensekunden grosser Ball aus vielen kleinen gleichzeitig sichtbaren Fleckchen und nicht trennbar. Auch der Mond waberte ganz käftig. So beobachtete ich die Bedeckung von Gamma Vir durch den Mond bei 107x. Da der dunkle Mondrand noch nicht sichtbar war (Tageslicht!) war es ziemlich spannend, wann er verschwinden würde. Ich wollte auch bei der Bedeckung sehen, dass erst der eine Stern und dann der andere bedeckt wird. Gamma leuchtete strahlend weiss am blauen Himmel und flackerte. Auf einmal wurde er ein wenig schwächer (Bedeckung des ersten Sterns) und kurz danach verschwand er schlagartig: Sternbedeckung! (Bedeckung des zweiten Sterns). Der Zeitunterschied zwischen der Bedeckung der beiden Sterne war für mich nicht zu stoppen; ich habs aber mit der Stoppuhr aus dem Gedächtnis ausprobiert und es müssen etwa 0,4 bis 0,5 Sekunden gewesen sein. Den Termin des Verschwindens des zweiten Sterns habe ich gestoppt und es war 20h51m40,0s MESZ.

Beim Austritt von Gamma Vir am hellen Mondrand etwas nördlich des Mare Australe bedeckte leider eine kleine Wolke den Mond (21h28m). Erst einige Sekunden nachher sah ich den Stern, schon etwas entfernt vom Mondrand: ein sehr hübscher Anblick wegen der unterschiedlichen Farbe: Gamma Vir war rein weiss und der Mond ziemlich gelb zu sehen. Meinen Beobachtungsort habe ich vor Jahren mit einem GPS-Empfänger (noch ungenau verzerrt) wie folgt erhalten: Breite 47°41'48" Nord, Länge 15°52'54" Ost, Höhe 585m.

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Bedeckung von Gamma Vir durch den Mond, 2004 Jan.14

Wien 21, Refraktor 130/1040mm.

Heute stand wieder eine Bedeckung von Gamma Virginis durch den Mond auf dem "Fahrplan" im Himmelskalender. Diese Sternbedeckung ist besonders interessant, da der Stern erstens hell ist und ausserdem ein enger Doppelstern: derzeit haben die beiden Sterne nur mehr 0,63 Bogensekunden Abstand im Positionswinkel 216 Grad (siehe Ephemeride des "Washington Double Star Catalog": http://ad.usno.navy.mil/proj/WDS/).

Beobachtung des Eintritts: Um 3 Uhr morgens war es überraschend klar! Ich baute schnell das Fernrohr auf und hoffte dass es den Sturmböen standhalten würde die auch auf meiner ziemlich windgeschützten Terrasse sehr spürbar waren: bei jedem Windstoß lenkte das Fernrohr um einige Bogenminuten aus und brauchte einige Sekunden um wieder zur Ruhe zu kommen. Ab 3h20m MEZ verfolgte ich die Annäherung des Mondes an Gamma Vir bei 130-facher Vergrößerung. Kurz vor der Bedeckung am hellen Mondrand erschien der Stern sehr weiß im Farbkontrast zum eher gelblichen Mond. Der Stern "klebt" schon am Rand, ich lauere mit dem Finger auf der Stoppuhr, der Wind heult, eine Bö verwackelt das Fernrohr und als sich alles wieder beruhigt, ist der Stern weg und ich hab die Bedeckung nicht gesehen. Sie wäre durch die grosse Sternhelligkeit vermutlich zu stoppen gewesen. Na gut, dann also der Austritt!

Austritt von Gamma Vir: Den Austritt beobachte ich bei 115x und fixiere den dunklen Mondrand in der Nähe der nördlichen Spitze des beleuchteten Mondteils. Auf einmal bemerke ich aus dem Augenwinkel - der Stern ist da! - ganz knapp neben der beleuchteten Hörnerspitze erscheint er, und wenige Augenblicke danach wird er sogar heller, vielleicht 0,3 Sekunden später erscheint der zweite Stern. Ich kann sie nicht trennen aber das deutliche stufenförmige Wiedererscheinen zeigt die Doppelsternnatur an. Eine halbe Ewigkeit braucht der "Befehl" "drück auf die Stoppuhr": ich hab wahrscheinlich um 0,5 bis 1,0 Sekunden zu spät gedrückt, der Austritt überraschte mich und ich schaute auch nicht genau auf den richtigen Ort (das muss ich nächstes Mal besser machen!). Hier also die gemessene Austrittszeit: 4h08m12,2s MEZ (Tel.1505). Sie bezieht sich auf die 2.Komponente des Doppelsterns und dürfte wie gesagt etwas zu spät sein.

Ein Sternfreund, Arthur Heinz, hat mit einem GPS-Empfänger den Ort genau vermessen: Breite 48°18'09,6" Nord, Länge 16°25'18,7" Ost, Seehöhe 173m (GPS ÖK50).

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Bericht vom 23.April 2005 mit Messungen und Webcam-Bild

Nach den aktuell im Sixth Catalog of Orbits of Visual Binary Stars von William I. Hartkopf & Brian D. Mason angegebenen Bahnelementen von Soderhjelm (1999) war der Doppelstern Gamma Virginis (γ Vir = STF1670 = WDS 12417-0127) zum Termin 2005,3 im Periastron. Der Jahresbruchteil 0,3 entspricht nach dem von "Nicht-Doppelstern-Astronomen" benutzten Kalender etwa der 20.April. Diese Bahn hat eine Umlaufzeit von 168,9 Jahren und das vorige Periastron ergibt sich zum Termin 1836,4. Zu dieser Zeit war Gamma Virginis so eng, dass nur sehr wenige Messungen gemacht werden konnten.

Beobachtet mit meinem 130mm Refraktor veränderte Gamma Virginis sein Aussehen in den vergangenen Jahren ziemlich auffallend (in Klammern ist jeweils die Distanz und der Positionswinkel nach der Ephemeride für den Jahresbruchteil 0,3 angegeben):

Manche Beobachter werden sich vielleicht über positive Doppelsternbeobachtungen von 0,55 Bogensekunden weit unter dem Rayleigh-Limit (R = 138"/D[mm]; beim 130mm also 1,06") wundern. Das Rayleigh-Limit gibt aber nur an bei welcher Winkeldistanz die beiden Sterne getrennt erscheinen. Bei näheren Winkeldistanzen beginnen die Beugungsscheibchen der beiden Sterne zu verschmelzen, bilden erst eine "8er-Figur", dann ein kleines Stäbchen ohne Einschnürung und etwa beim halben Rayleigh-Limit (beim 130mm also 0,53") ist für mich die Wahrnehmungsgrenze erreicht: das zentrale Beugungsscheibchen sieht bei sehr hoher Vergrösserung gerade eben wahrnehmbar nicht mehr kreisrund sondern ganz leicht elliptisch aus ("Olivenform").

Am 17.Juli 2004 konnten vier Mitbeobachter und ich mit dem 1 Meter RC-Teleskop der Purgathofer-Sternwarte in Klosterneuburg/NÖ Gamma Vir am hellen Taghimmel um 20h15 MESZ beobachten -- die Goto-Teleskopsteuerung von Manfred Stoll machte es möglich! Bei 400x war das Seeing ganz gut und die beiden Sterne eindeutig getrennt sichtbar (Ephemeridendistanz: 0,48 Bogensekunden).

Heuer probierte ich es am 23.April 2005 nochmals mit dem 1m Pressberger-Teleskop: das Seeing war nicht schlecht, aber die Beugungsbilder der beiden Sterne waren kaum im etwa 1,5 Bogensekunden durchmessenden tanzenden und flackernden "Fleckchenmuster" ("Speckles") auszumachen. Bei längerer Betrachtung des Bildes bei 1200x waren aber doch immer wieder zwei hellere "Kerne" im Bild auszumachen: die aufgelösten Bilder der beiden Sterne! Ich schätzte den Positionswinkel auf etwa 160 Grad.

Ich versuchte auch eine Messung mit meinem "Webcam-Mikrometer": seit einem Monat versuche ich damit Doppelsterne am 130mm Refraktor zu vermessen. Die Webcam Philips ToUcam Pro II hat einen kleinen CCD-Chip eingebaut und erlaubt es viele Einzelbilder bei kurzer Belichtungszeit zu machen. Liess sich damit das Seeing "überlisten"? Ich machte wie gewöhnlich mehrere kurze Videofilme mit der Webcam und liess auch die beiden Sterne in Rektaszension "wandern", um die genaue Ost-West-Richtung auf den Chip zu bekommen. Danach machte ich mich ans vermessen. Im durch das Seeing sehr turbulenten Bild war es schon auf mehreren Einzelbildern zu sehen dass Gamma Vir länglich und auf wenigen Bildern (von mehr als 1000) sogar getrennt war. Allerdings bemerkte ich auch stark die atmosphärische Dispersion: die Einzelbilder der Sterne im Roten, Grünen und Blauen deckten sich nicht sondern verschmierten das Sternbild in ein kleines Spektrum. Ich kam auf die Idee die besten Einzelbilder in die RGB-Farbkanäle und zerlegen und die so entstandenen Bilder zu messen. Das hat sich als der beste Weg herausgestellt. Mein Ergebnis für Gamma Virginis lautet also:
Objekt Termin (Jahresbruchteile) Distanz Positionswinkel
STF1670 2005,309 0,34" ± 0,11" 154° ± 12°

Das Ergebnis ist vor allem im Positionswinkel recht unsicher, da sich natürlich in den durch das Seeing verzerrten Einzelbildern die Mitten der beiden Sterne nur recht ungenau festlegen liessen. Trotzdem ist es ganz gut mit der Ephemeride vergleichbar:
Objekt Termin (Jahresbruchteile) Distanz Positionswinkel
STF1670 2005,309 0,35" 141,4°


Das beste Einzelbild von Gamma Virginis. Norden ist etwa oben. 3x Barlowlinse, f=26700mm, Farbkanal G(rün).

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Bericht vom 2.Jul.2005 -- getrennt bei Tageslicht!

Am 2.Juli konnten wir nun mit dem 12 Zoll Schmidt Cassegrain von Alex Pikhard Gamma Virginis bei Tageslicht beobachten (19h45 MESZ, Sonne etwa 10 Grad über dem Horizont). So eine Goto-Montierung ist der Hit, den hätte ich sonst nie gefunden!

Zuerst versuchten wir es mit einem 7mm Okular bei 430x, dann mit einem 5mm Okular bei 600x, das bessere Ergebnisse brachte. Das Bild war nicht sehr sauber im SC, aber das Seeing war relativ ruhig. Mehrere Beobachter versuchten zuerst zu erkennen ob und in welcher Richtung das Sternbild länglich erkennbar war. Alle sahen es eindeutig länglich "links oben nach rechts unten" -- mit dem Zenitspiegel ergibt das einen Positionswinkel von 135 Grad. Das habe ich dann noch mit der Feinbewegung in Stunde nachgeprüft. Ich habe bei längerer Beobachtung den Stern ab und zu nicht nur länglich erkennen können sondern auch manchmal als zwei (etwas "zerfranste") Scheibchen in Kontakt -- Gamma Vir war getrennt sichtbar!

Die Ephemeride bietet für den Beobachtungstermin eine Distanz von 0,35 Bogensekunden und einen Positionswinkel von 124 Grad an.

PS: Alex hat zu diesem Kinder-Beobachtungsabend auch einen schönen Bildbericht erstellt: http://www.waa.at/bericht/2005/07/20050702wvo19.html

PPS: für Doppelsternbeobachter hier noch einige hoffentlich nützliche Links: http://home.pages.at/vollmann/gamma_vir.htm -- meine Seite zu Gamma Vir
http://www.saguaroastro.org/content/downloads.htm -- The Binary Star Calculator by Brian Workman (zum Berechnen der Ephemeride)
http://doublestars.free.fr/ -- Seite von Sebastien Caille zum Online Durchsuchen des Washington Double Star Catalog (WDS) -- super!
http://groups.yahoo.com/group/binary-stars-uncensored/ -- Doppelstern-Diskussionsgruppe

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Bericht vom Mai 2008 -- erste deutliche Trennung und Messungen nach dem Periastron

Gamma Virginis ist einer der faszinierendsten Doppelsterne: in 169 Jahren umkreisen sich die beiden Sterne. Sie sind einander sehr ähnliche Sonnen vom Spektraltyp F0 und erscheinen uns beide gleich hell mit 3,5mag. Das System ist nur 32 Lichtjahre von uns entfernt.

Die beiden Sterne im γ Vir System erschienen uns im Mai 2005 am nächsten (Periastron) und waren mit ca. 0,35 Bogensekunden Distanz selbst im grossen Fernrohr kaum aufzulösen (siehe Bericht).

Schon im Frühjahr 2007 war Gamma Virginis im 130mm Refraktor bei 260x wieder eindeutig länglich zu erkennen -- die Winkeldistanz betrug bereits wieder 0,8 Bogensekunden. Dieses Frühjahr beobachtete ich Gamma Virginis mit demselben Fernrohr wieder und konnte die beiden Sterne nicht nur länglich sondern eindeutig als "8" sehen: die beiden Sternscheibchen berührten sich und waren in der Mitte "eingeschnürt"! Die Winkeldistanz war also durch die Umlaufbewegung innerhalb eines Jahres wieder ein wenig grösser geworden. Den Positionswinkel schätzte ich grob zu 30° (Norden = 0°, Osten = 90°).

Ich versuchte auch Aufnahmen mit der Webcam durch meinen Refraktor:
gamma_vir_01_r4_best1_p1 Gamma Virginis (γ Vir) = STF1670AB am 24.Apr.2008.
 
Webcam-Summenbild mit Refraktor 130/1040mm bei f=3120mm (3x Barlowlinse). Einzelbilder 1/250s belichtet um das Seeing ein wenig "einzufrieren". Die Winkeldistanz der beiden Sterne beträgt nur 1,0 Bogensekunden! Norden ist oben, Osten rechts (Fernrohr mit Zenitprisma).

Auf den Webcam-Aufnahmen habe ich wieder Winkeldistanz und Positionswinkel von Gamma Virginis gemessen. Hier mein Ergebnis von zwei Abenden Ende April:
DatumDistanzPositionswinkel
2008 Apr.241,02" ± 0,07"29,5° ± 3,0°
2008 Apr.301,01" ± 0,13"33,4° ± 1,9°

Gamma Virginis wird in den kommenden Jahren immer weiter und immer leichter im Fernrohr auflösbar. Jetzt ist von Jahr zu Jahr eindeutig eine Vergrösserung der Winkeldistanz und eine Verminderung des Positionswinkels durch die Umlaufbewegung zu erkennen. Es ist selten dass mit einem kleinen Fernrohr in dieser recht kurzen Zeit eine so deutliche Veränderung eines Doppelsterns erkennbar ist!

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Ephemeride

Viele Jahre wurde die Bahn von K.A.Strand (1937) benutzt. W.D.Heintz hat 1990 eine neue Bahn gerechnet, die das Periastron besser abdeckt. Die folgende Ephemeride ist gerechnet mit den Elementen von Soderhjelm 1999 aus dem "Sixth Catalog of Orbits of Visual Binary Stars" (http://ad.usno.navy.mil/proj/WDS/): P = 168,9 Jahre / a = 3,68" / i = 148° / Knoten = 37° / T = 1836,4 / e = 0,89 / omega = 257°

Jahr        Distanz PW
2003,00     0,87"   236°
2003,25     0,82    232
2003,50     0,76    228
2003,75     0,69    222
2004,00     0,63    216
2004,25     0,56    208
2004,50     0,50    198
2004,75     0,43    185
2005,00     0,38    168
2005,25     0,35    147
2005,50     0,35    124
2005,75     0,38    103
2006,00     0,44     86
2006,25     0,51     73
2006,50     0,58     64
2006,75     0,65     56
2007,00     0,73     50
2007,25     0,80     46
2007,50     0,87     42
2007,75     0,93     38
2008,00     1,00     35
2008,25     1,06     33
2008,50     1,12     30
2008,75     1,18     28
2009,00     1,24     26
2009,25     1,29     24
2009,50     1,35     23
2009,75     1,40     21
2010,00     1,46     20
2010,25     1,51     19
2010,50     1,56     18
2010,75     1,61     16

Neue Ephemeride von γ Virginis mit der Bahn von Scardia et al (2007)

Der Sixth Catalog of Orbits of Visual Binary Stars von William I. Hartkopf & Brian D. Mason enthält seit einiger Zeit die neue Bahn von Scardia et al (2007) (2007AN....328..146S). Damit ist die folgende Ephemeride gerechnet.

Jahr        Distanz PW
2011,0      1,59"    19°
2012,0      1,78     14
2013,0      1,95     11
2014,0      2,11      8
2015,0      2,27      6
2016,0      2,41      4
2017,0      2,55      2
2018,0      2,68      0
2019,0      2,81    359
2020,0      2,93    357

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Bahndiagramm

Hinweis zum Bahndiagramm für Gamma Vir:

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Weitere Beobachtungen und Beobachtungsberichte

John Herschels Bericht vom Periastron 1836: 1836MNRAS...3..197H
J.S.Schlimmer: interferometrische Messungen von Gamma Vir rund um das Periastron! Hier sind auch weitere Aufnahmen von Gamma Virginis
Mehrere Beobachter: http://www.carbonar.es/s33/Virgo/Gamma.html

 


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