Fyrsta setningin í formála bókarinnar “Astronomical Photometry” eftir A. A. Henden og R. H. Kaitchuck, í endurútgáfu árið 1990, er “Flestir sem stunda stjörnufræðilega ljósmælingar hafa þurft að læra það á erfiðan hátt.” Þessi staðhæfing var í fullu gildi hér á landi þegar höfundur vefsetursins steig sín fyrstu skref í ljósmælingum árið 2004. Það ár fékk hann í hendurnar SSP-3 (Solid-State Photometer) ljósdíóðuljósmæli (mynd 1) sem hann síðan notaði í ljósmælingar á breytistjörnum um árabil. Á Íslandi var ekki hefð fyrir slíkum mælingum, né að stjörnuáhugamenn sendu mæligögn í alþjóðlega gagnagrunna eins og AAVSO (American Association of Variable Star Observers) eða VarAstro (B.R.N.O. og ETD).
The first sentence in the preface to Astronomical Photometry by A. A. Henden and R. H. Kaitchuck, second edition, published in 1990, reads: ‘Most people who do astronomical photometry have had to learn the hard way.’ This statement was still true in Iceland when the author of this website took his first steps in photometry in 2004. That year, he acquired an SSP-3 photometer (Solid-State Photometer, Fig. 1), which he used for many years to observe variable stars. There was no tradition of such measurements in Iceland at that time, and amateurs did not submit data to international databases such as AAVSO (American Association of Variable Star Observers) or VarAstro (B.R.N.O. and ETD).
SSP-3 ljósmælirinn var framleiddur af fyrirtækinu Optec Inc í USA og öðlaðist talsverða útbreiðslu eftir 1983 á meðal stjörnuáhugamanna sem sinntu athugunum á breytistjörnum. Verklagið var sambærilegt og með “ljósföldunarnemanum” (e. photomultiplier), en ljósmælar með slíka nema voru undirstaðan í stjarnfræðilegum birtumælingum frá miðri 20. öld. Með ljósföldunarnema gátu stjörnufræðingar mælt birtuflæðið með mun meiri nákvæmni og stöðugleika en hægt var með sjónrænum aðferðum. SSP-3 er hins vegar með einrása ljósdíóðunema, en er engu að síður mjög nákvæmur og stöðugur ekki síst þegar notaður er stór sjónauki.
The SSP-3 photometer was manufactured by Optec Inc. in the USA and became widely used after 1983 among amateur astronomers observing variable stars. Its working principle is similar to that of photomultiplier-based detectors, which had formed the basis of astronomical photometers since the mid-20th century. Photomultiplier detectors allowed astronomers to measure luminous flux with much greater accuracy and stability than was possible using visual methods. The SSP-3, however, employs a single-channel photodiode detector, and yet it remains highly accurate and stable, particularly when used with a large telescope.
Mynd/Fig. 1. Optec Inc SSP-3 ljósdíóðuljósmælir. – Optec Inc SSP-3 Solid-State Photometer.
SSP-3 ljósmælir höfundar er af kynslóð tvö með tölvuviðmóti sem les mæligildin beint inn á tölvu (mynd 2). Tækið var hannað tiltölulega einfalt en áreiðanlegt og hentaði vel fyrir smærri stjörnustöðvar og áhugamenn sem vildu sinna ljósmælingum eins og að vakta breytistjörnur. Gagnaöflun og úrvinnsla er gerð með forritinu SSPDATAQ (mynd 3) sem er notendavænt með ákveðinni undirstöðuþekkingu. Tækinu fylgdu tveir sleðar með þrem litsíum til ljósmælinga (Johnson B [blár], Johnson V [sjónbirta] og C [glær]). Hægt var að bæta við fleiri litsíum ef mönnum stóð hugur til.
The author’s SSP-3 photometer is a second-generation model, equipped with an interface that allowed the counts to be read directly into a computer (Figure 2). The device was designed to be relatively simple yet reliable, making it well suited for smaller observatories and amateur astronomers interested in photometry projects, such as monitoring variable stars. Data acquisition and processing is carried out using the program SSPDATAQ (Figure 3), which is user-friendly for anyone with basic knowledge. The photometer came with two sliders and three color filters for photometry (Johnson B [blue], Johnson V [visual], and C [clear]), with the option to add additional filters if desired.
Mynd/Fig. 2. Mælinum er stjórnað með hugbúnaðinum SSPDATAQ. – The SSP-3 is operated with a interface program called SSPDATAQ.
Mynd/Fig. 3. SSPDATAQ í gagnaöflunarham. – SSPDATAQ in data acquisition mode.
Ýmsum reglubundnum, áhugaverðum athugunum er hægt sinna með SSP-3 ljósmælinum: rekja birtusveiflur breytistjarna eða möndulsnúning smástirna. Höfundur einbeitti sér mest að ljósmælingum á breytistjörnum með samanburði út frá viðmiðsstjörnu (mynd 4). Tækið gerði stjörnuáhugamönnum kleift að senda mjög góð mæligögn í gagnagrunn AAVSO. Slíkt framlag styrkti vísindaverkefni en veitti áhugamönnum stundum tækifæri til þátttöku í rannsóknarverkefnum með stjörnufræðingum.
The SSP-3 photometer made it possible to perform a variety of interesting observations, such as measuring the brightness cycles of variable stars or tracking the orbital rotations of asteroids. The author focused primarily on differential photometry of variable stars, comparing them with reference stars (Figure 4). The instrument allowed amateur astronomers to submit highly reliable data to the AAVSO database. Such contributions supported scientific projects and, in some cases, provided amateurs with opportunities to collaborate with professional astronomers on selected research projects.
Mynd/Fig. 4. Höfundur situr við 30 cm Meade sjónaukann með áföstum Optec SSP-3 ljósmæli. – The 30 cm Meade telescope with an Optec SSP-3 photometer.
SSP-3 ljósmælirinn var tekinn úr framleiðslu eftir að stafrænir CCD og svo CMOS myndavélar yfirtóku smásaman markaðinn á fyrstu áratugum 21. aldar. SSP-3 ljósmælir aðeins ein stjörnu í einu á meðan fjöldi stjarna er myndaður samtímis með stafrænum myndnemum. Þrátt fyrir það er SSP-3 enn minnst sem fyrsta hagkvæma ljósmælisins fyrir stjörnuáhugamannasamfélagið. Í AAVSO er enn virkur hópur stjarnmælingamanna (PEP) sem sinnir eingöngu ljósmælingum með þessum ljósmæli.
Production of the SSP-3 photometer was discontinued as CCD cameras gradually became dominant in the first decades of the 21st century. Nevertheless, the SSP-3 remains fondly remembered as the first truly affordable photometer for the amateur astronomy community. There is still a strong and active group of observers (PEP) within the AAVSO who conduct photometry exclusively with this photometer.
Mæling með SSP-3
Hér er stiklað á mæliaðferðinni með Optec SSP-3 ljósmæli sem notuð var meðal annars á myrkvastjörnurnar ε Aurigae og W UMa á árunum 2009—2011. Kaflinn fyrir neðan birtist fyrst í samantekt um stjörnuathuganir 2016-2017 sem viðauki A. Hér hefur hann verið uppfærður lítillega til nútímans.
Ljósmælirinn nemur ljós á næma silíkon-ljósdíóðu en aðeins er valin ein stjarna í einu. Daufur ljóshringur í sjónsviði augnglersins hjálpar að staðsetja hana á réttan stað (mynd 5). Þegar það er komið er innbyggðum skáspeglinum lyft og þá fellur ljósið á díóðuna. Þar er því umbreytt í tíðni eða slög sem eru lesin beint inn á tölvu.
Mynd/Fig. 5. Ljóshringur í sjóngleri ljósmælisins hjálpar að staðsetja viðfangsstjörnu eða samanburðarstjörnur. Í þessu tilfelli er það HIP 43491 í þyrpingunni Messier 67 í Krabbanum. – A red colored reticle ring in the eyepiece helps placing the target star correctly. In this case, it is HIP 43491 in the cluster Messier 67 in the constellation of Cancer.
Mælinum er stjórnað með hugbúnaðinum SSPDATAQ, sem var sóttur á vefsetur framleiðandans. Við mælinguna er skráð birtustig tækis og tími (mynd 6). Gagnaöflun og úrvinnsla er byggð á Adams (1989), Henden & Kaitchuck (1990). Einnig skal bent á Calderwood (2025) sem útskýrir helstu þætti í ljósmælingum með SSP-3 ljósmæli. Þar sem aðeins má mæla eina stjörnu í senn eru viðfangsefnið (breytistjarnan) og viðmiðsstjarnan mældar í ákveðinni röð: Viðmiðunarstjarna (C [= comparison]) er mæld á undan og eftir breytistjörnu (V [= variable]) en sú er mæld þrisvar sinnum og er mæliröðin því eftirfarandi:
Comp–Var–Comp–Var–Comp–Var–Comp.
Sérhver mæling tekur 30 sekúndur en ljósmælirinn safnar ljósi í þrem 10 sek. runum. Fyrir, eftir og á milli C og V verður einnig að mæla birtu himins (S [= sky]) en í úrvinnslu eru þau gildi dregin frá birtu stjarnanna. Nauðsynlegt er að mæla bæði með b og v ljóssíum þó ætlunin sé einungis að meta sýndarbirtustig (v). Mælt var í gegnum Johnson bláa (b [= blue]) ljóssíu og græna (v [= visual]) sem framleiðandi ljósmælisins selur. Hámarksgegnumstreymi b ljóssíu er nærri 480 nanómetrum (nm) og v ljóssíu 555 nm. Með tveim ljóssíum mælist röðin tvisvar og auk þess himinninn. Þegar höfundur mældi varð þá lotan eftirfarandi (mynd 6):
Sb–Sv–Cv–Cb–Sb–Sv–Vv–Vb–Sb–Sv–Cv–Cb–Sb–Sv–Vv–Vb–Sb–Sv–Cv–Cb–Sb–Sv–Vv–Vb–Sb–Sv–Cv–Cb–Sb–Sv
Mynd/Fig. 6. Dæmi um skráð gögn í textaskjali á mælingu sem gerð var á myrkvastjörnunni ε Aurigae, 18. febrúar 2011.
Þó að mælilotan sé tímafrek má reikna út birtustigið strax að þessu loknu. Niðurstöður eru mjög áreiðanlegar en halda þarf athygli við mælingarnar. Mæligildi SSP-3 eru birtustig tækis (instrumental magnitude). Þeim er svo umbreytt í sýndarbirtustig áður en niðurstöðurnar eru sendar í gagnagrunn eða notaðar með mælingum annarra því sjónaukar og mælitæki eru misjöfn. Þessum mikilvæga þætti, að skila stöðluðu birtustigi með SSP-3 ljósmæli, eru gerð nákvæm skil í Adams (1989), Henden & Kaitchuck (1990) auk Calderwoods (2025). Sýndarbirtustig breytistjörnunnar má finna út frá viðmiðsstjörnu samkvæmt jöfnunni:
m1 = -2,5 log (f1/f2)+ m2,
þar sem m1 er birtustig viðfangsefnis (breytistjörnu), m2 viðmiðsstjörnu, f1 ljósflæði breytistjörnu og f2 ljósflæði viðmiðsstjörnu. Í úrvinnslu með SSPDATAQ, er einnig tekið mið af hnattstöðu athugana og tíma. Ákvörðun á hæð stjörnu yfir sjóndeildarhring er nauðsynleg til þess að draga frá loftmassaáhrif, ljósbrot og sundrun á ljósi stjörnunnar. Til að uppfylla þetta skilyrði var haft mið af stjörnunni Pi Serpens (fyrsta stigs ljósdeyfing), 61 Tauri og 68 Tauri (annars stigs ljósdeyfing) og fjórum stjörnum í M 41 í Krabbanum (umbreytistuðlar) fyrir umbreytingu í sýndarbirtustig. Þau gildi höfðu verið mæld veturinn 2009 en voru notuð í alla útreikninga enda ætíð mælt frá sama stað í Hafnarfirði með sama mælitækinu.
Þegar ætlunin er að fylgjast með myrkvastjörnu og tímasetja miðju myrkva er ekki nauðsynlegt að umbreyta birtustiginu sem mælitækið gefur og nægir að nota glæra síu (clear filter). Í þeim tilfellum er markmiðið oftast annað en í ljósmælingum á langsveiflustjörnum. Hins vegar ætti að leiðrétta mæligildin þegar mælt er í gegnum misþykkan loftmasssa, því að stjarnan breytir stöðugt hæð, og eins getur viðmiðstjarna verið fjarri sjálfri breytistjörnunni.
Efni tengt SSP-3 ljósmælingum - Materials related to SSP-3 photometry
The AAVSO Photoelectric Photometry (PEP) Section
Data Reduction Techniques for Differential Photoelectric Photometry
Photoelectric Photometry (PEP) Observer’s Guide
An introduction to variable star observing
The envelope of Betelgeuse in 2019-2020
Photoelectric Photometry of Variable Stars – Past and Present
Tekið saman 08.09.2025.