Kann New Horizons verwendet werden, um die Entfernung zu Beteigeuze zu messen (trotz seines unbeständigen Fotozentrums)?

Die Raumsonde New Horizons ist fast 50 AE von der Erde entfernt und nahezu gleichzeitige Bilder, die von ihrem Teleskop und einem auf der Erde aufgenommen wurden, haben Parallaxe gezeigt , ohne sich auf die Bewegung der Erde in ihrer Umlaufbahn zu verlassen.

Die Gleichzeitigkeit ist wichtig, weil Messungen von Beteigeuze durch sein unbeständiges Photozentrum verfälscht werden . Seine offensichtliche Scheibe ist klumpig und ungleichmäßig; Der "Schwerpunkt" der Intensität seiner scheinbaren Scheibe bewegt sich relativ zu seinem wahren Massenschwerpunkt. Eine gleichzeitige Bildgebung von zwei weit voneinander entfernten Positionen unter Verwendung des gleichen spektralen Bandpasses könnte verwendet werden, um zu versuchen, dieses Problem anzugehen.

Könnte dies angesichts dessen, was über seinen Long Range Reconnaissance Imager oder LORRI bekannt ist , und angesichts der Tatsache, dass das Raumschiff viel Zeit zur Verfügung hat, getan werden?

Jüngste Schlagzeilen, die besagen, dass Betelgeuse viel näher ist, als wir dachten, deuten auf Standing on the Shoulders of Giants: New Mass and Distance Estimates for Betelgeuse through Combined Evolutionary, Asteroseismic, and Hydrodynamic Simulations with MESA hin, das in der Zusammenfassung vorgeschlagen wird

...eine neue, unabhängige Entfernungsschätzung von 168 15 + 27 pc und eine Parallaxe von π = 5,95 0,85 + 0,58 mas, in guter Übereinstimmung mit Hipparcos, aber weniger mit neueren Radiomessungen.

basierend auf umfangreichen Modellierungen und photometrischen Daten.

Was wirklich bemerkenswert ist, ist, dass ich diesen Klappentext einfach kopiert/eingefügt und in MathJax selbst formatiert habe, yay!

New Horizons befindet sich derzeit X, Y, Z = 14.11, -46.42, 1.67 (AU)relativ zum Baryzentrum des Sonnensystems in J2000.0 mit der Ekliptik als Referenzebene unter Verwendung von JPLs Horizons . Ich hoffe, das ist orthogonal zu Beteigeuze.


wankelmütiges Fotozentrum Sie können versuchen, das dreimal schnell zu sagen, aber was auch immer Sie tun, sagen Sie den Namen des Stars nicht dreimal !


Verwandt:

Antworten (1)

Im Prinzip ja, in der Praxis nein. Das Teleskop ist gut genug, aber die CCD-Kamera wird gesättigt, was eine gute Positionsmessung verhindert.

Herausragende Fakten. Die Parallaxe zu Beteigeuze, wie sie zwischen der Erde und New Horizons zu sehen ist, beträgt etwa 250 mas. Die aktuelle Entfernungsunsicherheit beträgt ~20%, um das zu verbessern, müsste die von New Horizons gemessene Position von Betelegeuse genauer als ~25 mas sein.

Betrachtet man die LORRI-Kamera, so hat sie eine Plattenskalierung von 4,95 Mikroradian/Pixel und eine Punktspreizfunktion mit FWHM von 1,8 Pixel, was 1,84 Bogensekunden entspricht ( Cheng et al. 2007 ).

Eine nützliche Faustregel ist, dass Ihre Positionsgenauigkeit in einem aufgelösten Bild ungefähr durch gegeben ist

Δ θ F W H M S N R   ,
wobei SNR das Signal-Rausch-Verhältnis des Bildes ist. Wenn man dies verwendet, deutet dies darauf hin, dass man, wenn man ein Bild von Beteigeuze mit einem SNR von etwa 100 erhalten könnte, in der Lage sein sollte, die Position unter Verwendung der New Horizons-Daten auf besser als 25 mas zu zentrieren. Kombiniert man dies mit einem simultanen erdgestützten Bild (von dem man annimmt, dass es viel genauer wäre ), dann könnte die Parallaxe auf besser als 10% bestimmt werden.

Das Problem scheint die Helligkeit von Beteigeuze zu sein. Chenget al. geben Sie auch eine photometrische Kalibrierformel für die Anzahl der analogen zu digitalen Einheiten pro Sekunde an, S , aufgenommen von der Kamera für eine Punktquelle mit einem gegebenen v Größe.

v = 2.5 Protokoll S + 18.94 + 0,4   ,
wo das extra 0,4 ist wahrscheinlich für einen Stern der roten Farbe von Beteigeuze angemessen.

Mit diesen Formeln sehen wir das S = 2.16 × 10 8 ADU/s, vorausgesetzt v 1.5 für Beteigeuze.

Die CCD-Kamera von LORRI gibt nur 12 Bit zurück und hat eine Frame-Übertragungszeit von 13 ms, was bedeutet, dass 13 ms ungefähr die kleinste Belichtungszeit ist, die Sie verwenden und hoffen können, genaue Positionsinformationen zu erhalten (Cheng et al. 2007). Im Prinzip könnte eine Belichtungszeit von 1 ms durchgeführt werden. Sogar in 1 ms würdest du kommen 2.16 × 10 5 ADU von Beteigeuze erstreckt sich über vielleicht 4 Pixel. Da ein 12-Bit-ADC bei 4096 ADU gesättigt ist, ist Beteigeuze mehr als zehnmal zu hell und erzeugt ein vollständig gesättigtes Bild, dessen Schwerpunkt nicht genau bestimmt werden kann. Wenn es möglich wäre, die Verstärkung des CCD (derzeit 22 Elektronen/ADU) aus der Ferne auf etwas viel Größeres zurückzusetzen, dann wäre es vielleicht möglich.

Dies setzt voraus, dass die Einstellung von New Horizons behoben ist. Was wäre, wenn das Raumschiff wie GAIA eine Rotation hätte, sagen wir 100 Pixel pro Millisekunde oder was auch immer notwendig ist, in der Richtung senkrecht zur Richtung des Parallaxenversatzes. Würde das die Pixelbelichtung nicht auf die Hälfte oder 2160 ADU reduzieren? Ich denke, das funktioniert mit 5 U / min, was jetzt absurd schnell erscheint, aber für ein paar Sekunden schien es eine gute Idee zu sein.
Oh, danke vergessen zu sagen ! für so eine ausführliche Antwort