Fotograferen van exoplaneet transits: Is het mogelijk voor amateurs?
Een exoplaneet die voor zijn ster langs trekt, dat is één van de spectaculairste dingen die je als amateur-astronoom kunt vastleggen. Het is alsof je getuige bent van een zeldzaam kosmisch balletje. En nee, je hebt daarvoor geen Hubble-technologie nodig.
Wat is een transit precies?
Een transit is simpelweg de schaduw van een planeet die over de schijf van zijn ster beweegt. Stel je voor dat je een peertje (de planeet) voor een fel lampje (de ster) houdt.
Vanaf de zijkant zie je het licht ietsje dimmen. Astronomen met megatelescopen doen dit door die minieme helderheidsdaling te meten, maar jij kunt het visueel of fotografisch proberen te vangen.
De kunst is om de helderheid van de ster over tijd te meten. Tijdens de transit zakt die lichtcurve een klein beetje. Als amateur draait het erom dat je genoeg foto's maakt om die daling te zien.
Je bent eigenlijk een lange-expositie-lichtmeting aan het doen. Een beetje zoals je de zonnewijzer in de gaten houdt, maar dan met een CCD-chip.
Waarom is dit zo cool? Omdat je met een bescheiden setje een bijdrage kunt leveren aan wetenschappelijke data. Organisaties als AAVSO of de Dutch Astro Photo Association (DAPA) verzamelen deze data. Jouw meting kan helpen om de omlooptijd te bevestigen of om nieuwe variabelen te ontdekken. En het is gewoon spannend om te zien of het lukt.
Je uitrusting: van basic tot pro
Voor dit werk hoef je echt geen lenzen van duizenden euros te kopen.
Je kunt starten met een simpele DSLR en een stabiel statief, maar om de lichtcurve echt strak te krijgen, is een volgsysteem handig. Laten we de setjes opdelen. De instapper (€150 - €500): Een spiegelreflexcamera zoals een Nikon D5300 (gefilterd, want je schiet in RAW) of een dedicated astrocam zoals de ZWO ASI120MC (€200). Daarop een telelens van 200mm of een kleine refractor zoals de SkyWatcher Evostar 72ED (€350).
Belangrijkste accessoire: een simpel draaitafelletje om de ster in beeld te houden. De gevorderde amateur (€1000 - €2500): Hier pak je een echte montering.
Denk aan een SkyWatcher Star Adventurer 2i (€500) of een iOptron SkyGuider Pro.
Gecombineerd met diezelfde 72ED refractor of een Newton van 150mm (bijvoorbeeld de SkyWatcher Explorer 150P, €400). Voor de meting zelf is een planetaire camera ideaal: de ZWO ASI290MC (€400) of een oude QHY5-II. De precieze werker (€3000+): Een stabiele EQ-monturing (zoals de SkyWatcher HEQ5 Pro, €1200) met een grotere Newton (200mm) of een Schmidt-Cassegrain (SCT). Voor de lichtmeting heb je dan een fotometer nodig, vaak ingebouwd in software, maar een dedicated filterwiel helpt enorm om atmosferische storingen eruit te halen.
De werking: stap voor stap
Het draait allemaal om timing en focus. Je wilt geen bewegingsonscherpte, want die verpest je lichtcurve.
Begin met het vinden van je doel. Gebruik software zoals Stellarium om te zien waar de transit plaatsvindt. Zoek een heldere ster die de planeet net voor de transit heeft, zodat je een referentiepunt hebt.
Zodra de ster in beeld is, draai alles handmatig bij tot de ster perfect scherp is.
Gebruik de Live View modus van je camera en zoom in tot de pixels. Als de ster een kleine punt is, ben je er. Zet de scherpstelling vast (tape de focusring vast!) zodat je hem niet per ongeluk verliest. Wil je daarna eens proberen zwakke planetaire nevels vast te leggen? Dat is de volgende uitdaging.
De fotografie zelf: je maakt een reeks foto's. Heel veel foto's. Meestal tussen de 5 en 60 seconden belichting, afhankelijk van de helderheid van de ster.
Je wilt de schittering van de ster (het centrum) zo fel mogelijk houden zonder uit te blozen.
Gebruik een intervalometer om elke 10 seconden een foto te laten maken. Dit duurt vaak 2 tot 4 uur lang. De analyse is de magie, zeker als je een tijd-lapse van de rotatie van Jupiter wilt maken. Je laadt de foto's in software zoals AstroImageJ of de gratis "Voyager" software.
Daar selecteer je de helderste pixel van de ster. De software telt de pixels op en trekt de achtergrond (de lucht) eraf.
Over een paar uur tijd ontstaat er een grafiek. Zie je een dipje? Dan is het gelukt.
De software en analyse
Zonder software ben je nergens. Het is je digitale laboratorium. De meeste amateurs gebruiken AstroImageJ.
Het is gratis, open-source en ontwikkeld door professionals, maar het werkt perfect op een normale Windows-laptop.
Je importeert je fits- of raw-bestanden, klikt op de ster, en de software doet de rest. Een alternatief is Voyager of SharpCap.
Deze programma's zijn meer gericht op het vastleggen van de data, maar hebben ook analysetools ingebouwd. Ze helpen je om de achtergrondcorrectie automatisch te doen. Dit is cruciaal, want de luchtverlichting (lichtvervuiling) verandert constant.
Let op: je moet kalibreren. Je maakt het beste ook "dark frames" (foto's met de lensdop erop, zelfde belichtingstijd) en "flat fields" (foto's van een egaal wit vlak).
Dit haalt ruis en stofvlekken uit je beeld. Voor een simpele transit kun je soms zonder, maar voor wetenschappelijke data is het essentieel.
Praktische tips voor het wachten
Het grootste struikelblok is niet de techniek, maar het geduld. Een transit duurt lang, en het weer is je vijand.
Kies een doel dat hoog aan de hemel staat, liefst boven de 45 graden. Hoe lager de ster, hoe meer lucht je door moet kijken en hoe meer storingen.
Check het weerbericht fanatiek. Wolken zijn killing. Gebruik apps zoals Clear Outside of Windy om te zien of er gaten in de bewolking komen. Soms moet je 's nachts of in de vroege ochtend op pad. Focus op variabele sterren (eclipsvariabelen) in plaats van exoplaneten voor je eerste keer.
De principes zijn identiek, maar de helderheidsdaling is vaak groter (tot 10% of meer).
Dat is makkelijker te zien en geeft je een boost zelfvertrouwen. Zoek naar sterren in de lijsten van AAVSO. En tot slot: geniet van het uitzicht.
Terwijl je camera draait, kijk je zelf naar de sterrenhemel. Ontdek ook de uitdaging van wide-field astrofotografie met een smart telescope; je bent nu deel van een netwerk van waarnemers die de kosmos in kaart brengt.
Met een setje van €500 en een hoop geduld ben je dat al.
Dus pak die camera, zoek een heldere ster, en begin met tellen.