Alapvető tudnivalók az osztott körös objektum beállításról

Pár nappal ezelőtt - mit sem sejtve - kellemetlen ügybe keveredtem a Csillagváros fórumában. Egy fiatal amatőr megkérdezte, honnan tudhatja az osztott körös beállításhoz szükséges csillagidőt. Valaki válaszolt neki, de a tömör kérdést és választ nem értettem, így nem is tartottam kielégítőnek, megfelelőnek. Bár történt egy további levélváltás, a dolgot részemről nem sikerült tisztázni, mígnem ma reggel megvilágosodtam, mint Buddha... Mi legyen most? Először arra gondoltam, hogy a Fórumon írom le a tudnivalókat, de végül arra jutottam, hogy bővebb lére eresztve alkalmasabb hely a témához a honlap, amit később mások is olvashatnak, a fórum­bejegyzés egyértel­műsítését pedig egy ide mutató linkkel oldom majd meg.
A téma alaposabb leírását az is indokolja, hogy az Amatőrcsillagászok kézikönyve sem ismerteti a módszert, igaz, a napjainkban egyre inkább tért hódító go-to technikát sem részletezi.

Mindenek előtt tekintsük át az ide vonatkozó égi koordináta-rendszerek alapfogalmait!

• Az I. ekvatoriális koordináta-rendszer alapsíkja az égi egyenlítő síkja, az alapirány (0^h) a megfigyelőhely déli iránya. Egyik koordinátája az óraszög, amelyet nyugat felé mérünk 0-24 óra tartományban, másik koordinátája a deklináció, amit az egyenlítő síkjára merőleges órakörökön mérünk 0 ± 90^o tartományban. Ugyanazon égitest óraszöge egy adott pillanatban az észlelőhely földrajzi hosszúságától függően más és más.
• A II. ekvatoriális koordináta-rendszer alapsíkja ugyanaz, az égi egyenlítő síkja, a 0^h alapirány viszont a tavaszpont iránya, ahol a Nap látszólagos égi útja során az egyenlítőt délről északra haladva  átlépi. Hosszúság jellegű koordinátáját, a rektasz­cenziót szintén 0-tól 24 óráig mérjük, az óramutató járásával ellenkező irányban. A szélességet meghatározó deklináció a másik rendszerrel megegyezik. Mivel ez a koordináta-rendszer az éggömbhöz rögzített, egy saját­mozgással nem rendelkező objektum koordinátái csak az alapsík és alapirány időben nagyon lassú változásának megfelelően módosulnak, ezért alkalmas a csillagtérkép- és katalógusbeli használatra.
  
• A két egyenlítői rendszer hosszúság-koordinátái közti átszámítást a  Θ = t + α  egyenlet teszi lehetővé, ahol Θ a helyi csillagidő, t az óraszög és α a rektasz­cenzió.
  

Az égi objektumok beállításánál élesen eltér a hivatásos és az amatőr csillagászok érintettsége, aminek egyszerű magyarázata is van.
A nagy csillagvizsgálók fixen és pontosan fel- és beállított műszereinél egy égi pozíciót annak katalógusban megtalálható rektasz­cenzió és deklináció adatai, valamint a helyi csillagidő ismeretében osztott körök segítségével állítanak be. A csillagidőt az obszer­vatóriumokban régebben pontosan járó ingaórák mutatták (a Horologium csillagkép is erről az eszközről kapta a nevét.) - jómagam még láttam a bajai csillagvizsgáló erre a célra használt ingaóráját, igaz, már használaton kívül. A kellően nagy méretű osztott körök és lupéval ellátott nóniuszok biztosították a kívánt égi pozíció ívpercnél pontosabb beállítását. Természetesen ma már a távcsövek célpontra állítása automatizálva van.

Az amatőr távcsövek esetében több okból más a helyzet. Egyes szerelések (pl. Dobson távcsövek, azimutális mechanikák) alapvetően nem alkalmasak osztott tárcsák használatára; az alkalom­szerűen felállított műszereknél a precíz pólusraállítás időigénye nagy hátrány lenne; a tárcsák mérete, osztása pontos pozicionálást nem tesz lehetővé; megfi­gyeléshez a katalógus használata, csillagidő és precessziós koordináta­változás számítása körülményes; és végül az elterjedt észlelési témák és módszerek sem teszik föltétlen szükségessé a koordináták alapján történő objektum beállítást. Ezért az amatőrök körében szinte kizárólagosan a csillagról csillagra lépkedés terjedt el keresőtávcső segítségével.

A fentiek ellenére a parallaktikus szerelésű mechanikák legtöbbje el van látva - bár esetenként csak provizórikus jellegű - beosztásos tárcsákkal - amit soha semmire nem használnak... Történik ez még abban az esetben is, amikor a házilag gyártott eszközt készítője nem kis fáradtsággal és plusz munkával osztott körökkel is ellátja. Ugyanis A távcső világa 1975-ös kiadásának műhelyrajz szintű mechanika készítési leírásában ez is benne van, és ennek alapján számos távcsőállvány készült akkoriban. Magam is hasonló módon készítettem barátaimmal a tengelykeresztet, viszont én - jó diák módjára - komolyan vettem a dolgot, és a hazai amatőr viszonyokat részletesen ismerő Papp Sanyi barátom szerint körülbelül egyedül voltam az országban, aki észlelői időszakom alatt a kettős­csillagokat osztott körökkel állította be.

Hogyan történhetett mégis a bevezető sorokban leírt félreértés, és mi a megoldás? A magyarázat az, hogy az óratengelyen lévő tárcsa kétféle lehet: óraszög vagy rektasz­cenzió skálázású! Mindkettő 24 órás, megkülönböztetni úgy lehet őket, hogy az első esetben a számozás az óra számlapjával ellenkező, a másik esetben egyező írányú; feltételezve, hogy a leolvasó jel áll, a skála pedig a tubus felől nézve olvasható.

Az égitestek beállítása a két esetben különböző.

• A klasszikus, óraszöges skála esetében a tárcsa a mechanika első beszabályo­zásakor rögzítésre kerül, a tárcsák az I. ekvatoriális rendszernek megfelelő koordinátákat mutatják. Mivel a tubus a tengelykereszten mindig állandó, azonos helyzetben van, műszerünk erre a pontra néz. (Erősebb idegzetűeknek: ez akkor is igaz, ha távcsövünket más földrajzi helyen állítjuk fel. A pólusraállás során az óratengelyt a pólus-zenit-délpont által meghatározott síkba állítjuk, és 0^h óraszögnél a tubus ezzel a síkkal párhuzamos lesz. Azonos objektumnak az eltérő hely miatti más óraszögét az eltérő csillagidő egyenlíti ki.) Mivel a katalógusok a II. ekvatoriális rendszer koordinátáit tartalmazzák, ezért azt át kell számítani a bevezetőben leírt képlet segítségével: a pillanatnyi helyi csillagidőből kivonjuk a rekta értékét, ezzel megkapjuk az óraszöget, amit az osztásos tárcsán beállítunk.
  Kitérve az amatőr­társ eredeti kérdésére, honnan tudhatjuk meg a helyi csillagidőt? Ha nem akarunk vagy nincs módunk számítógépet, Internetet igénybe venni, akkor a Meteor csillagászati évkönyvben megtaláljuk minden nap 0 órára a greenwichi csillagidőt (sajnos, nem akartam hinni a szememnek, amikor a kiadványt elővéve azt láttam, hogy a 10 és 24 óra közé eső csillagidőnél a tizes helyiértékű számjegy hiányzik!!), amihez hozzá kell adni az észlelőhely földrajzi hosszúságát, plusz a pillanatnyi világidőt (UT), valamint 6 óránként plusz egy percet; a pontosságot tovább lehet fokozni a 6 óránként 1 perc interpolálásával.
  Nézzünk egy példát! Amikor e sorokat írom, 2010. július 4-e, 18:10 UT van. A greenwichi csillagidő 0 órakor 18:47:35. Észlelőhelyem földrajzi hosszúsága órában kifejezve 1:15:57. A három időadatot összeadva 37:72:92-t kapunk, átváltva 14:13:32, a csillagidő-középidő napi korrekciója +3 perc, itt az interpolálásból adódó 2 mp elhanyagolható: tehát a helyi csillagidő 14 óra 16,5 perc. (Megjegyzem, hogy annak idején egy karórám csillagidőben járt: az órásmester beszabályozta úgy, hogy naponta négy percet siessen. Persze nem ártott alkalmanként pontosítani, de egy estére akár még egy átállított normál óra is megteszi, ha az ember kicsit használja a józan eszét is...)
  Teszem azt, a γ Del kettőst szeretném megfigyelni ma, 3 órával később, NyISz szerint 23:10-kor. A csillagidő 14:16,5+3:0+0:0,5 (korrekció) = 17:17 lesz. A kettős­csillag rektája 20:46,6, ezt a csillagidőből kivonni úgy a legegyszerűbb, ha ahhoz 24-et hozzáadunk, vagyis 41:17 -> 40:77 - 20:46,6 = 20:30,4 az óratárcsán beállítandó érték, az óraszög.
  A beállításhoz szükséges pontossághoz jó tudnunk, hogy 4 időperc az égi egyenlítőn (legrosszabb eset) egyenlő egy fokkal, azaz ha az óraszöget percnyi pontossággal kiszámítjuk és beállítjuk, akkor a keresett objektum még egy szűkebb látómezőben is benne lesz. Elismerem, hogy a leírtak kicsit bonyolultnak látszanak, de az elszánt amatőr sok mindenre képes...
• Valószínűleg a fenti nehézségek miatt találták ki a közvetlenül II. rendszert, vagyis a rektasz­cenziót használó tárcsát. Ennek a fentebbihez viszo­nyítva nagy előnye, hogy nincs szükség a csillagidő ismeretére. Az észlelés megkezdése előtt - célszerűen szálkeresztes okulárral - beállítunk egy ismert rektasz­cenziójú (fényes), az égi egyenlítőhöz minél közelebbi csillagot, és az osztott tárcsát erre az értékre fordítjuk, majd rögzítjük. Távcsövünk ugyan 6 óránként késik egy percet (ez az egyenlítőn 15 ívpercet jelent), de ez vagy elhanyagolható, vagy számításba vehető. A módszer egyetlen hátránya, hogy minden alkalommal újra kell állítani a beosztásos tárcsát, de ez olyan minimális időt igényel, hogy nem is értem, a Kulin-könyvben miért nem volt róla szó? Be kell látnom, hogy amatőr viszonylatban ez az üdvözítő módszer!
• Én többször próbálkoztam - szerénytelenség nélkül mondhatom: az osztott köröknek köszönhetően általában sikerrel - nappali bolygó- vagy csillag megfi­gyeléssel, de előfordult, hogy érdekes bolygóokkultáció fényes nappalra esett. Ekkor nagyon jól jött az elsőként leírt, bonyolultabb módszer lehetősége, amihez még hozzá kellett tenni azt az apró trükköt, hogy a távcsövet mindig a 90-szeres nagyítású okulárral élesre állítva tároltam. Mert hiába áll az ember pontos pozícióra, ha a defokuszált kép fénye a nappali égbolton észrevehetetlen. Persze a másik módszernél lehet próbál­kozni a Nap alapján rektát állítani, de ez több okból is problémásnak tűnik számomra. A bolygók nappali megfi­gyeléséről, ezen belül konkrétan a Vénusz alsó együttállásáról a Meteor 1998. évi 3. számában írtam egy cikket Nappali bolygóészlelések címmel, de ez elolvasható a honlapon is, erre a linkre kattintva.
  

A deklináció beállítása mindkét esetben azonos, semmilyen külön tudnivalót nem igényel. Azt remélhetőleg mondani sem kell, hogy előfeltétel a mechanika minél pontosabb pólusra állítása.

Az osztott körök segítségével történő észlelés a valóságban nem úgy történik, hogy minden egyes csillagnál hosszasan számolgatunk, tekintettel arra, hogy nem szokás az égbolt egyik részéről az átellenes oldalára ugrálni. Egy kisebb terület szisztematikus vizsgálatánál a koordináta-különbségi átállás gyors és egyszerű módszer. Ezt én a következő képpen végeztem.
Észak-déli irányban, ha a két objektum deklináció különbsége az éppen használt okulár látómezejének 3-4-szeresénél nem volt nagyobb, akkor - folyamatosan az okulárba nézve - a finomállító csavarral annyit mentem a megfelelő irányba, amennyit kellett. Ha nagyobb volt a különbség, akkor a skálát használtam.
Kelet-nyugati irányban ezt a módszert nem lehet alkalmazni, ugyanis egy adott rekta-különbség ívpercben számított nagysága a deklináció koszinusza szerint változik. Fejben kiszámítva a két csillag rekta különbségét ezt a viszonylag kis eltérést az óraskálán beállíthatjuk anélkül, hogy az óraszög tényleges értékével foglalkozni kellene.
Ennek a módszernek persze vannak előfeltételei. Először is az aznap estére megfi­gyelésre tervezett kettősöket vagy egyebeket egy listába fel kell jegyezni a koordinátáikkal együtt. Az észlelést mindig nyugatról kelet felé haladva végezzük azért, hogy a Föld forgásából adódó elmozdulás segítsen az átállásnál; ehhez egy stoppert is igénybe vettem. Talán szem­léle­tesebb, ha egy elképzelt esetet leírok.
A két csillag rekta különbsége legyen 5 perc 40 másodperc, dekli különbsége 1 fok 10', a használt okulár látómező átmérője 28', a tárcsák osztása 2 időperc ill. 30'. Az első, leészlelt csillagon állva elindítom a stoppert, majd a deklinációs finom­mozgatással az okulárba nézve, a szélső csillagot figyelve elmozdítom a tubust a megfelelő irányba kettő és fél látómezővel. Megnézem a stoppert, eltelt mondjuk egy perc; az óratengelyt szintén finom­mozgatással keletre fordítom két osztásnál kicsivel többel (5:40-1:0), és kényelmesen az okulárhoz lépve a látómezőbe beúszik a megfi­gyelésre váró kettős­csillag...
Ha netán működő óragéppel észlelünk, akkor a stopperes közvetítésre nincs szükség, mivel az átállás ideje alatt a távcső követi az égbolt elfordulását.

Mivel az aktív észlelést már egy ideje abbahagytam, reménykedem abban, hogy a fentebb leírt ősrégi tapasz­talatokat valaki, valamikor, valamire még használni tudja. Ha kérdés merülne fel ezzel kapcsolatban, örömmel állok rendelkezésre bármely e-mail címemen, vagy a Csillagvárosban is.
Mindenkinek tiszta eget kíván az örömteli észlelésekhez:  Porrima

Vaskút, 2010.07.04.