Nova Delphini 2013

(Autor: Peter Volkmer, letzter Berichtsstand: 1.11.2019)

 Koordinaten der Nova Delphini (V339 Del):

RA:  20h 23m 30,6s    Dekl.:  +20° 46' 3"

 

Übersicht der Helligkeitsentwicklung:

 

 

Dargestellt in obigem Diagramm sind als Funktion der Zeit t in Tagen ( t=0 : Zeitpunkt der Entdeckung der NOVA am 14.08.2013) die aus Fotos berechneten Mittelwerte für die Nova-Helligkeit an den jeweiligen Tagen.
Inzwischen konnte die Helligkeitsentwicklung über einen Zeitraum von fast 6 Jahren nach Entdeckung von mir dokumentiert werden.

Zwischen dem 5.1. und Mitte Februar eines Jahres ist das Sternbild Delphin nicht mehr zu beobachten, weil es in der Nähe der Sonne am Taghimmel steht.

Durch eine neu eingesetzte Montierung (NEQ3) können jetzt wesentlich länger belichtete Einzelbilder gemacht werden (wegen der verbesserten Genauigkeit in der Aufstellung der Montierung), ohne dass die abgebildeten Sterne nicht mehr punktförmig sind.  So lassen sich Einzelbelichtungen bis hin 60 Sekunden erzielen !   Mit dieser Verbesserung sollte es mir gelingen, die Post-Nova noch bis zu einer Helligkeit von 15,6 mag bis 16 mag zu verfolgen, was nahe an die Ausgangshelligkeit der Prae-Nova von 16,9 mag heran kommt.

Ich bin zuversichtlich, dass eine Helligkeitsverfolgung noch in 2019 möglich ist. Für eine sinnvolle Auswertung der Helligkeit ist es jetzt allerdings notwendig, optimale Sichtbedingungen (möglichst dunkler, mondloser Himmel, gutes seeing) zu haben. Deshalb wird die Häufigkeit der Post-Nova-Beobachtungen jetzt im Vergleich zu den Vorjahren abnehmen. Dies ist insofern nicht so schlimm, weil die Helligkeitsabnahme der Post-Nova  nur noch allmählich erfolgt.

 

Mit der Beobachtung vom 30.10.2019 konnte die Helligkeitsentwicklung der Nova Delphini 2013 (Entdeckung am 14.8.2013) jetzt über sechs Jahre lang beobachtet werden. Eine weitere Beobachtung der Helligkeitsentwicklung über das Jahr 2019 hinaus ist mit der gegebenen Ausrüstung wohl kaum mehr möglich. Ich beende hiermit die regelmäßige Verfolgung der Helligkeitsentwicklung.

 

 

 

 

Bewertung:

Bis zum 11.10.2015 (Tag 788 nach der Nova-Entdeckung) wurde ausschließlich der GSC 1.1-Sternkatalog (GSC = Guide Star Catalog) genutzt, der nur Sterne bis zur Helligkeit von 14 mag enthält. Wegen der abnehmenden Novahelligkeit wurde für die Auswertung am 3.11.2015 und 26.11.2016 auch der USNO B1 - Katalog herangezogen, der Sterne bis zur Helligkeit 16 mag zeigt. Nach dem 26.11.2016 wird ausschließlich auf den USNO B1 - Katalog zurückgegriffen. USNO ist die Abkürzung von "United States Naval Observatory".

Der USNO B.1 Katalog ist "jünger" als der GSC 1.1  und um das Jahr 2000 entstanden, während der GSC 1.1 um 1992 zur Unterstützung des Hubble Space Telescope aufgebaut wurde.

 Beide Sternkataloge weisen z.T. für die Sternhelligkeiten leicht unterschiedliche Helligkeiten aus, wobei der USNO B1-Katalog der verlässlichere ist. Der Einfluss auf die Helligkeitsabschätzung besteht auf einer leichten Absenkung des Mittelwertes (ca. 0,2 mag), was jedoch im Rahmen des Fehlers für die Mittelwerte bleibt.

Um bei der geringen Novahelligkeit noch auswertbare Fotos zu erzielen, ist es schon notwendig, zwischen 30 und 40 Einzelaufnahmen mit Belichtungszeiten größer 20 Sekunden anzufertigen. Damit erreiche ich aber Grenzhelligkeiten bis zu 16,0 mag und somit ist eine weitere Novadokumentation über das Jahr 2018 mit Sicherheit möglich, wenn sich die Helligkeitsabnahme nur sehr wenig ändert.

 

 

Hinweis zur Helligkeitsbestimmung:

Die jetzt niedrigen Helligkeitswerte der (Post-)Nova erfordern längere Belichtungszeiten, um auswertbare Aufnahmen zu erzeugen. Die verwendete ISO Zahl liegt jetzt bei 6400, die Belichtungszeiten pro Einzelbild liegen zwischen 8 Sekunden und 10 Sekunden.

Ab Juni 2017 konnte eine verbesserte Nachführung eingesetzt werden, die jetzt Belichtungszeiuten für die Einzelbilder  über
30 Sekunden ermöglicht. 

Wurden bisher nur jeweils 10 Aufnahmen zu einem resultierenden (zur Auswertung vorgesehenen) Bild herangezogen, muss jetzt die Zahl der Einzelbilder auf mindestens 30 erhöht werden, um noch genügend schwache Sterne als Referenzsterne benutzen zu können und das "Signal zu Rausch-Verhältnis" (S/N-Ratio) hoch zu halten. Mit diesen Randbedingungen ist es in einer mondlosen Nacht möglich, die Grenzgröße von noch gerade auswertbaren/identifizierbaren Stern auf 16,0 mag zu senken.

 

 

 

Helligkeitsentwicklung in den ersten 60 Tagen:

Die Helligkeitsentwicklung (insbesondere die Abnahme) während der ersten 60 Tage erfolgte doch sehr  dynamisch in verschiedenen Phasen. Danach verlief die Helligkeitsabnahme bis jetzt mit einem wesentlichen geringeren Gradienten.
Die folgende Abbildung zeigt dies sehr deutlich:

 

Helligkeitsentwicklung bis zum 20.12.2013

 

 

 Trendauswertung der Helligkeitsentwicklung:

 Die Helligkeitsentwicklung, insbesondere die Abnahme der Helligkeit, war in den ersten 330 Tagen durch sprunghafte Änderungen gekennzeichnet. Dabei verlief die weitere Helligkeitsabnahme nach jeder abrupten Änderung wieder relativ gleichmäßig. Diese sprunghaften Änderungen fehlen ab Tag 330 (bis dato), die Abnahme der Helligkeit erfolgt nur noch ganz allmählich (zur Erinnerung: die Helligkeit der PRAE-Nova betrug ca. 17 mag).

Im Helligkeitsverlauf kann man verschiedene Phasen erkennen, die in der untene stehenden Graphik in 9 Abschnitten gegliedert sind. Zur Unterscheidung ist der Helligkeitsverlauf in jedem Abschnitt linear angenähert. Welche physikalischen Prozesse für die unterschiedliche Entwicklung verantwortlich sind, entzieht sich meiner Kenntnis.

   

 

Abschnitt 1:   15.08.2013-17.08.2013  (  2 Tage),  Magnitude:  6,0 bis 4,3     (+1,7 mag), +0,8500 mag/Tag, Anstieg zum Max.

Abschnitt 2:   17.08.2013-26.08.2013  (  9 Tage),  Magnitude:  4,3 bis 6,3     (-2,0 mag),   -0,2222 mag/Tag, Abfall nach Max.

Abschnitt 3:   26.08.2013-09.09.2013  ( 14 Tage), Magnitude:  6,3 bis 7,2     (-0,9 mag),   -0,0642 mag/Tag,

Abschnitt 4:   09.09.2013-18.09.2013  (  9 Tage), Magnitude:   7,2 bis 7,3     (-0,1 mag),   -0,0111 mag/Tag;

                        obwohl dieses Intervall nur durch einen Anfangs- und Endwert belegt ist, ist die fast konstante Helligkeit in diesem Abschnitt auch durch
                        andere Quellen belegt,  z.B.  in Nature 518, p. 381-384, vom 19.2.2015 
                       (A.Tajitsu et al.,"Explosive lithium production in the classical nova V339 Del (Nova Delphini 2013)"  )

Abschnitt 5:  18.09.2013-13.10.2013  ( 25 Tage), Magnitude:  7,3 bis 10,2   (-2,9 mag),    -0,1160 mag/Tag,

Abschnitt 6:  24.10.2013-05.01.2014  ( 73 Tage), Magnitude: 10,7 bis 10,9   (-0,2 mag),    -0,0027 mag/Tag,

Abschnitt 7:  23.02.2014-04.07.2014  (131 Tage), Magnitude: 11,3 bis 12,3   (-1,0 mag),    -0,0076 mag/Tag,

Abschnitt 8:  31.07.2014-28.12.2014  (150 Tage), Magnitude: 12,5 bis 12,7   (-0,2 mag),    -0,0013 mag/Tag,

Abschnitt 9:  24.02.2015-16.05.2015  ( 81 Tage), Magnitude:  12,9 bis 13,1   (-0,2 mag),    -0,0024 mag/Tag.

 

Betrachtet man das Zeitintervall Februar 24.2.2015 bis 24.8.2016 (= 547 Tage), ergibt sich eine mittlere Helligkeitsänderung
von -0,0026 mag/Tag  (Abnahme der Helligkeit von 12,9 mag auf 14,3 mag), was einer Helligkeitsabnahme von 0,9 mag pro Jahr
entspricht.

Übernimmt man den Abschnitt 8 noch dazu, um eine mittlere Änderung zu berechnen, so ergeben sich folgende Werte:

31.7.2014 :   12,5 mag, 24.8.2016 : 14,3 mag. Das entspricht einer Helligkeitsdifferenz von 1,8 mag in  755 Tagen und
damit einer Helligkeitsänderung von  -0,0024 mag/Tag = langfristiger Trend ab 31.7.2014.

 

 

 (Nova ist durch Pfeil markiert, oberer Bildrand: Norden)

 

 

 Fotos: P.Volkmer

 Hinweis:

 

Zur Entdeckungsgeschichte:

Am 14.08.2013 entdeckte ein Japaner wieder einmal eine NOVA, die mit bloßem Auge zu sehen war. Sie trat in unserer Milchstraße im Sternbild Delphin auf.  Die letzten Novae dieser Art konnten 1999 beobachtet werden.

Der Vorläuferstern hat den Namen: USNO-A2.0  1050-174997951 und war ursprünglich nur 16,9mag hell (USNO-A2.0 ist die Katalogbezeichnung); weitere Infos dazu  HIER (Auszug aus der AAVSO-Homepage).

 

Wissenschaftliche Auswertungen der NOVA (bisher):

http://www.spektrum.de/news/die-nova-delphini-2013-genau-vermessen/1315176

Hier der Originalverweis zur Zeitschrift NATURE:

http://www.nature.com/nature/journal/v515/n7526/full/nature13834.html

 

 

Zur Vorgehensweise der eigenen Helligkeitsabschätzung:
Aus Sternfeldaufnahmen, die das Gebiet der NOVA dokumentieren, lassen sich mit geeigneter Software auch Auswertungen zu den NOVA-Helligkeiten vornehmen und damit ein sowohl qualitativer als auch quantitativer zeitlicher Helligkeitsverlauf ermitteln.

Ich benutze dazu die Software AstroArt 5. In ihr sind zwei Sternkataloge hinterlegt, die für die Auswertungen bereit stehen:
Der Sternkatalog GSC 1.1 enthält Sterne bis zur Größenklasse 14 mag, der zweite Sternkatalog USNO B1 zeigt Sterne bis zur Helligkeit 16 mag. Bis zum 11.10.2015 wurde ausschließlich der GSC-Katalog benutzt, am 3.11.2015 und 26.11.2015 wurden beide Kataloge genutzt
und nach dem 26.11.2015 wird ausschließlich der USNO B1 - Katalog angewendet. Beide Kataloge weichen in den Sternhelligkeiten für
die gleichen Sterne leicht ab; der USNO B1 - Katalog ist aber der verlässlichere Katalog. Eine Beschreibung des USNO B1-Katalogs
kann hier nachgelesen werden:  Monet et al, 2003, Astrosphysical Journal 125, p. 984.

Weitere Infos dazu siehe HIER.

Die genaue eigene Vorgehensweise zur Helligkeitsabschätzung kann hier nachgelesen werden:
{phocadownload view=filepreviewlink|id=3|previewwidth=640|previewheight=480}.

(Ein Download der Vorgehensweise wird HIER angeboten.)

 

Ziel ist, an möglichst vielen Tagen die NOVA zu fotografieren. Für die Helligkeitsabschätzung sind eigene Fotos die Grundlage, die mit nachgeführter Kamera (CANON EOS 600D) gemacht werden.
Die verwendeten Objektive sind:
f=  50 mm  (Zeiss Pancolar 1:1,8),
f= 135 mm  (Weltblick 1:2,8),
f= 300 mm  (Beroflex 1:5,5)
(Crop-Faktor = 1,6 für die EOS 600D NICHT berücksichtigt!). Die Aufnahmen vom 23.8. (erzeugt mit einer Objektbrennweite von 114mm bei ruhender Kamera und entprechend kurzer Belichtungszeit) stellte mir ein Freund aus dem "klareren" Süddeutschland zur Verfügung, weil es im Norden mal wieder regnete. Vielen Dank dafür, HHP !!!!!!

 

Eigene NOVA-Beobachtungen:
Ich hatte das Glück, die NOVA bereits am 14.08.2013 um 23.15 Uhr MESZ und am 15.08.2013 um 0:22 Uhr MESZ fotografieren zu können, denn in dieser Nacht wollte ich noch die "letzten" Sternschnuppen der Perseiden fotografieren. Ich richtete deshalb die Kamera mit einem kurzbrennweitigen Objektiv (f=20mm) auf das Sommerdreieck (Atair-Wega-Deneb) und belichtete jeweils für eine Minute mit nachgeführter Kamera EOS 600D. Das Ergebnis ist u.a. dieses Foto:

 

Auch auf einer Aufnahme eine Stunde früher (14.08.2013, 23:15 MESZ) war sie schon gut zu erkennen. Zu diesem Zeitpunkt wußte ich noch nichts von der NOVA, wertete die Aufnahmen aber in den beiden Folgetagen noch mal aus, um die NOVA zu identifizieren - und ich fand sie tatsächlich als  sehr deutlichen Stern (siehe Markierung in obigem Foto).Sie war noch nicht so hell wie die Hauptsterne im Delphin, die eine Helligkeit von ca. 4 mag haben. Doch in den folgenden Tagen erreichte die Nova eine vergleichbare Helligkeit mit den Hauptsternen im Delphin.

 

 Alle wesentlichen Bilder (inkl. auch der Ort der "Prae-Nova") sind in unserer Fotogalerie  HIER zu sehen.

 

Gemessene Helligkeitsentwicklung anderer Beobachter:
1.  AAVSO
Helligkeitsverlauf der NOVA (in den ersten sechs Wochen) nach visuellen (schwarze Punkte) und fotografischen (grüne Punkte) Beobachtungen der AAVSO (American Association of Variable Star Observer):

(Quelle:  interstellarum, Heft 91-Dezember/Januar 2014 sowie www.aavso.org)
Die Lage der eigenen Messungen habe ich durch rote Marken  angezeigt.
Eine ausführliche Behandlung der AAVSO-Ergebnisse ist hier zu finden: http://www.aavso.org/nova-delphini-2013-story-so-far

 

2.  Sternfreund Klaus Wenzel, Wenigumstadt
Durch visuelle Beobachtungen an Newton-Teleskopen (317/1500mm, 406/1820mm) hat der Sternfreund Kurt Wenzel aus Wenigumstadt diese Lichtkurve ermittelt:

Quelle: Klaus Wenzel, Wenigumstadt; mit freundlicher Erlaubnis zur Veröffentlichung

Auch diese visuellen Beobachtungsergebnisse zeigen recht deutlich den Helligkeitsabfall sowie eine gute Übereinstimmung zu meinen auf fotografischer Basis ermittelten Werten.

 

 

Farbveränderung der Nova

Auffällig war auch eine zwischenzeitlich farbliche Veränderung der NOVA. Sie wurde im Lauf der Zeit röter und war im September  als roter Stern sehr deutlich erkennbar:

Spektroskopische Messungen anderer Sternfreunde ergaben, dass die NOVA in diesem Entwicklungsstadium intensiv im H-Alpha Licht leuchtete.Nach dem 10.10. wurde es immer schwerer, die NOVA nur mit dem 135mm Teleobjektiv zu identifizieren und für die Helligkeitsbestimmung brauchbare Aufnahmen zu machen. Mit dem 300mm Teleobjektiv allerdings ist es bis jetzt noch kein Problem, die NOVA zu dokumentieren. Das Objektiv bildet Sterne bis zur 13. Größenklasse (bei entsprechenden Belichtungszeiten) sehr gut ab.

Wegen der immer schwächer werdenden Nova-Helligkeit erfordert Nova-Beobachtung nun eine neue Orientierung bei der Aufsuche. Meine beiden folgenden Aufnahmen zeigen die Situation am 20.12.2013:

 

 

Am 26.5.2014 gelang mir um 3:28 Uhr MESZ eine Aufnahme, die den Vorbeiflug der ISS (Helligkeit: -3,3 mag) in der Nähe der NOVA dokumentiert:

Aufnahme mit einem f=35mm Objektiv, Belichtungszeit 40 Sekunden, ISO 100, nachbearbeitet  mit AstroArt 5

 

Deutlich zu erkennen ist das Sternbild Delphin (links unten) sowie der Stern Altair (im Adler) rechts unten.
Die Nova selbst ist wegen der geringen Aufnahmeempfindlichkeit nicht zu sehen, jedoch ist sehr gut die
"H"-Konstellation erkennbar, die als guter Wegweiser zum NOVA-Ort dient.

 

 

Nova Delphini 2013 und NGC 6905