O-C diagram för Miror

Inom Variabelsektionen studeras olika typer av föränderliga stjärnor främst med avseende på ljusstyrka och periodicitet. Sektionsledare är Chris Allen som kan ge råd och tips. Diskussioner om variabler
ThomasK
Inlägg: 1361
Blev medlem: 2010-06-29 12:10:36
spamtest: JA

O-C diagram för Miror

Inläggav ThomasK » 2012-01-02 19:11:30

Den analytiska delen av astronomin tycker jag är minst lika intressant som den observationella. Ett projekt jag hållit på med ett tag och som nu finns tillgängligt på SVO är att ta fram medelljuskurvor, tid och magnitud för maximum samt O-C diagram för ett antal miror. Dessa hittas på SVO under "Ljuskurvor & Resultat -> O-C diagram för Miror" eller direkt via http://var.astronet.se/mirainfooc.php

Underlaget är all data från AAVSO och AFOEV för de utvalda stjärnorna. Hittills finns diagram för drygt 100 stjärnor men fler kommer efter hand då jag betar av en stjärnbild åt gången.

O-C diagram vissar skillnaden mellan observerad (O) och beräknad (C) tidpunkt för ett maximum och anges i dagar på y-axeln. På x-axeln är skalan periodens ordningsnummer sedan startepoken från GCVS4. Diagrammet tolkas i korthet så att en tydlig linjär trend visar att perioden är konstant men ett felaktigt värde har använts. Ett tydligt exempel är T Ari som verkar ha en period i GCVS4 som är 19.6 dagar för stor. En parapolisk kurva i O-C diagrammet tyder på att stjärnans period ökar/minskar i en jämn takt. Det tydligaste exemplet är R Aql var period har minskat med 0.39 dagar/period sedan mitten av 1800-talet.

Genom att klicka på diagrammen får man fram en tabell med den underliggande datan. Man kan också klicka DeltaP och DeltaP/P för att få fram diagram där den linjära eller paraboliska komponenten är borttagen.

Ett mål med diagrammen är att hitta stjärnor med fel period och ännu hellre såna där perioden ändras. Alla Miror har mer eller mindre slumpmässiga variationer i periodlängden från period till period vilket ger ett oregelbundet slingrande mönster i O-C diagrammet och kan ibland slumpmässigt ge intryck av verkliga förändringar (parapolisk eller lutande kurva). Svårigheten är att skilja dessa slumpmässiga förändringar med de verkliga...

Under varje diagram finns lite fakta och statistiska data som förklaras överst på sidan. Har nån några idér vad man mer skulle kunna hitta på med materialet?
Thomas Karlsson
Hans Bengtsson
Inlägg: 4078
Blev medlem: 2011-03-04 18:19:54
spamtest: JA

Re: O-C diagram för Miror

Inläggav Hans Bengtsson » 2012-01-02 19:14:21

Helt lysande!!!

Synpunkter i all hast:

* Finns det möjlighet att sätta skalstrecksetiketterna utanför själva diagrammet och inte inne i diagrammet? I Excel kan man välja detta under "Formatera axel" / "Mönster" / "Skalstrecksetiketter: Låg". En rent utseendemässig sak som inte är särskilt viktig men kanske kan åtgärdas ifall det inte är för komplicerat.

* Kanske ska vi försöka göra lite historiska efterforskningar för att hitta ännu äldre bestämningar av maxima? Jag hjälper gärna till med den saken. Kanske kan även Gustav vara intresserad av detta (bara en gissning) ...?

mvh
Hans Bengtsson
ThomasK
Inlägg: 1361
Blev medlem: 2010-06-29 12:10:36
spamtest: JA

Re: O-C diagram för Miror

Inläggav ThomasK » 2012-01-02 20:16:40

Att ändra skalstrecksetiketterna borde gå att göra. Jag kan försöka exprimentera lite och se om det går att få det snyggare.

Det går att lägga till "egna" maxima, det är inga större problem. Tidpunkterna för de maxima som visas är framtagna med ett analysprogram som gått igenom datafilerna från AAVSO och AFOEV och med de kriterier som står på sidan. Jag har försökt göra en avvägning för att hitta så många maxima som möjligt men samtidigt inte få alltför dålig kvalitet på uppgifterna. På AAVSO http://www.aavso.org/maxmin finns ju en lista på maxima/minima för Miror och en del SR-stjärnor. Alla Miror från AAVSO:s lista är också med i mitt urval + att jag har med ytterligare en del. Om man jämför AAVSO:s lista med min ser man att AAVSO har med många fler maxima än jag hittat men att tidpunkterna följer varann rätt väl.

Ett problem om man har stora gap i O-C diagrammet är att avgöra om OC-värdet har slagit runt. Därför har jag i min lista valt att ta bort några maxima från mitten av 1800-talet där det sedan varit ett gap på 50 år.
Thomas Karlsson
wilt
Inlägg: 1417
Blev medlem: 2011-10-24 08:34:32
spamtest: JA
Ort: Lund
Kontakt:

Re: O-C diagram för Miror

Inläggav wilt » 2012-01-02 23:00:01

Mycket imponerande!

Det finns ett paper om periodförändringar hos miror som jag ögnade igenom när jag började välja miror för mina observationer: M. R. Templeton, J. A. Mattei, and L. A. Willson, “Secular Evolution in Mira Variable Pulsations,” The Astronomical Journal 130 (August 2005): 776-788. Vore intressant att se en jämförelse mellan dina resultat och deras.

(Parentetiskt sagt gjorde deras resultat bland annat att jag bestämde mig för att börja observera T UMi, W Dra och RR Cas.)

Återigen, mycket intressant och imponerande, framförallt för vad dina statistiska studier faktiskt innehåller men också mer allmänt ett gott tecken för svensk variabelastronomi. Jag menar, det är väldigt utvecklande och berikande för vår lilla astronomiska subkultur att vi inte bara gör obsar utan att några av oss, som du, bearbetar och analyserar observationer.

Idag finns det så mycket att göra förutom att göra de faktiska observationerna: arkiv med data av olika slag som kan bearbetas, inscannade tidskrifter och observatoriepublikationer för litteraturstudier mm.

/Gustav
8 x 21 monokular / 6x30 Carl Zeiss Silvamar / Celestron SkyMaster 15x70 / 9 cm f/14 Maksutov Cassegrain / 20 cm f/6 Newton.

hemsida / blogg / astronomiblogg / SVO: HGG / AAVSO: HGUA
wilt
Inlägg: 1417
Blev medlem: 2011-10-24 08:34:32
spamtest: JA
Ort: Lund
Kontakt:

Re: O-C diagram för Miror

Inläggav wilt » 2012-01-02 23:02:58

Hans Bengtsson skrev:
* Kanske ska vi försöka göra lite historiska efterforskningar för att hitta ännu äldre bestämningar av maxima? Jag hjälper gärna till med den saken. Kanske kan även Gustav vara intresserad av detta (bara en gissning) ...?

Definitivt! Om det blir aktuellt att komplettera datan du jobbat med med uppgifter om maxima som publicerats i litteraturen så kan det nog gå att hitta en del maxima som publicerats i tidskrifter som AN, ApJ mfl och observatoriepublikationer.

/Gustav
8 x 21 monokular / 6x30 Carl Zeiss Silvamar / Celestron SkyMaster 15x70 / 9 cm f/14 Maksutov Cassegrain / 20 cm f/6 Newton.

hemsida / blogg / astronomiblogg / SVO: HGG / AAVSO: HGUA
Hans Bengtsson
Inlägg: 4078
Blev medlem: 2011-03-04 18:19:54
spamtest: JA

Re: O-C diagram för Miror

Inläggav Hans Bengtsson » 2012-01-02 23:11:56

Testade lite snabbt för att se vad jag hittade för den första stjärnan, R And. Och det var inga problem alls att leta upp en hel del tider för maxima i stort sett ända från upptäckten 1858. Med marginal tillräckligt tätt fram till den tid då ditt första max inträffar för att det inte ska råda någon tvekan om vilket E som maximet ska tilldelas. Om vi systematiskt tar stjärna för stjärna, så skulle vi på så sätt kunna utsträcka diagrammen i x-led ganska signifikant. Kul jobb som Gustav och jag säkert kan fixa till i lugnt och sansat tempo så att studien blir ännu mera komplett än nu.

Hela upplägget är, vill jag än en gång betona, väldigt väldigt bra. Proffsigt!

mvh
Hans Bengtsson
ThomasK
Inlägg: 1361
Blev medlem: 2010-06-29 12:10:36
spamtest: JA

Re: O-C diagram för Miror

Inläggav ThomasK » 2012-01-03 01:30:03

Diagrammen skapas i realtid (det är därför det tar lite tid att ladda sidan), så de och uppgifterna under diagrammen ändras automatiskt om man lägger in fler maxima i underlaget, däremot finns det inte någon sida för att administrera uppgifterna, jag laddar i dagsläget in uppgifterna i två tabeller direkt in i databasen. Så äldre uppgifter får isåfall skickas till mig för inkludering just nu.

Några andra intressanta artiklar i ämnet är "Secular evolution in Mira Variable Pulstations http://iopscience.iop.org/1538-3881/130/2/776/
Long-Term Changes in Mira Stars http://www.physics.usyd.edu.au/~laszlo/kepek/graf/980145.web.pdf

Underlaget i dessa artiklar är det material som publicerats på http://www.aavso.org/maxmin, ett material som till stora delar är samma som mitt, fast beräknat på ett oberoende sätt. Det som skulle vara mest intressant skulle vara att få med fler uppgifter från före 1910-talet där AAVSO:s material verkar börja.
Thomas Karlsson
Hans Bengtsson
Inlägg: 4078
Blev medlem: 2011-03-04 18:19:54
spamtest: JA

Re: O-C diagram för Miror

Inläggav Hans Bengtsson » 2012-01-03 19:19:04

En framtida funktion i SVO skulle kanske kunna vara möjligheten att lägga in tider för maxima och minima för periodiska variabler, således inte enbart enskilda observationer? Krakow-sidan erbjuder denna möjlighet för förmörkelsevariabler:

http://www.as.up.krakow.pl/add-minima/

Det känns som om en likartad funktion i SVO skulle tillgodose ett behov, och då inte enbart gällande förmörkelsevariabler utan alla typer av periodiska variabler. Vi kan nog förvänta oss (hoppas jag!) en ökning av antalet tidsseriemätningar av kortperiodiska variabler, och då skulle förstås detta sitta väldigt bra. Även den utomordentliga O-C-studie som Thomas K påbörjat för långperiodiska variabler skulle förstås gynnas av en dylik möjlighet. Och faktiskt skulle det även innebära att ytterligare en del svenska mira-maxima från Darsenius tid (och ännu tidigare) kan läggas in.

Ytterligare en positiv sak skulle vara att observatörerna därmed får en bättre uppfattning om vad som händer med de observationer som utförs, att de verkligen används för att studera periodvariationer och därmed blir viktiga pusselbitar i vår kunskap om sådana stjärnor.

En svårighet finns när det gäller att automatiskt bestämma O-C-värdet från en enskild bestämning av maximum eller minimum. Det är inte alltid som man får rätt E-värde när absolutvärdet av O-C är minst. Man måste också kolla andra maxima/minima för stjärnan som tidsmässigt ligger i närheten i O-C-diagrammet. Men den kollen skulle kanske också kunna ske med automatik, så att rätt E tilldelas maximet/minimet. Alternativt att det sker någon manuell insats där, så att observatören själv anger E-värdet.

Ovanstående var bara några spridda tankar medan regnet piskar och vinden viner i januarimörkret.

mvh
Hans Bengtsson
ThomasK
Inlägg: 1361
Blev medlem: 2010-06-29 12:10:36
spamtest: JA

Re: O-C diagram för Miror

Inläggav ThomasK » 2012-01-20 20:10:00

Jag har nu kompletterat med O-C diagram för stjärnbilder från södra stjärnhimmeln, alla stjärnbilder t.o.m Norma finns nu med, totalt 336 Miror. Jag har också kompletterat informationen under diagrammen med Eddington/Plakidis testet som hjälper till att avgöra om förändringar i perioden är slumpmässig eller beror på verkliga förändringar. Lite mer om testet står i förklaringen i början.

Från http://articles.adsabs.harvard.edu//full/1909AnHar..55...95C/0000129.000.html har jag också lagt in en del äldre maxima (blåa pluppar i diagrammen). För Mira fanns uppgifter ända tillbaks 1596 då Fabricius upptäckte stjärnan.
Thomas Karlsson
Hans Bengtsson
Inlägg: 4078
Blev medlem: 2011-03-04 18:19:54
spamtest: JA

Re: O-C diagram för Miror

Inläggav Hans Bengtsson » 2012-01-20 20:28:43

Enastående bra jobb!

Kan också tipsa om sidan som ger medelljuskurvorna kring maxima för mirorna:

http://var.astronet.se/mirainfomax.php

mvh
Hans Bengtsson
Hans Bengtsson
Inlägg: 4078
Blev medlem: 2011-03-04 18:19:54
spamtest: JA

Re: O-C diagram för Miror

Inläggav Hans Bengtsson » 2012-01-20 23:52:44

Thomas:

Vad tror du om tanken att i den här tråden ge en del gamla maxima för de långperiodiska variabler som du O-C-studerar? Och då enligt ett givet format. Det känns angeläget att kunna sträcka diagrammen ända bakåt till första bestämda maximet.

I varje fall så är här ett exempel, för T Ari, med semikolonseparation:

Star;Max;Ref
T ARI;2404878; http://www.varstar.nl/2a1b092.pdf
T ARI;2405229; http://adsabs.harvard.edu/full/1890AJ.....10..115H
T ARI;2405552; http://adsabs.harvard.edu/full/1890AJ.....10..115H
T ARI;2405874; http://adsabs.harvard.edu/full/1890AJ.....10..115H
T ARI;2409066; http://www.varstar.nl/2a1b092.pdf
T ARI;2409336; http://adsabs.harvard.edu/full/1890AJ.....10..115H
T ARI;2409653; http://adsabs.harvard.edu/full/1890AJ.....10..115H
T ARI;2409970; http://adsabs.harvard.edu/full/1890AJ.....10..115H
T ARI;2410288; http://adsabs.harvard.edu/full/1890AJ.....10..115H
T ARI;2410605; http://adsabs.harvard.edu/full/1890AJ.....10..115H
T ARI;2412114; http://adsabs.harvard.edu/full/1892AJ.....12...47H
T ARI;2416206; http://www.varstar.nl/2a1b092.pdf
T ARI;2419437; http://articles.adsabs.harvard.edu//ful ... 5.000.html
T ARI;2419765; http://articles.adsabs.harvard.edu//ful ... 5.000.html
T ARI;2420083; http://articles.adsabs.harvard.edu//ful ... 5.000.html
T ARI;2420761; http://www.varstar.nl/2a1b092.pdf
T ARI;2421690; http://articles.adsabs.harvard.edu//ful ... 5.000.html
T ARI;2424531; http://www.varstar.nl/2a1b092.pdf

Det har skrivits en hel del om de stora periodvariationerna hos T Ari. Men jag tycker ditt diagram visar att det till stor del handlar om att periodlängden i GCVS är alldeles för lång, precis som du påpekat i ett tidigare inlägg. Ger ovanstående maxima några indikationer på hur det förhåller sig i ett ännu längre perspektiv?

mvh
Hans Bengtsson
ThomasK
Inlägg: 1361
Blev medlem: 2010-06-29 12:10:36
spamtest: JA

Re: O-C diagram för Miror

Inläggav ThomasK » 2012-01-21 00:12:28

Tack för dessa, jag tar ledigt över helgen och fortsätter jobbet nästa vecka, då kan jag lägga in dessa för T Ari. Annars är min tanke att först beta av alla uppgifter i "Annals of Harvard College Observatory, vol. 55, pp.95-291" där många olika observatöres uppgifter finns samlade. För de tillfällen där många olika datum finns för samma maxima har jag valt medianvärdet.
Thomas Karlsson
Hans Bengtsson
Inlägg: 4078
Blev medlem: 2011-03-04 18:19:54
spamtest: JA

Re: O-C diagram för Miror

Inläggav Hans Bengtsson » 2012-01-21 00:20:49

Thomas:

Ojdå, det missade jag. Den referensen innehåller ju precis sådana gamla maxima!

Edit:

Man kan se väldiga utvecklingsmöjligheter för SVO just inom området periodstudier av långperiodiska variabler. Ingen sådan levande hemsida finns i dagsläget på nätet (däremot för t.ex. förmörkelsevariabler).

En fråga:
Medelljuskurvorna (som jag länkat till i ett inlägg ovan) omfattar 80 % av cykeln, tiderna runt max. Jag inser svårigheterna med att få till 100 % av cykeln, pga periodvariationerna och ofta bristande obs-material kring minimum, men jag är rätt säker på att du funderat över saken. Finns det några planer på hur dessa svårigheter eventuellt skulle kunna överbryggas? Det skulle kanske i så fall kunna leda till att man för de stjärnor som ingår i dina O-C-studier även kunde få hela den förutsagda ljuskurvan inplottad i de vanliga SVO-graferna, på samma sätt som man idag får max-tiderna markerade. Vore värdefullt när en observatör ska planera kvällens obs-program.

mvh
Hans Bengtsson
wilt
Inlägg: 1417
Blev medlem: 2011-10-24 08:34:32
spamtest: JA
Ort: Lund
Kontakt:

Re: O-C diagram för Miror

Inläggav wilt » 2012-01-21 11:47:51

Imponerande arbete, Thomas! Håller helt med Hans, ditt projekt kring mirors o-c är mycket bra, även med internationella mått mätt. Hoppas du överväger att skriva ihop något för exempelvis JAAVSO.

Miror är en intressant variabeltyp, de har lättobserverade variationer och de är ett av de områden där visuella amatörobservationer fortfarande ger data som bildar underlag för vetenskapliga studier. Deras oregelbundenheter kan studeras och kopplas till astrofysikaliskt relevanta saker, och för stjärnor som exempelvis T UMi är det möjligt att se stjärnevolution i realtid i de stora databaserna över visuella obsar.

Och alldeles nyss såg jag ett konferenspaper om mirors nuvarande och framtida betydelse för den kosmologiska avståndsskalan, något som jag inte hade en aning om tidigare. Tydligen är det så att miror kan komma att spela lite grand samma roll som cepheider spelat, inte minst när man observerar galaxer i IR med nästa generations stora teleskop. Miror - som väl ändå lite grand kan sägas vara en variabelamatörernas paradgren - är därmed ett område av variabelastronomin med goda kopplingar till astronomin i övrigt. Här är papret: Patricia A. Whitelock, "Asymptotic Giant Branch Variables in the Galaxy and the Local Group", arxiv.

/Gustav
8 x 21 monokular / 6x30 Carl Zeiss Silvamar / Celestron SkyMaster 15x70 / 9 cm f/14 Maksutov Cassegrain / 20 cm f/6 Newton.

hemsida / blogg / astronomiblogg / SVO: HGG / AAVSO: HGUA
ThomasK
Inlägg: 1361
Blev medlem: 2010-06-29 12:10:36
spamtest: JA

Re: O-C diagram för Miror

Inläggav ThomasK » 2012-01-22 19:52:15

Hans Bengtsson skrev:En fråga:
Medelljuskurvorna (som jag länkat till i ett inlägg ovan) omfattar 80 % av cykeln, tiderna runt max. Jag inser svårigheterna med att få till 100 % av cykeln, pga periodvariationerna och ofta bristande obs-material kring minimum, men jag är rätt säker på att du funderat över saken. Finns det några planer på hur dessa svårigheter eventuellt skulle kunna överbryggas? Det skulle kanske i så fall kunna leda till att man för de stjärnor som ingår i dina O-C-studier även kunde få hela den förutsagda ljuskurvan inplottad i de vanliga SVO-graferna, på samma sätt som man idag får max-tiderna markerade. Vore värdefullt när en observatör ska planera kvällens obs-program.

mvh
Hans Bengtsson

Jag har testat att göra kurvor för 150% runt maximum, de finns på sidan http://var.astronet.se/mirainfotot.php. Tekniken är den samma som för 80% kurvorna. För varje enskilt maximum bestäms först tidpunkten för max, denna får tid 0. Sedan har jag samlat alla obsar inom ett intervall runt nollpunkten och beräknat medelvärden dag för dag. Intervallet berknas som från -period * stig% * 0.4 till +period * (1 - stig%) * 0.4 för 80% kurvorna och från -period * stig% * 0.75 till +period * (1 - stig%) * 0.75 för 150% kurvorna. Detta upprepas för alla maxima så man får ett medelvärde dag för dag med alla maxima överlagrade. Till slut beräknar jag ett 12-grads polynom med minsta kvadratmetoden som ansluter så väl som möjligt till alla medelvärdespunkterna.

Jag blev lite missnöjd med 150%-kurvorna. Det verkar som att ett 12-grads polynom inte helt hänger med i kurvans form och ett polynom med ännu högre grad känns osäkert, de kan sticka iväg väldigt oberäkneligt. Kanske man behöver en spline-kurva istället.

Att rita kurvorna i ljuskurvediagrammen har jag inte tänkt på förut, det kanske skulle vara en fin effekt. Jag har börjat testa en funktion för att förutsäga aktuell magnitud som jag tänkt skulle användas i kalendern på SVO:s förstasida.
Thomas Karlsson

Återgå till "SAAF - Variabelsektionen"

Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: 3 och 0 gäster