Monday, September 12, 2016

Mercury Transit Special Award / Merkurtransit Spezialaward

In May, a rare Mercury transit took place. This only happens 13 or 14 times per century. I have had the pleasure of witnessing two of them, already. The last one visible from my home was in 2003. We had superb weather back then.
Accidentally, I found out that there was the chance to gather a special award from the Astronomical League for sending in own calculations for the astronomical unit by using transit photographs taken at the same time but from distant locations.
So, I used my own images and compared them with images taken at the Big Bear Solar Observatory (BBSO) in California.
The trick is simple:
Due to the finite distance of Mercury, there will be a parallax when observed from different and distant locations. This is always the case, but when the Sun acts as the background, the astronomical unit (a fundamental quantity) can be calculated.
I have seen several reports on such measurements. One of them used self-taken h-alpha images and h-alpha images from BBSO. He came really close to the desired value.
Well, neither do I have a h-alpha telescope or any other fancy camera equipment nor am I a very experienced photographer. So, I tried best to overlay my own white light images with h-alpha images taken by BBSO.
I had a set of three images that had BBSO companions taken only a couple seconds apart, but the best result was achieved by a single image overlayed with another one taken only one second apart.
My result was OK, 154 million km is a mere 2.5% off the exact value. But uncertainty is quite big because solar structures in white light and h-alpha differ a little. Therefore, overlaying could only be achieved by some three pixels which translate to ca. ±18 million km.

I think is is quite impressive what a private person can comprehend nowadays. But it is even more imressing, what scientists a couple hundred years ago achieved. Think of the times when they travelled around the globe in order to observe even more rare Venus transits – they were able to determine the astronomical unit quite exactly, without GPS, internet and pocket calculators.

As a reward for my submission, I received a certificate and a hat pin. This is my fifth Astronomical League Award so far.

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Im Mai fand ein seltener Merkurtransit statt. Dies geschieht nur 13 oder 14 mal pro Jahrhundert. Ich hatte das Vergnügen, bisher zwei davon selbst zu sehen. Der letzte, welcher von meinem Zuhause aus sichtbar war, fand 2003 statt. Damals hatten wir fantastisches Wetter.
Zufällig fand ich heraus, daß es die Möglichkeit gab, einen Special Award der Astronomical League zu ergattern, wenn man eigene Berechnungen für die Astronomische Einheit einsendet, für welche man Transitbilder, welche zu gleichen Zeiten aber an entfernten Orten aufgenommen wurden, verwendet. Also nutzte ich meine eigenen Bilder und verglich sie mit Transitbildern, welche vom Big Bear Solar Observatory (BBSO) aus Kalifornien aus aufgenommen wurden.
Der Trick ist ganz einfach:
Aufgrund der endlichen Entfernung des Merkurs gibt es eine Parallaxe, wenn man ihn von verschiedenen und weit entfernten Orten beobachtet. Dies ist immer der Fall, aber wenn die Sonne als Hintergrund agiert, dann kann die Astronomische Einheit (eine fundamentale Größe) errechnet werden.
Ich habe mehrere Reporte über solche Messungen gesehen. Einer nutzte selbst erstellte H-Alpha-Bilder und verglich diese mit H-Alpha-Bildern des BBSO. Er kam dem gewünschten Wert sehr nahe.
Nun, ich habe weder ein H-Alpha-Teleskop oder eine noble Kamera, noch bin ein besonders erfahrener Fotograf. Also habe ich mein Bestes gegeben, um meine Weißlichtbilder mit H-Alpha-Bildern des BBSO zu überlagern.

Ich habe insgesamt drei Bilder, die BBSO-Gegenstücke mit nur wenigen Sekunden Differenz besitzen, aber das beste Resultat erzielte ich mit einer einzelnen Aufnahme, die mit einer weiteren nur eine Sekunde später aufgenommenen überlagert wurde. Mein Ergebnis war OK, 154 Mio. km sind nur 2,5% vom exakten Wert entfernt. Aber die Unsicherheit ist ziemlich groß, da sich die Strukturen auf der Sonne im Weißlicht und in H-Alpha etwas unterscheiden. Daher konnte die Überlagerung nur auf etwa 3 Pixel genau erfolgen, was sich zu ±18 Mio. km übersetzt.

Ich denke es ist recht beeindruckend, was man als Privatmann heutzutage nachvollziehen kann. Es ist aber noch beeindruckender, was Wissenschaftler vor ein paar hundert Jahren erreicht haben. Man denke an die Zeiten, als diese über den ganzen Globus reisten, um noch seltenere Venustransits zu beobachten – sie waren in der Lage, die Astronomische Einheit recht exakt zu bestimmen, ohne GPS, Internet oder Taschenrechner.

Als Belohnung für meine Einsendung erhielt ich ein Zertifikat und eine Anstecknadel. Dies ist mein bislang fünfter Astronomical League Award.

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