2002 TJ69

Die erste Kleinplanetenentdeckung am TSO

Die Vorgeschichte

Seit inzwischen fast sechs Jahren widmen wir uns am Turtle Star Observatory nun der Astrometrie von Kleinplaneten. Aufgrund unserer, verglichen mit anderen Kleinplanetenbeobachtern, relativ kleinen Teleskope, sowie der astronomisch gesehen mehr als ungünstigen Lage inmitten des lichtverschmutzten Ruhrgebiets, sind wir hierbei jedoch leider sehr eingeschränkt.
Während verschiedene DeepSky-Beobachter in den letzten Jahren vermehrt gezeigt haben, dass durch den Einsatz diverser Filter in Kombination mit entsprechend verlängerten Belichtungszeiten auch aus einem hellen Ballungsraum heraus hervorragende CCD-Aufnahmen erstellt werden können, haben die Beobachter bewegter Objekte das Problem, dass ihre Ziele ab einer gewissen Maximalbelichtungszeit auf dem Foto nicht mehr punktförmig erscheinen. Da dies aber eine Grundvoraussetzung für eine erfolgreiche Positionsbestimmung ist, muss die Belichtungszeit entsprechend angepasst werden. Bei den meisten von uns beobachteten Kleinplaneten bedeutet das, dass wir nur ca. 5 Minuten lang belichten können. Trotz der verhältnismäßig empfindlichen "E"-Chips unserer CCD-Kameras erreichen wir auf diese Weise unter normalen Wetterbedingungen eine Grenzgröße von 17,5mag mit unserem 8"-SCT bzw. 18,0mag mit unserem 10"-SCT.
Betrachtet man mit diesem Vorwissen die Helligkeiten der von Amateuren entdeckten Kleinplaneten, stellt man schnell fest, dass sich diese in den letzten Jahren immer weiter zum Lichtschwächeren hin verschoben haben. War es vor fünf Jahren noch möglich einen Kleinplaneten bei einer Helligkeit von 16mag bis 17mag zu entdecken, so sind es heute meist über 18mag. Der Grund hierfür sind die automatischen Surveys wie LINEAR, LONEOS, NEAR, NEAT oder Spacewatch, die jeden Monat fast den kompletten Himmel bis herunter zur etwa 20. bzw. inzwischen teilweise auch bis zur 23. Größenklasse nach bewegten Objekten absuchen.
Da heute also für Neuentdeckungen ein entsprechend großes Teleskop und/oder ein sehr dunkler Himmel benötigt wird, hatten wir uns am TSO inzwischen damit abgefunden, dass es wohl nie zu einer eigenen Entdeckung kommen würde. Doch wie bei James Bond heißt es bekanntlich auch in der Astronomie: "Sag niemals Nie!"

Die erste Nacht

Die Entdeckungsgeschichte "unseres" Kleinplaneten 2002 TJ69 beginnt eigentlich wie ein ganz normaler Beobachtungsabend: Mit dem Programm EasySky suche ich mir anhand der vom Minor Planet Center heraus gegebenen Bahndaten verschiedene Kleinplaneten aus, deren Helligkeit über 17,5mag liegt und deren letzte Beobachtung bereits mehrere Tage zurückliegt. Eins dieser Objekte ist 2002 PV43, ein Hauptgürtelasteroid, der mit einer berechneten Helligkeit von 16,3mag eigentlich ein leichtes Objekt für unser C-8 sein sollte.
Mit einer Aufsuchkarte bewaffnet geht es ans Teleskop. Wie bei uns üblich fertige ich dort eine Serienbelichtung von 12 Aufnahmen à 300 Sekunden an. Bereits ein erstes Blinken am CCD-Steuerrechner in der Sternwarte ergibt, dass 2002 PV43 zwar in der Nähe der berechneten Position steht, jedoch deutlich lichtschwächer als erwartet ist. Für die Positionsbestimmung würde das S/N eines Einzelbildes daher kaum ausreichen.
Während ich mit diesem Wissen vor einem Jahr noch 2002 PV43 als "nicht vermessbar" abgehakt hätte und zum nächsten Objekt geschwenkt wäre, können solche Bilder mit der von uns heute verwendeten Auswertesoftware Astrometrica for Windows trotzdem erfolgreich ausgewertet werden. Das neue Astrometrica besitzt nämlich die Funktion Stack Images, die beliebig viele Aufnahmen anhand der aus den bisher vorliegenden Bahndaten berechneten Eigenbewegung eines Objektes versetzt überlagern kann. Durch die Addition von vier Bildern kann das S/N von 2002 PV43 auf diese Weise so gesteigert werden, dass er schließlich doch vermessbar wird.

Animation: TSO0001 - unmarkiert Animation: TSO0001 - markiert

Während 2002 PV43 gerade noch auf den ersten Blick zu erkennen ist, zeigen die Entdeckungsaufnahmen 2002 TJ69 nur schwach über dem Hintergrundrauschen. Diese Bilderserie entstand mit dem C-8 des TSO. Die Einzelbilder entstanden direkt hintereinander und wurden jeweils 5 Minuten lang belichtet.

Doch was ist das? Beim Blinken von drei der aufaddierten Bilder fällt mir ein weiterer schwacher Lichtpunkt auf, der sich erstaunlicherweise genau auf Parallelkurs zu 2002 PV43 bewegt. Er ist sogar noch etwas schwächer als 2002 PV43, so dass sechs Einzelbilder überlagert werden müssen um auch seine Position zu bestimmen. Steht an dieser Stelle wirklich ein weiterer Kleinplanet? Wenn ja, ist er laut Karte jedenfalls schwächer als 17,5mag. Das zumindest deckt sich mit meiner Messung. Nach dieser beträgt seine Helligkeit nämlich nur ca. 18mag. Schnell in EasySky die Grenzgröße der angezeigten Kleinplaneten auf 20mag erhöhen. Nein, an der Stelle steht nichts! Grenzgröße auf 25mag: Da steht wirklich nichts!

TSO0001 - 12 Bilder aufaddiert

Erst durch die auf die Bewegung des Kleinplaneten zentrierte Addition mehrerer Bilder wird 2002 TJ69 so deutlich, dass er sicher vermessbar ist.

Spätestens jetzt steigt meine Anspannung ins Unerträgliche! Letzte Sicherheit gibt jetzt nur noch die Webseite des Minor Planet Centers: Was sagt der Minor Planet Checker des Minor Planet Centers (MPC) dazu? Sollte sich an der beobachteten Stelle wirklich ein bekannter Kleinplanet befinden, würde er beim automatischen Vergleich der gemessenen Positionen mit der offiziellen Bahndatenbank gefunden werden. Also: Einwählen ins Internet und die Webseite des MPC aufrufen, dann die eigenen Daten mit Cut and Paste in das Webformular einbinden und ... warten! Lange Sekunden verstreichen. Endlich: Die Antwort! 2002 PV43 ist wirklich der einzige bekannte Kleinplanet bis herunter zur 25. Größenklasse, der im Umkreis von 15 Bogenminuten um die bestimmte Position des unbekannten Objektes steht. Seine berechnete Position deckt sich zudem mit einer Genauigkeit von weniger als 0,1' mit der von mir für ihn gemessenen Position. Das zweite bewegte Objekt ist also wirklich ein neuer Kleinplanet. Schnell maile ich alle bisher gemessenen Positionen unter der provisorischen Bezeichnung "TSO0001" an das MPC!
Inzwischen ist es fast 0:00 Uhr geworden. Da es die Nacht von Mittwoch auf Donnerstag ist, bedeutet dies eigentlich, dass ich jetzt normalerweise die Beobachtungen beende - am nächsten Morgen klingelt schließlich wieder um 6:00 Uhr der Wecker. Die potentielle Neuentdeckung eines Kleinplaneten ist für mich jedoch Anlass genug, an diesem Abend einmal eine Ausnahme zu machen. Also nichts wie wieder raus ans Teleskop!
Inzwischen steht der neue Kleinplanet westlich des Meridians. Er wird damit nicht mehr von den Bäumen auf dem Nachbargrundstück verdeckt, so dass ich Aufnahmen mit unserem 10"-SCT machen kann. Da die Eigenbewegung des Neuen nicht sehr groß ist, mache ich direkt 450 Sekunden lange Belichtungen. Aufgrund seiner geringen Helligkeit müssen trotz der größeren Öffnung immer noch vier Bilder aufaddiert werden, um ein ausreichendes S/N zu erhalten. Gegen 2:00 Uhr maile ich weitere drei Positionen des Neuen zum MPC. Jetzt heißt es, den Neuen in der nächsten Nacht wiederzufinden. Aufgeregt gehe ich zu Bett.

Die zweite Nacht

Wie nicht anders zu erwarten vergeht der folgende Tag quälend langsam. Ständig kreisen meine Gedanken um nur eine Sache: Finde ich den neuen Kleinplaneten heute nacht wieder? Meine Freunde vom TSO habe ich bereits am Morgen telefonisch benachrichtigt. Wie verabredet treffen wir uns abends um weitere Bilder zu machen.
Genau wie am Vorabend beginnen wir gegen 21:00 Uhr mit ersten Aufnahmen durch das C-8. Diesmal wird direkt 450 Sekunden lang belichtet. Als die ersten 10 Bilder vorliegen geht es an die Auswertung. Wieder ist auf den Einzelbildern nur 2002 PV43 zu sehen. In der Hoffnung, dass sich die Bewegungsrichtung des Neuen gegenüber dem letzten Abend nicht allzu sehr verändert hat, überlagern wir wieder mehrere Bilder mit 2002 PV43 als Bezugspunkt. Glück gehabt! Auch dieses Mal wird wieder der Neue als zweites bewegtes Objekt sichtbar. Da das S/N nicht gerade berauschend ist, warten wir noch weitere Aufnahmen ab, die wir zu jeweils acht Bilder aufaddieren. Zwei so bestimmte neue Positionen, mailen wir gegen 23:30 Uhr an das MPC.
Inzwischen laufen draußen in der Sternwarte auch bereits wieder die ersten Aufnahmen am 10"er. Wie in der letzten Nacht wird jeweils 450 Sekunden lang belichtet. Gegen 1:45 Uhr schicke ich zwei aus jeweils sechs aufaddierten Aufnahmen gewonnenen Positionen zum MPC.

Die Bestätigung

Als ich am nächsten Morgen in meinem Büro in die Mailbox schaue, fällt mir natürlich als erstes eine Nachricht von Tim Spahr vom Minor Planet Center auf. Als ich sie jedoch anklicke ist sie ... leer. Was ist jetzt los? Klar, hier ist mit Sicherheit ein Fehler passiert, aber was wollte Tim mir mitteilen? Habe ich die Entdeckerrechte oder hat er meinen "Neuen" lediglich mit einem anderen, bereits bekannten Objekt gelinkt? Ich maile ihm zurück, dass er mir bitte noch einmal schreiben soll.
Quälend langsam vergehen die Stunden. Endlich, um 12:18 Uhr kommt die erlösende Mail: "it was a designation only... your object is new. Your new object is 2002 TJ69... I had tried to send the designation earlier and blew it...". Dann um 12:41 Uhr ist es amtlich: Mit der schlichten Nachricht "TSO0001 K02T69J" bekommt das Turtle Star Observatory die Entdeckerrechte zugesprochen.

Reaktionen

Meine Mittagspause nutze ich natürlich zunächst einmal, um die Anderen vom TSO zu informieren. Die Freude ist groß. Aber gleichzeitig stellt sich bei uns allen auch die Frage: Sind wir mit unserem kleinen Teleskop überhaupt in der Lage einen so schwachen Kleinplaneten weiterzuverfolgen?
Wie gut, dass es die deutschsprachige Kleinplaneten-Mailingliste gibt! Bereits kurz nachdem ich die freudige Nachricht samt allen unseren bis jetzt gemessenen Positionen gepostet habe, kommen die ersten Reaktionen. Neben vielen Glückwünschen erhalte ich u.a. auch zwei Mitteilungen mit ersten provisorischen Bahndaten.
Andreas Doppler von der Archenholdsternwarte in Berlin hat bereits das Positionsarchiv des MPC durchsucht und sage und schreibe 20 Positionen gefunden, die zusammen mit unseren neun Positionen auf ein und derselben Bahn liegen. Bei allen diesen Positionen handelt es sich jedoch nur um Beobachtungen an jeweils einem einzelnen Abend, also sog. "One-Night Stands". Warum auch immer, waren die betreffenden Profisternwarten nicht in der Lage, das gefundene Objekt in der darauf folgenden zweiten Nacht noch einmal zu beobachten und die Entdeckung damit für sich zu sichern. - Glück gehabt!


     K02T69J  C2002 08 11.37925 00 34 13.37 +05 13 42.8          19.1  c     704
     K02T69J  C2002 08 11.39430 00 34 13.35 +05 13 47.3          20.0  c     704
     K02T69J  C2002 08 11.40934 00 34 13.34 +05 13 52.0          19.6  c     704
     K02T69J  C2002 08 11.42442 00 34 13.37 +05 13 56.1          19.9  c     704
     K02T69J  C2002 08 11.43950 00 34 13.34 +05 14 00.9          19.7  c     704
     K02T69J  C2002 09 06.26729 00 25 27.09 +06 36 58.5          19.8  c     704
     K02T69J  C2002 09 06.28121 00 25 26.56 +06 36 59.2          19.6  c     704
     K02T69J  C2002 09 06.29506 00 25 25.92 +06 37 00.5          19.5  c     704
     K02T69J  C2002 09 14.43656 00 19 08.52 +06 44 06.6          18.3        644
     K02T69J  C2002 09 14.43894 00 19 08.41 +06 44 07.2          18.1        644
     K02T69J  C2002 09 14.44131 00 19 08.30 +06 44 09.1          17.8        644
     K02T69J  C2002 09 14.44707 00 19 07.96 +06 44 06.7          18.2        644
     K02T69J  C2002 09 14.44937 00 19 07.85 +06 44 07.2          18.0        644
     K02T69J  C2002 09 14.45167 00 19 07.74 +06 44 09.1          17.9        644
     K02T69J  C2002 09 14.45876 00 19 07.34 +06 44 07.0          18.3        644
     K02T69J  C2002 09 14.46109 00 19 07.22 +06 44 07.4          18.0        644
     K02T69J  C2002 09 14.46339 00 19 07.11 +06 44 09.2          18.0        644
     K02T69J  C2002 09 16.38133 00 17 28.17 +06 44 35.6          19.5        608
     K02T69J  C2002 09 16.39276 00 17 27.55 +06 44 35.1          19.9        608
     K02T69J  C2002 09 16.40376 00 17 26.95 +06 44 34.8          19.6        608
     K02T69J* C2002 10 09.82915 23 55 41.16 +06 23 15.3          18.2 R      628
     K02T69J  C2002 10 09.85151 23 55 39.95 +06 23 13.7          18.3 R      628
     K02T69J  C2002 10 09.91807 23 55 36.45 +06 23 07.9          18.0 R      628
     K02T69J  C2002 10 09.93970 23 55 35.29 +06 23 05.6          18.3 R      628
     K02T69J  C2002 10 09.96137 23 55 34.11 +06 23 04.4          17.5 R      628
     K02T69J  C2002 10 10.80567 23 54 51.41 +06 21 50.5          17.7 R      628
     K02T69J  C2002 10 10.85706 23 54 48.66 +06 21 46.9          18.5 R      628
     K02T69J  C2002 10 10.91826 23 54 45.51 +06 21 41.3          18.1 R      628
     K02T69J  C2002 10 10.95073 23 54 43.77 +06 21 38.4          18.2 R      628
     K02T69J  C2002 10 10.98320 23 54 42.10 +06 21 35.5          18.0 R      628
     K02T69J  C2002 10 11.02106 23 54 40.06 +06 21 33.3          18.2 R      628
     K02T69J  C2002 10 15.92275 23 50 48.03 +06 14 49.8          19.0 R      628
     K02T69J  C2002 10 15.94437 23 50 46.84 +06 14 44.4          18.8 R      628

	 
Beobachterdaten:                                                     
	 
    608 Haleakala-NEAT/MSSS                                             
         1.2 m Reflektor + CCD                                          

    628 Mülheim-Ruhr (TSO)                                              
         0.2 m SCT + CCD                                                
         0.25m SCT + CCD                                                

    644 Palomar Mountain/NEAT                                           
         1.2 m Oschin Schmidt + CCD                                     

    704 Lincoln Laboratory Experimental Test System, New Mexico (LINEAR)
         1.0 m Reflektor + CCD                                          

Zusammen mit unseren Messungen ergeben die von Andreas Doppler gefundenen Positionen bereits einen beachtlichen Bahnbogen.

Die zweite Nachricht kommt von Reiner M. Stoss von der Sternwarte Heppenheim. Er hat bereits überprüft, ob 2002 TJ69 vielleicht auf irgend einer Aufnahme eines Plattenarchivs, wie z.B. dem DSS ist. Leider hatte er dabei aber keinen Erfolg gehabt. Unser Kleinplanet hat nämlich eine so exzentrische Bahn, dass er während der meisten Oppositionen nur eine Maximalhelligkeit unter 20mag erreicht. So tief herunter kamen und kommen die meisten Surveys und Plattenarchive gar nicht mit ihren Helligkeiten. Dass wir ihn bei dieser Opposition überhaupt gefunden haben, liegt daran, dass er sich zur Zeit in einer sog. Perihelopposition befindet. Er steht momentan also in großer Erdnähe, was auch seine große Helligkeit erklärt.

TSO0001 - Orbit

Die mit dem Programm EasySky simulierte Bahn von 2002 TJ69 zeigt, dass es sich bei unserem Kleinplaneten um ein Objekt des Hauptgürtels zwischen Mars und Jupiter handelt. Die Bahn von 2002 TJ69 ist sehr exzentrisch, so dass seine minimale Entfernung zur Sonne knapp 2,0 AE und seine maximale Entfernung zur Sonne mehr als 3,6 AE beträgt. Für einen Umlauf benötigt er fast 4,8 Jahre.

Na klasse: Eine schnelle Bahnsicherung durch Archivpositionen ist also nicht möglich, so dass wir wohl voll und ganz auf kommende Oppositionen angewiesen sind. Hoffentlich wird der Bahnbogen in der restlichen jetzigen Opposition nun noch so lang, dass man 2002 TJ69 beim nächsten Mal auch wiederfindet. Ein schwacher Trost bleibt allerdings: 2002 TJ69 ist eine echte Neuentdeckung!

Datum

Mär 1990
Mai 1991
Jul 1992
Jan 1994
Jun 1996
Aug 1997
Feb 1999
Apr 2000
Jul 2001
Sep 2002
Mär 2004
Mai 2005
Jul 2006
Nov 2007
Apr 2009
Mai 2010
Opp.-Helligkeit

21,0mag
21,9mag
20,8mag
19,3mag
21,8mag
20,0mag
19,9mag
21,8mag
21,6mag
19,0mag
20,7mag
21,9mag
21,2mag
18,8mag
21,3mag
21,9mag

Unter Zugrundelegung der bisher bekannten Bahndaten ergeben sich für den Zeitraum von 1990 bis 2010 die in der Tabelle aufgelisteten Oppositionshelligkeiten von 2002 TJ69. Bedingt durch seine exzentrische Umlaufsbahn um die Sonne wird der Kleinplanet nur sehr selten heller als 20mag.

Wenn auch Sie einmal 2002 TJ69 beobachten wollen, können sie sich eine aktuelle Ephemeride über unsere Follow-up Seite erstellen lassen.

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