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pulsar_herausforderungen [2018/12/24 15:09] astropeiler [Szintillation] |
pulsar_herausforderungen [2021/12/27 18:04] astropeiler [Ein paar Dinge, die man über Pulsare und deren Beobachtung wissen sollte] |
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- | ====== DIESE SEITE IST IN BEARBEITUNG UND NICHT VOLLSTÄNDIG ====== | ||
- | ====== Ein paar Dinge, die man über Pulsare wissen sollte, bevor man mit Beobachtungen beginnt | + | ====== Ein paar Dinge, die man über Pulsare |
- | **Dieser Artikel basiert auf einer Ausarbeitung von Steve Olney [[http:// | + | **Dieser Artikel basiert auf einer Ausarbeitung von Steve Olney. **. **Sie wurde ausschnittsweise übersetzt und bearbeitet von Wolfgang Herrmann**. |
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=====Allgemeine Signaleigenschaften ===== | =====Allgemeine Signaleigenschaften ===== | ||
- | Das Signal eines Pulsars ist im Wesentlichen ein Pulse breitbandiges Rauschen | + | Das Signal eines Pulsars ist im Wesentlichen ein Puls breitbandigen Rauschens |
===== Stärke von Pulsarsignalen ===== | ===== Stärke von Pulsarsignalen ===== | ||
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Ein Anhaltspunkt, | Ein Anhaltspunkt, | ||
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Hat man hingegen eine typisches Amateurausrüstung (mal angenommen eine 10 m Schüssel mit einer Effizienz von 70% und 10 MHz Bandbreite), | Hat man hingegen eine typisches Amateurausrüstung (mal angenommen eine 10 m Schüssel mit einer Effizienz von 70% und 10 MHz Bandbreite), | ||
Nun hat nur der Vela Pulsar eine Flussdichte von deutlich mehr als 1 Jy, nämlich 5 Jy bei 400 MHz. Diese [[Pulsar_Tabelle|Tabellen]] zeigen die Flussdichte von verschiedenen Pulsaren in absteigender Reihenfolge, | Nun hat nur der Vela Pulsar eine Flussdichte von deutlich mehr als 1 Jy, nämlich 5 Jy bei 400 MHz. Diese [[Pulsar_Tabelle|Tabellen]] zeigen die Flussdichte von verschiedenen Pulsaren in absteigender Reihenfolge, | ||
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Wie man sieht, nimmt die Flussdichte nach den ersten beiden Pulsaren rapide ab. Daher sind üblicherweise die ersten Kandidaten für eine Detektion der B0329+54 für die nördliche Hemisphäre und der B0833-45 (Vela Pulsar) für die südliche Hemisphäre. | Wie man sieht, nimmt die Flussdichte nach den ersten beiden Pulsaren rapide ab. Daher sind üblicherweise die ersten Kandidaten für eine Detektion der B0329+54 für die nördliche Hemisphäre und der B0833-45 (Vela Pulsar) für die südliche Hemisphäre. | ||
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===== Antennenfläche, | ===== Antennenfläche, | ||
- | Wie erwähnt, beschreibt die Einheit | + | Wie erwähnt, beschreibt die Einheit |
Es wundert daher nicht, dass es am Besten ist, eine möglichst große Empfangsfläche zu verwenden. Natürlich kann man auch die Empfindlichkeit dadurch steigern, dass man länger beobachtet. Auch das stößt jedoch an Grenzen: Reduziert man beispielsweise den Antennendurchmesser von 6m auf 3m, geht die Empfangsfläche auf ein Viertel zurück und man muss 16 mal so lange beobachten, um wieder die gleiche Empfindlichkeit zu erhalten. Glücklicherweise kann man Bandbreite und Beobachtungszeit kombinieren: | Es wundert daher nicht, dass es am Besten ist, eine möglichst große Empfangsfläche zu verwenden. Natürlich kann man auch die Empfindlichkeit dadurch steigern, dass man länger beobachtet. Auch das stößt jedoch an Grenzen: Reduziert man beispielsweise den Antennendurchmesser von 6m auf 3m, geht die Empfangsfläche auf ein Viertel zurück und man muss 16 mal so lange beobachten, um wieder die gleiche Empfindlichkeit zu erhalten. Glücklicherweise kann man Bandbreite und Beobachtungszeit kombinieren: | ||
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===== Szintillation ===== | ===== Szintillation ===== | ||
Die Flussdichte von Pulsaren wird durch einen Effekt beeinflusst, | Die Flussdichte von Pulsaren wird durch einen Effekt beeinflusst, | ||
- | Wie stark die Szintillation ausgeprägt ist und und in welchen Zeiträumen sie sich abspielt ist von Pulsar zu Pulsar recht unterschiedlich. Gerade bei dem für den Amateur in der nördlichen Hemisphäre interessanten Pulsar ist sie recht signifikant: | + | Wie stark die Szintillation ausgeprägt ist und und in welchen Zeiträumen sie sich abspielt ist von Pulsar zu Pulsar recht unterschiedlich. Gerade bei dem für den Amateur in der nördlichen Hemisphäre interessanten Pulsar |
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+ | Das nachstehende Bild zeigt die Variation der Signalstärke in einem Zeitraum von 85 Minuten im Frequenzbereich von rund 1400 bis 1700 MHz. Die Stärke der Graufärbung stellt dabei die Stärke des Signals dar: | ||
{{ : | {{ : | ||
- | In dem | + | Wie man erkennen kann, ist das Signal zu bestimmten Zeiten verstärkt, und zu anderen Zeiten deutlich vermindert. Das bedeutet, dass man je nach Beobachtungsfrequenz und -bandbreite und Zeitpunkt der Beobachtung sehr unterschiedliche Ergebnisse erzielen kann. |
- | As an example, the following figure shows the variation | + | In der Praxis bedeutet dies, dass mal eine Beobachtung gelingt und zu anderen Zeiten eben nicht. |
- | ===== Der ' | + | |
+ | Zu beachten ist weiterhin, dass das Szintillationsverhalten | ||
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+ | {{ :scintil2.jpg?400 |}} | ||
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+ | Hier wird man also recht konstante Resultate erzielen. Anderseits hat man aber auch nicht den Vorteil, mal einen " | ||
+ | |||
- | Die Signale von Pulsaren sind sehr schwach und schwierig zu detektieren. Alles muss genau passen, insbesondere für Observatorien mit kleinen Antennen. Ein genaues Verständnis und Erfahrung mit rauscharmen Empfangssystemen ist erforderlich, | + | ===== Doppler Effekt ===== |
- | Interessanterweise haben alle erfolgreichen Gruppen bzw. Einzelpersonen, die Parabolantennen mit weniger als 10m Durchmesser verwendet haben, vorherige Erfahrung mit Erde-Mond-Erde (EME) Aktivitäten. Weiterhin sind alle diese Amateurfunker. | + | In Berichten über Pulsaren wird immer herausgehoben, dass ihre Wiederholrate oder Pulsarfrequenz außerordentlich stabil ist und z.T. die Stabilität von Atomuhren übertrifft. Dies ist richtig, wird aber von einem Effekt überlagert: |
+ | Dadurch bewegen wir uns je nach Zeitpunkt der Beobachtung mit unterschiedlicher Geschwindigkeit gegenüber dem Pulsar. Entsprechend wird die Pulsarfrequenz dopplerverschoben sein. | ||
+ | Man unterscheidet daher zwischen der " | ||
+ | In den Katalogen wie z.B. im [[http:// | ||
+ | ===== Spin Down ===== | ||
- | Natürlich schließt dieses nicht aus, dass man auch ohne solche Vorkenntnisse erfolgreich sein kann. Es zeigt aber, dass die Detektion von Pulsaren keine 'Plug and Play' Angelegenheit | + | Wenn auch die Pulsarperiode sehr konstant ist, so ist sie doch nicht unveränderlich. Der Pulsar verliert durch Abstrahlung fortlaufend an Energie, und dadurch nimmt seine Rotationsgeschwindigkeit ab. Dieser Prozess |