Beobachtungen von 433 Eros

Im Jahr 1979 sah ich im Schaufenster eines Ladens im Hamburger Schanzenviertel ein gebrauchtes Zeiss Sonnar Objektiv mit f = 300 mm, Blende 4. Das sollte 400 DM kosten, hatte aber kameraseitig ein 42 mm Gewinde, zu dem ich keine passende Kamera hatte. Der Händler war einverstanden, mir zum gleichen Preis ein passendes Praktika-Kameragehäuse dazu zu geben und so wechselten für 400 DM Kamera und Objektiv den Besitzer.

Das war eine tolle Linse mit einer Öffnung von von 75 mm, also ein Dreizöller mit kurzer Brennweite. Aber das war auch noch die Zeit der analogen Fotografie mit Filmen wie Ilford HP5 und Kodak Tri-X Pan, die Korngrößen von etwa 0,04 mm hatten. Der Winkel 0,04/300 entspricht etwa 27,5 Bogensekunden. Testaufnahmen auf unserer Terasse mitten in der Innenstadt von Pinneberg zeigten mit einer Belichtungszeit von zwei Minuten Sterne bis 12 mag.

Im Jahr 1981 erschien im September-Heft von "Sterne und Weltraum" ein Artikel von Lutz Schmadel mit dem Titel "Eine sehr günstige Opposition von (433) Eros". Er schrieb: "Es ist dies eine der günstigsten Erscheinungen dieses Jahrhunderts überhaupt und die mit Abstand erfolgversprechendste bis zur Jahrtausendwende". Ende Dezember 1981 näherte sich 433 Eros bis auf 0,31 AE (46 Mio km) der Erde und befand sich damit innerhalb der Marsbahn.

Die geringste Eros-Annäherung an die Erde war schon im Januar 1975 weltweit beobachtet worden. Die kleinste Entfernung von der Erde betrug nur 0,151 AE (23 Mio km), 433 Eros wurde 8 mag hell. Damals habe ich 433 Eros mit einem 10 x 50 Feldstecher in Tangstedt bei Pinneberg beobachtet. Für Dezember 1981 bis Februar 1982 waren maximale Helligkeiten von 9,5 - 10 mag zu erwarten - leichtes Spiel für mein Zeiss Sonnar Objektiv.

Das erste Foto gelang am 30.09.1981, das letzte am 21.02.1982. Von den Fotos habe ich Vergrößerungen gemacht und mit dem "Zwei-Sterne-Verfahren", das ich in einem von Ahnerts "Kalender für Sternfreunde" gefunden hatte, die Positionen von 433 Eros bestimmt. Immerhin war das genau genug um zu erkennen, daß 433 Eros etwa 17 Minuten hinter der Ephemeride zurückblieb.

Im Jahr 2012 habe ich die Bilder mit einem Negativ-Scanner digitalisiert. Die Auflösung betrug 1800 dpi (0,014 mm), damit ist ein Pixel 10 Bogensekunden groß. Hier ein Summenbild meiner Aufnahmen vom 31. Januar 1982 mit vier Eros-Positionen (Pfeil):

433 Eros bei den Plejaden. Aufnahmen am 31.01.1982 um 20:12, 20:24, 21:32 und 21:48 MEZ.
Eigenbewegung (nach links) und Lichtwechsel sind deutlich sichtbar. Eros war 0,33 AE (50 Mio km)
von der Erde entfernt und bewegte sich mit 2,25'/Std zwischen den Sternen. Seine Rotationsdauer
beträgt 5h 16m, vom Maximum zum Minimum dauert es also nur 1h 23m. Um 20:12 und 20:24 MEZ
erscheint Eros hier etwa 11 mag hell, danach nur noch etwa 11,5 mag. Ausschnitt 1,91° x 2,92°.

Im Jahr 2017 habe ich die Scans mit dem Programm Astrometrica vermessen. Die Bahnberechnung mit Exorb aus diesen gemessenen Positionen ergab einen mittleren Fehler von 3 Bogensekunden, nicht schlecht für eine Pixelgröße von etwa 28 Bogensekunden. Ich war neugierig, wie gut ich mit dieser selbstberechneten Bahn die Positionen für die nächste Eros-Opposition 2018/2019 vorhersagen kann.

Ein erstes Foto gelang am 03. September 2018 aus dem Küchenfenster meiner Wohnung in Elmshorn mit der gekühlten Farbkamera ZWO ASI 174 MCC und einem Samyang-Objektiv mit f = 85 mm und Blende 1,4:

433 Eros (Pfeil) im Sternbild Perseus, der helle Stern am rechten Bildrand ist 24 Per (5,1 mag).
Belichtung 300 x 2 Sekunden von 22:55 - 23:05 MESZ ohne Nachführung. 433 Eros ist etwa 12,8 mag hell.
Ausschnitt 2,76° x 2,76° vom Summenbild

Erstaunlicherweise ist die gemessene Position (im Sternbild Perseus) nur 0,2 Grad entfernt von der aus den Beobachtungen von 1981/82 abgeleiteten Ephemeride! Das liegt offenbar daran, dass wir hier auf den gleichen Teil der Eros-Bahn blicken, den ich 1981/82 fotografiert habe. Damals war die größte Erdnähe Ende Dezember 1981 mit 0,31 AE (46 Mio km), jetzt ist sie Mitte Januar 2019 (mit 0,21 AE).

Die kommende Eros-Opposition ist also noch besser als die von 1981/82 und fast so gut wie die von 1975.

Ergänzung am 1.11.2018

Inzwischen habe ich damit begonnen genaue Helligkeiten mit dem "Aperture Photometry Tool" (APT) zu messen. Vergleichssterne sind dabei die Sterne aus dem APASS-Katalog der AAVSO. Dabei stellte sich heraus, dass die Software der Kamera die Meßwerte von 12 Bit auf unbekannte (nicht-lineare) Weise in 16 Bit Werte umwandelte. Vergleichssterne sollten also die gleiche Helligkeit wie 433 Eros haben, der laut Ephemeride 12,8 mag hell war.

Ein passender Stern findet sich im APASS-Katalog bei 46,264°/+35,990°. Er ist 12,908 ± 0,048 mag hell und hat die gleiche Farbe wie 433 Eros. Dieser Stern erscheint 0,1337 mag schwächer als 433 Eros, der demnach etwa 12,77 mag hell ist (= Ephemeridenhelligkeit).

Von 23:25 - 23:35 MESZ hatte ich noch einmal 433 Eros mit 300 x 2 Sekunden abgelichtet. Der Vergleich mit demselben Stern ergab für 433 Eros eine Helligkeit von 12,46 mag um 23:30 MESZ (nun also deutlich heller als die Ephemeride angibt). Um diese neue Helligkeit zu prüfen habe den Stern bei 46,126°/+35,826° mit 12,594 ± 0,050 mag benutzt. Damit ergibt sich für 433 Eros im ersten Bild 12,40 mag und im zweiten Bild 12,07 mag.

Mit dem zweiten Vergleichsstern erscheint 433 Eros rund 0,4 mag heller als mit dem ersten Stern. Die ermittelten Helligkeiten haben also einen Fehler von mindestens ± 0,2 mag. Aber die Helligkeitsdifferenzen zwischen dem ersten und dem zweiten Bild sind für beide Sterne fast gleich (0,3145 mag und 0,3252 mag). 433 Eros scheint also wirklich im zweiten Bild 0,3 mag heller zu sein als im ersten Bild.

Mit einem dritten Stern bei 46,411°/+35,976° mit 12,060 ± 0,046 mag ergaben sich die 433 Eros Helligkeiten zu 12,48 und 12,21 mag und damit zwischen den mit Stern1 und Stern2 gemessenen Werten. Im zweiten Bild ist 433 Eros hier 0,27 mag heller (statt der vorher ermittelten 0,32 mag).

Tabelle der gemessenen Helligkeiten (in mag) von 433 Eros

Die durchschnittlich gemessene Helligkeit steigt von 12,55 auf 12,25 mag, damit hat sich Stern 1 als am wenigsten brauchbar erwiesen. Ohne die Messungen mit Stern 1 sind die gemessenen Helligkeiten um 23:00 Uhr 12,40 und 12,48 mag (Mittelwert 12,44 mag) und um 23:30 Uhr 12,07 und 12,21 mag (Mittelwert 12,14 mag). Die Abweichungen von diesen Mittelwerten sind 0,04 und 0,07 mag, die Meßfehler sind mit passenden Vergleichssternen offenbar kleiner als 0,1 mag (und der Helligkeitsanstieg von 0,3 mag zwischen den beiden Bildern ist real).

Ein Vergleich von Zeiss Sonnar f = 300 mm, Blende 4, Kodak Tri-X Pan mit dem Samyang f = 85 mm, Blende 1,4 und der ASI 174 MCC:

Die volle Öffnung beträgt beim Sonnar 75,0 mm und beim Samyang 60,7 mm. Damit kann das Sonnar etwa 50% mehr Licht sammeln als das Samyang. Die größere Empfindlichkeit der ASI 174 im Vergleich zum Tri-X Pan sollte das mehr als ausgleichen, da vom einfallenden Licht mehr im fertigen Bild registriert wird..

Das Auflösungsvermögen beträgt etwa 28" (pro Fotokorn) beim Sonnar mit Tri-X Pan und etwa 14" (pro Pixel) beim Samyang mit der ASI 174 - allerdings ensteht dieser Wert durch Interpolation (die Bayer Matrix ist 28" x 28" groß).

Das Gesichtsfeld des Sonnar war 4,6° x 6,9°, beim Samyang mit der ASI 174 sind es 4,8° x 7,6°.

Das Sonnar hat eine Masse von etwa 2 kg, das Samyang hat etwa 0,5 kg.

Das Sonnar hat eine Länge von etwa 25 cm, das Samyang ist 7 cm lang.