Uranusringe 2011 und Oppositionseffekt der Uranusmonde
Im Jahre 2007 blickten wir auf die Kante des
Uranusringsystems. Aus diesem Anlass gab es
von Seiten der Profis viele Aufnahmen, denn
in der Kantenlage ist die Säulendichte der Teilchen
besonders hoch und man hoffte durch die gesteigerte
Helligkeit neue Erkenntnisse zu gewinnen.
Die Profis verwenden für die Ringfotografie
Spezialkameras mit Wellenlängen jenseits
von einem Mikrometer. Handelsübliche
CCDs sind in diesem Bereich unempfindlich.
Uranusringaufnahmen von Seiten
der Amateure sind daher bislang unbekannt.
Der Uranus überstrahlt im sichtbaren Licht seine Ringe,
deswegen wurden sie erst bei einer Sternbedeckung zufällig entdeckt.
Einen kleinen Hoffnungsschimmer gab es jedoch im
Bereich von 890nm. Hier befindet sich eine Methanbandlinie
in der der Planet sehr dunkel ist. Vor einigen Jahren
wurde deshalb ein Methanbandfilter angeschafft.
In Dutzenden Versuchen wurde jahrelang probiert
die Ringe abzubilden. Mehrere Filter, Reducer
und Kamerakombinationen wurden getestet.
Es war einfach nichts zu sehen!
Im letzten Jahr wollte ich schon aufgeben, doch dann
hatte ich eine Idee. Was wäre, wenn die Uranusringe
einen Oppositionseffekt besitzen, ähnlich wie die Saturnringe?
Die Uranusmonde sind für einen starken Oppositionseffekt bekannt.
Zur Oppositionszeit 2011 war Uranus erneut im Visier.
In der Oppositionsnacht gab es sehr gutes Seeing und 4 Tage
später waren die Bedingungen erneut optimal.
Es gelang tasächlich in beiden Nächten ein brauchbares Foto!!!
Natürlich ist der Nachweiß absolut grenzwertig, das kann nicht anders sein.
Doch die Größen und die Winkel stimmen.
Die bisherigen Erfahrungen mit dem Equipment sprechen gegen ein Artefakt!
Erster Versuch in der Oppositionsnacht
Zweiter Erfolg 4 Tage nach der Oppositionsnacht.
Winkel und Größen stimmen mit einem Vergleichsbild der Profis überein.
Das Vergleichsbild entstand 2003, als
der Ring die identische öffnung hatte, wie 2011.
Bilder vom KECK im IR.
Erich Karkoschka hat eines seiner HST-Bilder
das mit einem vergleichbaren Filter bei 892 nm
entstanden ist zur Verfügung gestellt. Es wurde
auf etwa eine Bogensekunde unscharf gerechnet, um die
Helligkeiten vergleichen zu können.
Das sieht sehr vielversprechend aus!
(HST, Erich Karkoschka, University of Arizona/NASA)
Zum Zeitpunkt der Aufnahme war der hellere Teil des Rings rechts (suedlich) des Uranus.
Der helle Teil geht in 264 Tagen einmal um Uranus herum. Exakt 11 Umläufe und 45 Tage später ist das Bild
vom 26.9.2011 entstanden. Auch hier ist der südliche Ringteil heller!
Neben der Fotografie des Rings ging es bei den Aufnahmen im
letzten Herbst auch darum den Oppositionseffekt der Monde nachzuweisen.
Der Oppositionseffekt ist eine optische Erscheinung
in Form einer scheinbaren Aufhellung von Oberflächen
am Gegenpunkt einer Lichtquelle. Befindet sich zum
Beispiel die Sonne im Rücken eines Beobachters,
kann der Effekt als vergleichsweise heller Bereich
um den Gegensonnenpunkt am Boden beobachtet werden.
Ursache ist, dass Oberflächenstrukturen, um den
Gegenpunkt einer Lichtquelle vor dem Beobachter
ihre eigenen Schatten verbergen.
Himmelskörper, die keine Atmosphäre besitzen,
erscheinen deutlich heller, wenn sie sich vom
Beobachter aus genau in Opposition zur Sonne befinden.
Der Vollmond beispielsweise ist nicht doppelt, sondern
sechsmal so hell wie der Halbmond.
Feine, durch Mikrometeoriten entstandene Poren wirken
bei schrägen Lichteinfall wie eine Lichtfalle und werden
nur ausgeleuchtet wenn die Sonne im Rücken des Beobachters steht.
Daneben kann kohärente Rückstreuung den
Effekt wie ein Reflex noch weiter verstärken.
Quelle: Wikipedia
Die Monde wurden am Oppositionstag, 4 Tage nach der Opposition,
einen Monat nach der Opposition und etwa 1,5 Monate nach der
Opposition ausgemessen. Als Referenz wurde jeweils das im Methanband
sehr dunkle Uranusscheibchen verwendet.
In den ersten 4 Tagen wurde bei den 4 großen Monden ein
unerwartet starker Helligkeitsabfall von 0,6 mag registriert.
Mit dem Photometrieprogramm Miniwin wurden jeweils mehrere Einstellungen durchgespielt
und Mittelwerte gebildet. Immer mit dem gleichen Ergebnis.
Einem Monat nach der Opposition war
die Helligkeit entfernungsbereinigt um weitere 0,4mag gefallen.
Bei Miranda wurden in den ersten 4 Tagen sogar 0,83mag gemessen.
Ein so starker Effekt ist bei der winzigen Winkeländerung
nur sehr schwer erklärbar. Der erste Verdacht war, dass die
Helligkeit des Uranusscheibchens selbst eine änderung erfahren
haben könnte. Doch da ließ sich im direkten Vergleich nichts
signifikantes nachweisen.
Auch einen gleichzeitigen
Rotationslichtwechsel kann man in dieser Stärke ausschließen,
da auch Ariel betroffen ist, der bei beiden Messungen etwa die
gleiche Position hatte.
Falls es bei der Messung einen Fehler gibt, so kann ich ihn nicht finden!
Hier sind nochmal alle Messungen bei identischer Verarbeitung in einem Bild vereint.
Die beiden ersten Bilder wurden sowohl isoliert als auch in der
Kombination vermessen. Das Kombibild bestätigte nochmal die Resultate der
Einzelmessungen. Der Abfall liegt tatsächlich bei etwa 0,6 mag in nur 4 Tagen!
Uranus 2006
Uranus 2008