22.2 GHz H2O masers waarnemen met een kleine schotel

13 views
Skip to first unread message

eddiemol2000

unread,
Jan 8, 2022, 10:18:58 AMJan 8
to Camras-forum
Beste allen,

Ik ben nu al een tijdje (meer dan een jaar) bezig een setup te bouwen waarmee ik de sterkste 22.2 GHz water masers kan detecteren. Een tijdje geleden heb ik geprobeerd om 22.2 GHz te ontvangen met een triax twin Ka band LNB door de filters kort te sluiten, maar dit was geen succes (meer hierover in de thread "22 GHz H2O maser generator"). Laatst heb ik een norsat 9000LDF besteld, daarmee zou ik wel 22.2 GHz moeten kunnen ontvangen. de LO frequentie is 20.25 GHz dus de waterlijn op 22.235 GHz wordt geconverteerd naar 1985 MHz. Omdat die frequentie buiten het bereik is van mijn airspy SDR, gebruik ik voor dit project een NeSDR XTR die een groter frequentiebereik heeft (tot 2300 MHz).

Nu was er nog een andere uitdaging: de Norsat LNB kwam zonder feed, dus er moest een feed worden gebouwd. De f/d ratio van mijn 1 meter offset schotel is ongeveer 0.75. Ik heb geprobeerd een rechthoekige hoornantenne te vouwen van messingfolie. Het ontwerp is afgekeken van een voorbeeld uit het antenneboek van W1GHz. De opening van de hoorn is 1.7X1 golflengtes (23X13.5 mm) en de lengte is 2 golflengtes (27 mm). Anderen hebben mij al verteld dat 2 golflengtes wat te lang is, dus waarschijnlijk valt er aan de feed nog het een en ander te verbeteren. 
IMG_0886.JPG

Afgelopen donderdag heb ik och de LNB met feed in het brandpunt van mijn schotel gemonteerd en wat metingen gedaan. Cold sky/ ground noise was ongeveer 2.5 dB, maanruis was ongeveer 0.5 dB. Zonneruis heb ik niet kunnen meten omdat de zon achter de bomen stond. Er zijn ook metingen aan een satellietbaken gedaan om de stabiliteit van de LNB te bepalen, maar ik heb nog niet naar de resultaten daarvan gekeken.

moon22ghz.png

Eduard Mol


jobgeheniau

unread,
Jan 9, 2022, 5:11:52 PMJan 9
to Camras-forum
Te gek, goed bezig heel benieuwd naar de resultaten!!!

Groet Job

Op zaterdag 8 januari 2022 om 16:18:58 UTC+1 schreef eddiemol2000:

eddiemol2000

unread,
Jan 11, 2022, 3:20:13 AMJan 11
to Camras-forum
Beste allen,

Inmiddels heb ik een andere hoornantenne gemaakt. De opening daarvan is 24X20 mm en de lengte is 25 mm. Cold sky/ground noise is nu verbeterd naar 2.9 dB. 
Ik heb intussen ook de stabiliteit van de LNB kunnen testen door gedurende een paar uur elke zoveel minuten een spectrum te maken van een satellietbaken. Aanvankelijk leek het erop dat de frequentiedrift aanzienlijk afnam wanneer de LNB na zo'n 40 minuten was afgekoeld tot de omgevingstemperatuur. Later bleek dat zelfs na een uur afkoelen de frequentie met zo'n 50 tot 100 KHz verschuift. Dit was wel te verwachten aangezien het een DRO LNB is. De water spectraallijnen zijn meestal zo'n 50 tot 200 KHz breed, dus de frequentiedrift zal behoorlijk wat invloed hebben op mijn resultaten.
LNBtest21GHz.png
LNBtest21GHzb.png

eddiemol2000

unread,
Jan 19, 2022, 3:10:31 PMJan 19
to Camras-forum
Beste allen,

Ondanks de frequentiedrift heb ik toch geprobeerd een water maser te detecteren. Op 9 en 17 januari zijn er observaties gemaakt van het stervormingsgebied W3. De eerste observatie duurde zo'n 45 minuten, de tweede duurde bijna 3 uur. Ik heb geprobeerd te corrigeren voor de LO frequentie offset met behulp van de metingen die ik eerder had gedaan aan het satellietbaken, maar er blijft nog altijd een onzekerheid over in de frequentie vanwege de frequentiedrift van de LO. Desondanks lijkt het toch gelukt te zijn om de water masers in W3 te detecteren:
W3_22ghz_0901_1701_spectra.png
In het spectrum van 9 januari is er een duidelijke piek op -42 km/s. In het tweede spectrum is er ook een duidelijke piek maar die zit op 40 km/s. Als het om dezelfde piek gaat, is er ongeveer 2 km/s verschil tussen de twee spectra. Het is goed mogelijk dat dit verschil is veroorzaakt door frequentiedrift van de LO.
Uiteindelijk heb ik ook de twee resultaten gemiddeld om een betere signaal-ruisverhouding te krijgen. 
W322ghz_0909_1701.png
Naast de piek op -40 km/s lijken er ook twee zwakkere pieken te zijn rond -35 en -50 km/s. De interpretatie van dit spectrum is wat lastig omdat er twee water maser bronnen binnen de bundel van de schotel waren: W3(OH) en W3 (2). In de maser database MaserDB (https://maserdb.net/search.pl)  is te vinden dat W3(OH) een Vlsr snelheid van ongeveer -49 km/s en W3 (2) een snelheid van -40 km/s heeft. De piek rond -40 km/s zou dus van W3 (2) kunnen zijn, terwijl de piek op -50 km/s bij W3(OH) zou kunnen horen.

In ieder geval was dit weer een leuk radio- astronomie experiment. Hopelijk knapt het weer binnenkort wat op zodat er wat meer waarnemingen kunnen worden gedaan.

Vriendelijke groet,

Eduard

eddiemol2000

unread,
Feb 6, 2022, 12:18:03 PMFeb 6
to Camras-forum
Beste allen,

Op een ander forum (SARA radio astronomy forum) reageerde Wolfgang Herrmann van Astropeiler op mijn post over de water masers in W3 (https://groups.google.com/g/sara-list/c/TrZR8yCIWUE).
Volgens hem is het waarschijnlijker dat de piek op -40 km/s van W3(OH) is, want W3(OH) is doorgaans veel sterker dan W3 (2).  De afwijking in de snelheid komt dan toch door een grote onzekerheid in de frequentie. Zolang de frequentie van de LO niet stabiel is, heeft het dus niet zoveel zin om de LSR snelheid uit te rekenen. 
Een andere manier om de detectie te verifiëren die Wolfgang voorstelde is door spectra op te nemen met de schotel naast de bron gericht. Wanneer er alleen een signaal wordt ontvangen wanneer de schotel op de bron is gericht en niet wanneer de schotel ernaast staat gericht, is het signaal waarschijnlijk afkomstig uit de richting van de bron.
Helaas heb ik dit nog niet kunnen proberen op W3. Wel heb ik waarnemingen gedaan aan een andere bron: het stervormingsgebied W49.
Hieronder een heatmap van alle spectra die ik gisteren heb opgenomen. De horizontale as is de frequentie, verticale as is tijd (in seconden, t=0 is het begin van de waarneemsessie). De kleuren geven de intensiteit weer: zwart is lage intensiteit, geel en wit zijn hoge intensiteit. Tijdens de waarneemsessie heb ik twee keer de schotel van W49 af gericht (de eerste keer 1 graad declinatie onder en de tweede keer 1 graad boven W49). 
W49H2O_01_annotated.png
De lijn op 22234.9 MHz is een artefact van de SDR ontvanger. Interessanter is de lijn op 22235.75 MHz, die is namelijk niet aanwezig in de spectra die zijn opgenomen met de schotel van de bron af gericht. Dat zou een water maser in W49 kunnen zijn. De frequentie van die lijn is wat verschoven tijdens de metingen, waarschijnlijk door frequentiedrift van de LNB.

Tenslotte heb ik alle spectra gemiddeld die zijn opgenomen met de schotel op W49 gericht. Behalve de sterke piek op 22235.75 MHz zijn daarin ook een aantal zwakkere piekjes te zien. 
W49_onsource_spectra_averaged.png
Volgende keer hoop ik nieuwe waarnemingen te doen van W3/ W3(OH).

Vriendelijke groet,
Eduard

messb...@astropeiler.de

unread,
Feb 6, 2022, 12:41:23 PMFeb 6
to camras...@googlegroups.com

Hi Eduard,

Heel mooie observatie. Ik had niet gedacht dat het zo goed zou werken met een schotel van 1 meter.

Wolfgang

 

Von: camras...@googlegroups.com <camras...@googlegroups.com> Im Auftrag von eddiemol2000
Gesendet: Sonntag, 6. Februar 2022 18:18
An: Camras-forum <camras...@googlegroups.com>
Betreff: [Camras-forum] Re: 22.2 GHz H2O masers waarnemen met een kleine schotel

 

Beste allen,

 

Op een ander forum (SARA radio astronomy forum) reageerde Wolfgang Herrmann van Astropeiler op mijn post over de water masers in W3 (https://groups.google.com/g/sara-list/c/TrZR8yCIWUE).

Volgens hem is het waarschijnlijker dat de piek op -40 km/s van W3(OH) is, want W3(OH) is doorgaans veel sterker dan W3 (2).  De afwijking in de snelheid komt dan toch door een grote onzekerheid in de frequentie. Zolang de frequentie van de LO niet stabiel is, heeft het dus niet zoveel zin om de LSR snelheid uit te rekenen. 

Een andere manier om de detectie te verifiëren die Wolfgang voorstelde is door spectra op te nemen met de schotel naast de bron gericht. Wanneer er alleen een signaal wordt ontvangen wanneer de schotel op de bron is gericht en niet wanneer de schotel ernaast staat gericht, is het signaal waarschijnlijk afkomstig uit de richting van de bron.

Helaas heb ik dit nog niet kunnen proberen op W3. Wel heb ik waarnemingen gedaan aan een andere bron: het stervormingsgebied W49.

Hieronder een heatmap van alle spectra die ik gisteren heb opgenomen. De horizontale as is de frequentie, verticale as is tijd (in seconden, t=0 is het begin van de waarneemsessie). De kleuren geven de intensiteit weer: zwart is lage intensiteit, geel en wit zijn hoge intensiteit. Tijdens de waarneemsessie heb ik twee keer de schotel van W49 af gericht (de eerste keer 1 graad declinatie onder en de tweede keer 1 graad boven W49). 

 

Eduard Mol

 

Michiel Klaassen

unread,
Feb 6, 2022, 1:57:18 PMFeb 6
to camras-forum
Hi Eduard,
Prachtig resultaat weer en je laat ons geen twijfel.
Michiel


--
Je hebt dit bericht ontvangen omdat je bent geabonneerd op de groep 'Camras-forum' van Google Groepen.
Als je je wilt afmelden bij deze groep en geen e-mails van de groep meer wilt ontvangen, stuur je een e-mail naar camras-forum...@googlegroups.com.
Ga naar https://groups.google.com/d/msgid/camras-forum/005001d81b80%24c1ae0240%24450a06c0%24%40astropeiler.de om deze discussie op internet te bekijken.

eddiem...@gmail.com

unread,
Feb 14, 2022, 4:06:07 PMFeb 14
to camras...@googlegroups.com
Beste allen,

Inmiddels heb ik wat meer observaties kunnen doen en heb ik nog 3 andere bronnen kunnen detecteren. Hierbij heb ik ook steeds weer tijdens de waarnemingen de schotel 1 graad verplaatst om te controleren of het ontvangen signaal uit de richting van de bron kwam.

Op 7 februari richtte ik mijn schotel op W51m. Van deze bron in het stervormingsgebied W51 was afgelopen najaar een “flare” gedetecteerd, zie aTel 15002 (https://www.astronomerstelegram.org/?read=15002). Daarbij heeft de maser een fluxdichtheid van 27000 Jy gehaald. Dit was daarom een van de meest interessante bronnen om te detecteren. Het lijkt erop dat de flare nog steeds gaande is, want het signaal was nog sterker dan dat van W49.

Wel merkte ik tegen het einde van de meetsessie dat de schotel net niet helemaal goed was gericht, hij stond er ongeveer 25 boogminuten naast.

Verder heb ik afgelopen weekend ook W3(OH) weer opnieuw bezocht:

Deze bron is aanzienlijk zwakker dan W49 en W51. 

Tenslotte is ook Orion KL gedetecteerd, een sterke water maser die in de bekende Orionnevel zit verborgen.

Behalve de piek op 22229.7 MHz zijn er ook meerdere zwakkere piekjes zichtbaar in het spectrum.

Wel valt op dat de spectra van W3OH en Orion KL niet erg vlak zijn, de dark calibratie was niet helemaal goed gelukt. Waarschijnlijk komt dat doordat de hoeveelheid waterdamp in de bundel van de schotel verandert wanneer we een bron aan de hemel volgen.

In ieder geval weer leuke experimenten.

Vriendelijke groet,
Eduard


Op 6 feb. 2022 om 19:57 heeft Michiel Klaassen <vmin...@gmail.com> het volgende geschreven:



Michiel Klaassen

unread,
Feb 14, 2022, 4:31:53 PMFeb 14
to camras-forum
Hallo Eduard,
Mooie resultaten weer. 
Wat betreft W3(OH); hoe ver kun je inzoomen/hogere resolutie om alleen de bron goed te zien.
Wordt je resultaat dan instabiel? Kun je ook stacking grafieken maken ipv heatmap.
Meting op 12GHz geeft een bandbreedte van ongeveer 0.15MHz.(zie project)
Groeten
Michiel




eddiemol2000

unread,
Feb 15, 2022, 10:56:26 AMFeb 15
to Camras-forum
Hoi Michiel,
Is dit wat je bedoelt met een "stacking grafiek"?
W3OH_stacking_graph.pngW3OH_stacking_graph2.png
Heatmaps hebben meestal mijn voorkeur (vooral voor het weergeven van vele tientallen spectra) omdat daarop ook de zwakke signalen goed te zien zijn.

Ik denk niet dat een hoger spectrale resolutie veel helpt, zeker niet met de relatief slechte stabiliteit van de LNB. In ieder geval neemt de ruis toe met hogere resolutie. 

Groeten,
Eduard

Michiel Klaassen

unread,
Feb 16, 2022, 9:43:51 AMFeb 16
to camras-forum
Hi Eduard,
Ja, dat is wat ik bedoel.
Nu kun je namelijk ook het profiel zien, en met de heatmap niet.
Ik heb de interessante lijnen aangegeven.
Het is jouw meting en jouw mening, maar als ik zou gaan meten, dan zou ik een hogere resolutie proberen om het profiel nog beter te maken.
Groeten,
Michiel

W3OH_stacking_graph-b.PNG
Reply all
Reply to author
Forward
0 new messages