Gdy patrzymy nocą na niebo wydaje nam się, że jest stałe i niezmienne. Mimo iż w ciągu roku jego wygląd się zmienia jednak ciągle rozpoznajemy kształty tych samych znajomych gwiazdozbiorów i tworzące je jasne gwiazdy. Czy jest ono jednak tak zastygłe i niezmienne jak się wydaje? Nie. Natura korzysta z tej zmienności ukazując nam niezwykle ciekawy spektakl w postaci gwiazd zmiennych.

Postanowiłam przyjrzeć się bliżej jednej z gwiazd zmiennych, mianowicie β Persei znanej, jako Algol (α: 3h 08m 02s, δ: +40° 57’).Obserwowałam ją codziennie, o ile pozwoliły mi na to warunki a podczas dwóch zaćmień, które mogłam obserwować spędziłam pół nocy w śpiworze na balkonie swojego domu (Wydminy 53°59’N 22°02′E) monitorując jego zmiany blasku.

Rozróżnia się wiele rodzajów gwiazd zmiennych, klasyfikowanych ze względu na specyfikę i przyczyny zmian jasności. Algol należy do kategorii gwiazd zaćmieniowych. Są to układy podwójne tak ułożone w przestrzeni względem Ziemi, że możemy zaobserwować okresowe spadki jasności układu. Są one spowodowane zasłanianiem jednego składnika przez drugi. To jak wygląda wykres zmian jasności obiektu zależy od parametrów składników – ich wielkości, temperatury i odległości miedzy nimi.
Algol należy do kategorii gwiazd zmiennych zwanych Algolidami, u których obserwuje się dwa minima o różnej amplitudzie: bardzo głębokie, gdy słabsza gwiazda zasłania gorętszy, a wiec jaśniejszy składnik oraz płytsze, gdy słabsza chowa się za swą towarzyszkę. Okres zmian blasku Algola wynosi 2, 9 dnia jest, więc krótki, więc zaćmienie główne można obserwować dość często. Niestety czasami przypada ono na sam środek dnia – wtedy amatorska obserwacja jest oczywiście niemożliwa. Postanowiłam zająć się głównie obserwacjami głębokiego minimum. Informacje o czasie zaćmień, oraz kilka rad dla początkującego obserwatora znalazłam na stornie http://sswdob.republika.pl/glowna.htm.

Pomysł na obserwacje gwiazdy zmiennej wydał mi się bardzo dobry, ale jak zacząć? W moim podręcznym zeszycie obserwatora zaznaczyłam pozycję i jasności wszystkich gwiazd porównania. Były to w większości gwiazdy tworzące kształt Perseusza oraz Almach (γ And) i Rasalmothallan (α Tri). Oznaczyłam też je literami alfabetu od najjaśniejszej (a) do najsłabszej (g) . Najważniejsza i niełatwą sprawą jest ocena jasności, którą wykonuje się porównując zmienną do wybranych wcześniej gwiazd, których jasności znamy. W moich obserwacjach wykorzystałam metodę Nijlanda-Błażki-Argelandera (NBA). Zmienna oznaczana jest, jako „v” a ocenę zapisuje się w postaci amvnb, gdzie m i n to odpowiednie cyfry oddające różnicę w blasku według skali:

  • 0 – taka sama jasność
  • 1 – nieznaczna różnica jasności
  • 2 – widoczna różnica jasności
  • 3- znaczna różnica jasności

    • Itd…

Wyrobienie odpowiedniej skali wymaga doświadczenia, co zauważyłam podczas prowadzenia własnych obserwacji. Wbrew pozorom ocena jasności nie była prostym zadaniem, musiałam dopasować moje spostrzeżenia do używanej skali. Moje wyniki nie są więc zbyt dokładne i obarczone są sporym błędem.

21 sierpnia pogoda sprzyjała moim obserwacjom. Ulokowałam się na balkonie w śpiworze wraz z notesem, czerwoną latarką oraz ołówkami. Obserwacje trwały od 21:47, gdy zanotowałam pierwszy pomiar, do 2:35 kiedy pole widzenia skutecznie zasłoniły mi chmury jednocześnie kończąc moje badania. Ta noc była jednak jedynie treningiem przed kolejnym zaćmieniem. Ustalałam skalę jasności, poznawałam pozycję i jasności gwiazd porównania, oraz ćwiczyłam ocenę jasności oraz zapis. To wszystko miało być jedynie preludium przed głównymi obserwacjami, które zaplanowałam na 24.08.2010.

Pogoda we wtorek 24 sierpnia aż do 22:00 trzymała mnie w niepewności, po południu spadł nawet ulewny deszcz. Poprosiłam mojego Mentora, aby będąc w tym czasie w innym miejscu, spróbował przeprowadzić obserwacje zaćmienia. Na szczęście ostatecznie pogoda się zmieniła a mnie czekało piękne bezchmurne niebo…chociaż do czasu. Tym razem także musiałam zakończyć obserwacje za względu na zachmurzenie, które o 2:30 skutecznie mi przeszkodziło, zasłaniając cale niebo warstwą niskich chmur. Ostatnie pół godziny obserwacji było bardzo trudne właśnie ze względu na zmienne warunki.

Mimo wszystko byłam z siebie bardzo zadowolona, zauważyłam wyraźna zmianę jasności Algola i byłam świadkiem momentu najgłębszego minimum. Do moich danych dodałam też wyniki obserwacji mojego Mentora i przystąpiłam do pracy nad wykresami. W tej fazie bardzo pomógł mi mój kolega Mirek Kołodziej, już zaznajomiony z badaniem gwiazd zmiennych.

Opracowywanie danych rozpoczęłam od „wklepania” wyników obserwacji z nocy 24/25 sierpnia oraz jasności gwiazd porównania do Excela. Następnie metodą interpolacji obliczyłam w magnitudo jasność Algola podczas każdego z pomiarów. Użyłam w tym celu wzoru

Gdzie V – jasność w magnitudo; y – słabsza gwiazda porównania (mag); x- jaśniejsza gwiazda porównania (mag); p – pierwszy współczynnik w zapisie NBA (m); q – drugi współczynnik w zapisie NBA (n)
Ponieważ do każdego z pomiarów miałam 1-3 ocen jasności obliczyłam średnią arytmetyczną każdego z nich, aby na jeden pomiar przypadała tylko jedna wartość w magnitudo. Wyniki prezentuje tabelka oraz wykres. Godziny są podane w UT.

Kolejnym zadaniem było wyznaczenie momentu minimum, aby sprawdzić czy pokrywał się z tym odczytanym w efemerydach. W tym celu musiałam obliczyć średnią konsekutywną każdego uśrednionego pomiaru. Oblicza się ja w następujący sposób: bierze się 3 kolejne pomiary: skrajne (poprzedzający i następny) mnożymy przez ½ i dodajemy do środkowego pomnożonego przez 1.
Otrzymane w ten sposób wyniki nie były już oczywiście podane w magnitudo, wyniki prezentuje tabelka i wykres.

Jak w ten sposób wyznaczyć moment minimum? Należy zastosować wynalezioną przez polskiego astronoma Kazimierza Kordylewskiego metodę kalkową. Można to oczywiście wykonać na komputerze, ja natomiast, aby poczuć ducha dawnej astronomii postanowiłam taka kalkę wykonać ręcznie. Wydrukowawszy wykres zaznaczyłam czerwonym kolorem na kalce technicznej punkty wykresu. Następnie odwróciłam kalkę i dopasowałam punkt o najwyższej wartości (na wykresie skala jest odwrócona). Moim oczom ukazał się pełny wykres z wyraźnym momentem minimum, które przypadło na 11 pomiar. Wykonałam go o godzinie 00: 58 naszego czasu, wynik zgadzał się, więc z wartością podaną w efemerydach!

Aby dokończyć pracę nad wykresami zmian blasku Algola postanowiłam wykorzystać obserwacje, które ja i mój Mentor wykonaliśmy pomiędzy zaćmieniami i utworzyć całościowy wykres. Aby zachować skalę musiałam przeliczyć czas obserwacji na daty juliańskie. Wykres jest niekompletny ze względu na małą częstotliwość obserwacji oraz złe zjawiska pogodowe.

Obserwacje gwiazdy zmiennej oraz opracowywanie ich wyników były dla mnie olbrzymią nowością, bardzo jednak mi się spodobały. Gwiazdy zmienne w swej różnorodności i niejednokrotnie nieprzewidywalności są ciekawym tematem badań. Rozpoczęłam wprawdzie od popularnego Algola, jednak mam nadzieję, ze w miarę nabierania umiejętności i doświadczenia będę sięgać po trudniejsze obiekty, niekoniecznie gwiazdy zaćmieniowe.