Błędy obserwacji

Każda ocena jasności gwiazdy zmiennej obarczona jest błędami. Tego nie da się uniknąć. Należy natomiast postępować tak, aby te błędy minimalizować. A do tego konieczna jest znajomość tej problematyki. Dlatego poniżej postaram się ogólnie omówić rodzaje błędów i sposoby ich eliminowania lub minimalizowania.

Wizualne obserwacje gwiazd zmiennych obarczone są trzema głównymi typami błędów. Są to:

• błędy grube

• błędy przypadkowe

• błędy systematyczne.

Błędy grube wydają się być najbardziej poważnymi błędami, ale jednocześnie są najłatwiejsze do wyeliminowania. Wynikają one bowiem z nieuwagi lub niestaranności obserwatora. Przykładem takiego błędu może być np. pomyłka w dacie. W rezultacie obserwacja tak może całkowicie odbiegać od pozostałych rezultatów, co jest łatwo zauważalne. Taką obserwację należy po prostu odrzucić.

Błędy przypadkowe są błędami, których praktycznie nie da się uniknąć ani wyeliminować. Należy jednak starać się jak najbardziej zmniejszyć ich wpływ, stosując odpowiednie metody obserwacji. Jak z samej nazwy wynika błędy przypadkowe są wynikiem przypadkowych działań czynników zewnętrznych. Przyczyną takiego błędu może być np. wybranie jako gwiazdy porównania takiej gwiazdy, która sama jest nieznaną gwiazdą zmienną. Oczywiście nawet taki błąd można zminimalizować, chociażby poprzez stosowanie do oceny jasności gwiazdy zmiennej kilku gwiazd porównania. Zalecane jest również dokonywanie co pewien czas oceny jasności pomiędzy samymi gwiazdami porównania.

Najbardziej kłopotliwe są jednak błędy systematyczne. Są one bardzo trudne do wykrycia, a jednocześnie w znaczący sposób mogą wpływać na uzyskane rezultaty. Błędy systematycznie można wyeliminować po analizie dłuższego ciągu obserwacji danej gwiazdy i porównaniu go z wynikami uzyskanymi przez innych obserwatorów. Można jednak znacząco wpłynąć na ich zminimalizowanie poprzez stosowanie odpowiednich zaleceń.

Najczęściej spotykanymi i najbardziej znaczącymi błędami systematycznymi są:

• błąd barwy

• błąd położenia

• błąd interwału

• błąd interpolacji

• błąd tła

• błąd przewidywania.

Na czym one polegają i jak ich unikać?

Błąd barwy odgrywa najbardziej znaczącą rolę w obserwacjach gwiazd zmiennych i polega on na różnym postrzeganiu przez oko ludzkie jasności gwiazd o różnej barwie. Ogólnie rzecz biorąc gwiazdy czerwone wydają się jaśniejsze w dużych instrumentach niż w małych. Różnica ta może dochodzić w oczach różnych obserwatorów nawet do 1,0 mag! Aby zminimalizować ten błąd zalecane jest stosowanie do oceny gwiazd porównania o podobnej barwie co gwiazda zmienna.

Błąd położenia, najprościej mówiąc, jest zależny od położenia linii łączącej gwiazdę zmienną i porównania w stosunku do oczu obserwatora. Ponieważ oko ludzkie w różnych częściach jego powierzchni ma różną czułość na światło, w przypadku gdy linia ta nie będzie równoległa do wzajemnego położenia oczu, mogą wystąpić pewne błędy w ocenie jasności obu gwiazd. Aby tego uniknąć należy dokonywać oceny, starając się aby linie te były możliwie równoległe.

Błąd interwału polega na niedokładności oceny dużych różnic jasności między gwiazdami przez ludzkie oko. Praktyka wykazuje, że najdokładniej jesteśmy w stanie wyznaczyć niewielką różnicę jasności, nie przekraczającą 0,3 do 0,5 mag. Ocena jasności przy większej różnicy jest już niedokładna i błąd w ocenie rośnie wraz ze wzrostem tej różnicy.

Istota błędu interpolacji wynika z uprzedzenia obserwatora do niektórych ocen jasności, np. 9v1 i 1v9. Aby zminimalizować znaczenie tego błędu, podobnie jak poprzednio, należy unikać ocen pomiędzy gwiazdami o różnicy jasności przekraczającej 0,5 mag.

Błąd tła, jak sama nazwa wskazuje, powiązany jest z jasnością tła na którym znajdują się obserwowane przez nas gwiazdy. Najczęściej przyczyną jest tu światło Księżyca. Generalnie chodzi tu o zwiększenie jasności gwiazd czerwonych w porównaniu z białymi przy świetle Księżyca, czy też oświetlonym niebie sztucznymi światłami. Aby zminimalizować ten błąd zalecane jest stosowanie do oceny gwiazd porównania o podobnej barwie co gwiazda zmienna.

Błąd przewidywania jest szczególnie groźny w przypadku mało doświadczonych obserwatorów i polega na podświadomym zapamiętywaniu jasności gwiazdy z poprzedniej obserwacji oraz sugerowaniu się tą jasnością, bądź też znajomością efemerydy i przewidywanej jasności gwiazdy. Błąd ten nie jest możliwy do wyeliminowania po wykonaniu obserwacji. Aby go zminimalizować zaleca się obserwację wielu gwiazd zmiennych w jednym ciągu, by zapomnieć poprzednio wykonaną ocenę.

Powyżej wymieniłem i krótko scharakteryzowałem poszczególne rodzaje błędów popełnianych podczas obserwacji gwiazd zmiennych. Istotnym jest bowiem, byśmy byli świadomi pewnych procesów, które zachodzą podczas naszych działań obserwacyjnych. Nie jest to na pewno wyczerpujące opracowanie na ten temat, a jedynie zasygnalizowanie problemu. Dla bardziej zainteresowanych problematyką polecam artykuł "Systematyczne błędy podczas obserwacji gwiazd zmiennych" napisany przez jednego z najbardziej doświadczonych polskich obserwatorów gwiazd zmiennych, pana Ryszarda Cnotę, dostępny na stronie SSW. Można tam również znaleźć kilka wskazówek, których przestrzeganie podczas obserwacji gwiazd zmiennych może przyczynić się do uzyskania należytej dokładności i wartości naszych obserwacji. Życzę przyjemnej lektury i wytrwałości przy obserwacjach.