DMS Small Camera Network: datareductie
Meervoudige opnamen nodig
Meteorenfotografie met het ‘Small Camera Network’ had niet tot doel om zoveel mogelijk plaatjes van meteoren te verzamelen. Het belangrijkste doel was het verkrijgen van simultaanopnamen of meervoudige opnamen: foto’s van dezelfde meteoor gefotografeerd vanuit verschillende plaatsen met onderlinge afstanden van zo’n 50 tot 100 kilometer.
Omdat meteoren hun lichtende spoor aan de hemel tussen pakweg 100 km en 80 km hoogte afleggen, is dit de ideale afstand voor samenwerkende meteoorfotografieposten.
In de jaren tachtig en negentig van de vorige eeuw waren soms wel tien posten, voorzien van grote camerabatterijen, actief tijdens de perioden van de grote zwermen, met name de Perseïden in de zomer en de Geminiden in de winter.
Ook zijn deze camerabatterijen ingezet tijdens expedities naar het buitenland om zwermen onder goede condities te kunnen vastleggen.
Uit simultaanopnamen kunnen waardevolle gegevens worden berekend. De oplicht- en uitdoofhoogte van de meteoor, de positie in de dampkring en als de camera’s voorzien zijn van roterende sektoren, die het spoor regelmatig onderbreken, ook de snelheid en de vertraging van de meteoor. Deze gegevens samen maken het mogelijk de heliocentrische baan van het deeltje te berekenen: de baan die het om de zon aflegde voordat het met de aarde botste. We kunnen zo de herkomst van de deeltjes bepalen. De associaties met kometen kunnen worden gelegd maar ook kunnen afzonderlijke filamenten in de stofsporen in het zonnestelsel worden opgespoord. Hiermee kunnen zelfs uitbarstingen van meteorenregens worden voorspeld. Het fotografisch werk van de Dutch Meteor Society heeft geleid tot een aantal nieuwe inzichten in het ontstaan en de evolutie van meteorenzwermen aan het eind van de jaren negentig van de vorige eeuw.
Het uitmeten van meteoorsporen
Uit fotografische opnamen, opgenomen met een standaard kleinbeeldcamera, kunnen de gegevens van een meteoor zeer nauwkeurig worden bepaald: een nauwkeurigheid van enkele tientallen meters op een afstand van enkele honderden kilometers is haalbaar.
Op de foto moet de positie van het meteoorspoor tussen de sterren zo nauwkeurig mogelijk worden opgemeten. In het analoge tijdperk betekende dat het uitmeten van de originele negatieven. Prints zijn onnauwkeurig en technisch gezien nauwelijks op te meten.
Sinds het begin van de fotografie in de sterrenkunde, beschikken sterrenwachten over nauwkeurige meettafels waarmee fotografische platen van de sterrenhemel werden uitgemeten.
De DMS was gedurende tientallen jaren te gast op de Leidse Sterrenwacht, waar veelal in de avonduren, vele honderden meteoren werden uitgemeten op de Astrorecord Jena meettafel. Hiermee konden de posities van meteoorsporen en de referentiesterren op negatieven tot op 1/1000e millimeter worden opgemeten. De metingen werden met de hand op formulieren ingevuld en in de beginjaren ingevoerd met ponskaarten op een universiteitscomputer. Middels dit monnikenwerk zijn in de beginjaren van DMS vele honderden meteoren nauwkeurig uitgemeten en berekend.
Na de intrede van de PC medio jaren tachtig van de vorige eeuw werd het meet- en rekenwerk een stuk eenvoudiger. De berekeningen konden thuis gedaan worden en, veel belangrijker, veel meer mensen binnen de DMS konden rekenwerk voorbereiden en uitvoeren. Vele handen gingen licht werk maken!
In 1994 zag het uitmeetprogramma ‘Astrorecord’ het levenslicht. De PC’s hadden inmiddels uitgebreide grafische mogelijkheden en binnen de Dutch Meteor Society werd een meetprogramma op de PC ontwikkeld, waarmee dezelfde nauwkeurigheid kon worden behaald als op de Jena meettafel. Deze zou vanaf dat moment nog slechts af en toe gebruikt worden voor het uitmeten van grotere filmformaten die (nog) niet gedigitaliseerd konden worden. Middels het Kodak Photo CD systeem konden kleinbeeldopnamen in grote hoeveelheden tegen geringe kosten gedigitaliseerd en met Astrorecord uitgemeten worden.
Berekeningen van baan- en traject
Door de jaren heen zijn er veel computerprogramma’s geschreven om meteoorbanen in de atmosfeer te berekenen.
Er moeten steeds twee stappen worden genomen: het omzetten van de X-Y coördinaten op het meteoornegatief in rechte klimming en declinatie en tezamen met de coördinaten van de waarnemingspost in azimuth en hoogte. Dit voor iedere lichtmoot van het gesektorde meteoorspoor. De nauwkeurigheid van deze bepalingen bedraagt 0.01 graad of beter.
De tweede stap is het combineren van de azimuth- en hoogtegegevens per post middels het bepalen van snijlijnen, die dan de baan van de meteoor in de dampkring geven.
De basis van deze berekeningen is in principe eenvoudig maar er komen veel details bij kijken.
De Dutch Meteor Society kent sinds begin jaren tachtig van de vorige eeuw een intensieve samenwerking met professionele meteoorastronomen, verbonden aan de sterrenwacht te Ondřejov in het toenmalige Tsjecho-Slowakije, tegenwoordig Tsjechische Republiek. Reeds in 1981 konden wij beschikken over het daar ontwikkelde FIRBAL programma waarmee ondermeer de Přibram meteoriet kon worden berekend en gevonden. Dit complexe programma draaide aanvankelijk op de computers van de Leidse Sterrenwacht, maar na intrede van de PC kon het met succes worden omgezet naar thuisgebruik. Hierdoor kwam er plotseling veel meet tijd beschikbaar voor meten en rekenen. Het aantal berekende simultaanopnamen door de jaren heen groeide dan ook gestaag.
Bij het beëindigen van het ‘Small Camera Network’ in 2019 waren er inmiddels duizenden meteooropnamen uitgemeten en doorgerekend en draaide FIRBAL versie 7.
Standaardwerk
De berekende gegevens uit het ‘Small Camera Network’ hebben mede aan de basis gestaan van een nieuwe zwermenclassificatie en diepgaande onderzoeken naar meteorenzwermen en hun moederkometen. In 2006 leidde dit tot de publicatie van het standaardwerk ‘Meteor Showers and their Parent Comets’ door oud DMS-lid Peter Jenniskens, sinds 1996 werkzaam aan het NASA-Seti instituut in Californië. Nog steeds levert DMS data aan deze wetenschappelijke partner.
P. Jenniskens
Meteor Showers and their Parent Comets
Het uitmeten van meteoorsporen op de Astro Record meettafel van de Leidse Sterrenwacht. ca. 1990.
Uitmeten van meteoorsporen op de Astro Record meettafel te Ondrejov, toenmalig Tsjecho-Slowakije. November 1981.
De uitmeet interface van het programma Astrorecord, ontwikkeld binnen de Dutch Meteor Society.