Sterrenkunde practicum 2: Waarneemproef

Waarnemen met Isaac Newton Telescope op La Palma

Het belangrijkste onderdeel van SP2 is de waarneemproef. Deels bestaat dit uit het helpen van een Sterrewacht staflid met zijn waarneminge, maar jullie gaan ook zelf een klein onderzoekje opzetten en uitwerken. Eerst gaan jullie een waarneemvoorstel schrijven. Dan moeten de waarnemingen worden voorbereid, op zo'n manier dat je zelf niet bij de waarnemingen aanwezig behoeft te zijn, maar dat die door iemand anders kunnen worden gedaan. We hebben hiervoor een aantal nachten op de Isaac Newton telescope op La Palma (Canarische Eilanden). Dit onderdeel zal worden uitgevoerd in (zelf te vormen) groepjes waarvan de groote op het college bepaald zal worden. Al het in te leveren materiaal hoeft per groepje maar eenmaal te worden ingeleverd.

Kosten en voorwaarden voor deelname - De verblijfkosten op La Palma worden bepaald door de Sterrewacht, maar het vliegticket moet door de deelnemers zelf betaald worden. Om deze reden is deelname aan de waarneemreis niet verplicht (maar deelname aan de rest van de proef wel!). De tickets zullen centraal door de Sterrewacht worden ingekocht, en de rekening daarvoor zal aan de deelnemers worden gestuurd. Informatie over kosten e.d. zal tijdens de inleidingssessies worden verstrekt. Deelname aan de waarneemreis staat alleen open voor studenten die voldoende studievoortgang hebben, dat wil zeggen:

• 2de jaars studenten: voltooide propedeuse;
• 3de jaars studenten: voltooide propedeuse, plus voldoende voortgang in 2de en 3de jaars vakken, dit ter beoordeling aan de docent in overleg met de studieadviseur.

Stappen

Stap 1: Onderwerp - Vorm groepjes. Ieder groepje kiest vervolgens een onderwerp voor een waarneemvoorstel. Dit is uiteraard niet makkelijk, daarom kunnen jullie uit enige voorbeelden kiezen. Hiervoor geldt: wie het eerst komt, het eerst maalt. Ook het onderzoek van het Sterrewacht staflid dat we gaan helpen zal een van de onderwerpen zijn. Om te kijken wat er met het instrument mogelijk is, kun je kijken naar opnamen op de INT website. Deadline hiervoor staat in het rooster op de practicum website vermeld. Ga bij de docent langs als je wat meer over een onderwerp wilt weten of wat meer in een richting geduwd wilt worden. Misschien denk je wel aan iets interessants dat niet op het lijstje staat. Ook prima, maar kom hiervoor ook langs bij de docent.

Stap 2: Vraagstelling - Een waarneemvoorstel bestaat uit 2 onderdelen:

1. Wetenschappelijke inleiding en vraagstelling en omschrijving van de waarnemingen
2. Technische details (telescoop instellingen, tijdstippen, nodige weersomstandigheden, filters etc.)

Stap 3: Technische details - Het technische gedeelte van het waarneemvoorstel is heel belangrijk, en veel en lastig werk. Alle details moeten helemaal piekfijn in orde zijn voordat we naar La Palma reizen - ook voor diegenen die niet meegaan! Denk over alle technische details na, en bespreek ze met de assistenten, en maak uitgebreid gebruik van de op internet beschikbare informatie voor het technische gedeelte. Als je denkt dat je de technische details goed hebt uitgewerkt, schrijf deze dan op (steeds met motivatie erbij). Maak ook een waarneemplan (in welk deel van de nacht wil je wat doen), en vergeet hierbij de calibratiewaarnemingen niet! Dit gedeelte vereist veel zorg, veel denkwerk, en vooral veel interactie met de assistenten en docent.

Stap 4: Presentatie waarneemprogramma - In het rooster is voorzien in een sessie waarbij ieder groepje het waarneemvoorstel moet uitleggen en verdedigen met een korte presentatie. Hierbij zullen de andere aanwezigen (waarschijnlijk ook enige stafleden van de Sterrewacht) vragen stellen en eventueel kritisch commentaar leveren. Hierbij kunnen ook de laatste technische puntjes nog op de i gezet worden voordat we naar La Palma afreizen.

Stap 5: Uitwerken van de waarnemingen - Eerst moeten de waarnemingen worden gereduceerd en gecalibreerd. Dan moeten de analyses worden uitgevoerd en de resultaten eventueel gefit met een model. De resultaten moeten worden besproken. Wat zijn de onzekerheden? Hoe komen de resultaten overeen met literatuurwaarden? Wat kun je daar uit concluderen? Dit alles zal worden gepresenteerd in de vorm van een poster, die gepresenteerd zal worden op de in het rooster genoemde datum. Deze poster telt mee voor de posterpresentatie in het college Presenteren en Communiceren. Tips voor het maken ven een poster in Powerpoint vind je op de links pagina.

Waarneemvoorstel

Een waarneemvoorstel bestaat uit een wetenschappelijk deel en een technisch deel. Maximale totale lengte van het waarneemvoorstel zal 2 pagina's A4 zijn (exclusief figuren).

1. In het wetenschappelijke deel zet je uiteen welke vraag je wilt beantwoorden, vertel globaal welke waarnemingen je daarvoor wilt doen, en hoe die waarnemingen je helpen die vraag te beantwoorden. Vergeet niet de nodige inleiding te geven: er is waarschijnlijk al eerder werk op dit gebied gedaan, en je eigen werk zal in de context hiervan geplaatst moeten worden. Bovendien zijn de mensen die zo'n voorstel moeten lezen niet altijd experts op elk gebied. Geef waar nodig de meest relevante referenties.
2. In het technische deel werk je alle technische details van je waarnemingen uit, zoals integratietijden, filters, enz.

• Welk object wil je waarnemen en waarom?
• Wanneer is je object zichtbaar?
• Hoe vaak wil je je het object waarnemen en waarom?
• Is tijdsafhankelijkheid belangrijk?
• Zijn de weersomstandigheden (seeing, transparantie van de atmosfeer, fotometrische stabiliteit) belangrijk?
• Is de invloed van de maan storend?
• In wat voor filter(s) wil je waarnemen en waarom?
• Wat voor signaal/ruis verhouding (SNR) wil je bereiken en hoe lang moet je daarvoor integreren?
• Moet je rekening houden met verzadiging van de detector?
• Wil je absolute of relatieve fluxen bepalen?
• Wat zijn de positie, magnitude, kleur, afmeting, enz. van je objecten?
• Wat voor calibratiemetingen heb je nodig?
• Heb je een zoekkaartje (finding chart) nodig?

Onderwerpen

Groep	La Palma	Onderwerp	Waarneemvoorstel
Bart Bijvoets Arvid Schoenmaker Steven Duivenvoorden Martin de Valois	Nee Nee Ja Ja	Superwinds	Waarneemvoorstel
Pim Overgaauw Kim Vendel Arthur Jakobs Tom Warmerdam Merel van't Hoff	Nee Ja Ja Ja Ja	Stof in supernovaresten	Waarneemvoorstel
Robert Feld Roman Tatch Ali Karisli Stefano Metafuni	Nee Nee Nee Nee	Clusters van sterrenstelsels	Waarneemvoorstel
Bernie Lau Amy Bos Kasper van Dam Geert Jan Talens Tom Bakx	Ja Nee Nee Ja Ja	Planetaire nevels	Waarneemvoorstel

Informatie over de INT en de WFC

Er zal worden waargenomen met de Wide Field Camera (WFC: een optische CCD imager) op de 2.5 m Isaac Newton Telescope (INT). Deze telescoop is onderdeel van de Isaac Newton Group of Telescopes (ING), en bevindt zich in het Observatorio Roque de los Muchachos (ORM) op het eiland La Palma (Canarische eilanden). Er zijn nog enige richtlijnen voor het technische gedeelte van het waarneemvoorstel (dit is oud maar nog wel correct). Verder handig is het webtool om integratietijden te schatten.

Zichtbaarheid van objecten

Of een object 's nacht zichtbaar is, hangt af van zijn koördinaten en van de tijd van het jaar; dit is al bij andere colleges behandeld. Maar het is nuttig om hier nog even in herinnering te roepen hoe je snel kunt schatten in welke tijd van het jaar een bepaald object 's nacht goed zichtbaar is.
Om te beginnen herinneren we ons dat de zon langs de ecliptica beweegt, en dat die een hoek maakt met de equator. Omdat in de snijpunten van ecliptica en equator de zon precies boven de equator staat, corresponderen die met het het begin van de lente en van de herfst, en worden dus lentepunt en herfstpunt genoemd. De zon staat dus in het lentepunt op 21 maart. Omdat het lentepunt tevens het nulpunt van de Rechte Klimming schaal definieert, staat de zon dus op 21 maart op 0 uur Rechte Klimming. Met andere woorden, op 21 maart correspondeert middernacht met 12 uur Rechte Klimming. Preciezer gezegd: op 21 maart gaan objecten met een Rechte Klimming van 12 uur op middernacht door de meridiaan.
Als een object door de meridiaan gaat is de Uurhoek 0 uur. Een uur later is (door de rotatie van de aarde) zijn Uurhoek 1 uur geworden, enzovoorts. Aangezien we een object bij voorkeur rond Uurhoek 0 uur willen waarnemen (om het zo hoog mogelijk aan de hemel te hebben), zullen op 21 maart objecten met een Rechte Klimming van 12±6 uur, oftwel 6 tot 18 uur in de loop van de nacht beschikbaar zijn.
Door de baan van de aarde rond de zon, maakt de zon in een jaar precies een ronde langs de ecliptica, en dus ook een ronde in Rechte Klimming. Dit betekent dat de zon per maand 24/12=2 uur opschuift in Rechte Klimming, en dus op 21 april om 12 uur 's middags op 2 uur Rechte Klimming staat. Op die datum gaan dan om middernacht objecten met een Rechte Klimming van 14 uur door de meridiaan. Op deze manier is eenvoudig te schatten in welke tijd van het jaar objecten met welke Rechte Klimming zichtbaar zijn.
Een precieze bepaling (met airmass als functie van tijd) is te krijgen met behulp van een webtool op de ING website.

Praktische informatie over de waarneemreis

We zitten allemaal op dezelfde vluchten:

06 mei 07:55 Amsterdam - Madrid (IB 3215), aankomst 10:30
06 mei 12:00 Madrid - Santa Cruz de La Palma (IB 938), aankomst 13:55
10 mei 14:40 Santa Cruz de La Palma - Madrid (IB 937), aankomst 18:20
10 mei 19:20 Madrid - Amsterdam (IB 3244), aankomst 21:50

We verzamelen ons om 06:30 bij het ontmoetingspunt op Schiphol (zie dit kaartje en klik op "meeting point"). Zorg dat je er dan bent! Van alle deelnemers wil ik ook een mobiel telefoonnummer hebben.

Links over het verblijf op La Palma:

• Contact informatie
• Checklist for observers
• Informatie over de Residencia
• Niet vergeten: stevige schoenen, warme kleren (trui en/of jas), zonnebril, zonnebrand, identiteitskaart (of paspoort).

Resultaten

Hoewel het om de wetenschap gaat, kunnen de waarnemingen ook gewoon mooie plaatjes opleveren.

Foto's van waarneemreizen

Een kleine greep uit foto's van (eerdere) waarneemreizen is hier te vinden.

Cijfers

Cijfers waarneemproef