АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК, 2012, том 46, № 1, с. 58-60
УДК 523. 44
554 ПЕРАГА - АСТЕРОИД С НЕОБЫЧНЫМИ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ? © 2012 г. К. А. Антонюк1, Н. Н. Киселёв2
1 Крымская астрофизическая обсерватория Научный, Крым, Украина 2 Главная астрономическая обсерватория Национальной академии наук Украины, Киев, Украина
Поступила в редакцию 09.12.2010 г.
Приведены результаты поляризационных наблюдений астероида 554 Перага, проведенные с иВУШ поляриметром на 1.25-м телескопе КрАО в диапазоне фазовых углов 3.1°—16.6° в октябре—ноябре 2006 г. Показано, что астероид имеет отрицательную ветвь фазовой зависимости поляризации с параметрами Ртш = —1.7% и атщ = 8.4°, что характерно для астероидов типа С. Однако эти данные противоречат результатам /е11пег, Ога^е (1976), обнаруживших в марте 1975 г. положительную поляризацию излучения, отраженного поверхностью астероида, «1% на фазовых углах 8°—10°. Поскольку эклиптические долготы астероида для двух периодов наблюдений отличаются на 160°—145°, обсуждается возможность того, что наблюдались два полушария астероида с разными поляриметрическими свойствами.
ВВЕДЕНИЕ
Для поляризованного излучения астероидов, как и для ряда многих других безатмосферных тел Солнечной системы (БТСС), а также колец планет, комет и межпланетной среды, характерно наличие отрицательной ветви фазовой зависимости поляризации около оппозиции (К^епЬизИ и др., 2002). Недавние исследования (МкИсИепко и др., 2010, см. ссылки там) показывают большой диапазон углов инверсии а1пу, начиная с которых (0 < а < а,щ¥) плоскость поляризации излучения БТСС совпадает с плоскостью рассеяния и поляризация формально становится отрицательной. К настоящему времени для астероидов установлено, что минимальный угол инверсии составляет около 14° для астероида Б-типа 419 Аурелия, а максимальный угол инверсии равен около 28° для астероида 8-типа 234 Барбара. Отметим, что пока абсолютный минимум угла инверсии БТСС принадлежит спутнику Юпитера Европа (а™,« 8.6°) (М^ИсИепко и др., 2010).
Обычно в диапазоне фазовых углов 0°—а1п¥ фазовая зависимость степени поляризации большинства БТСС имеет один минимум и хорошо описывается тригонометрическим полиномом (РепШ1а и др., 2005) или параболой. Исключение составляет поведение степени поляризации высокоальбедных тел — спутников Юпитера, Сатурна, колец Сатурна и астероидов Е-типа, для которых в области фазовых углов а < 1° обнаружен вторичный минимум отрицательной степени поляризации (МкИсИепко и др., 2010). Просматривая результаты наблюдений Ze11пeг и Ога&е (1976), мы обратили внимание на данные, полученные авторами в 1975 г для астероида 554 Пера-га. Они свидетельствуют о большой положительной поляризации излучения астероида на фазовых углах 8°—10°! Сами авторы отметили этот очень необыч-
ный факт — единственный среди большого числа объектов, которые они наблюдали. Они отметили, что ошибка в отождествлении объекта исключена, так как он двигался в поле звезд в обе даты наблюдений. Однако авторы детально не обсуждали возможные причины такой необычной поляризации астероида.
Согласно данным JPL Horizons System диаметр астероида Перага составляет 47.9 км, а период вращения вокруг — 13.7128 ч.
РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЙ И ИХ АНАЛИЗ
Для проверки этих необычных результатов в октябре—ноябре 2006 г. на 1.25-м телескопе Крымской астрофизической обсерватории с пятицветным поляриметром (Piirola, 1988) были проведены поляриметрические наблюдения астероида 554 Перага. Результаты наблюдений в фильтре B представлены в таблице.
В ней приводятся: время наблюдений, степень P и позиционный угол плоскости поляризации 9 со среднеквадратическими ошибками наблюдений, фазовый угол а, позиционный угол плоскости рассеяния ф, степень поляризации, отнесенная к плоскости рассеяния Pr, угол между плоскостью поляризации 9 и перпендикуляром к плоскости рассеяния 9r и эклиптическая долгота X и широта в астероида. Величина Pr рассчитывается согласно выражению Pr= Pcos29r. Таблица содержит также параметры поляризации Pr и 9r, полученные Zellner и Gradie в фильтре В.
Рисунок представляет фазовую зависимость степени поляризации 554 Перага на основе всех имеющихся данных. Аппроксимация тригонометрическим полиномом наших данных показывает
554 ПЕРАГА - АСТЕРОИД С НЕОБЫЧНЫМИ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ? 59
Результаты поляриметрии астероида 554 Перага в В фильтре
Дата, UT 2006 P ± стр, % 9 ± Gq, град а, град Ф,град Pr, % 6Г, град X, град в, град
Окт 2.9472 2.10 0.17 57.0 2.4 10.68 236.0 -2.1 91.0 21.1 2.9
18.8299 0.76 0.13 6.8 5.0 3.07 185.3 -0.76 91.5 26.7 2.9
Ноя 19.8892 1.15 0.19 65.6 4.6 16.55 74.8 -1.09 80.8 38.2 2.9
1975
Март 5.46 1.38 0.07 10.65 301.2 1.01 -21.6 181.6 -2.7
10.44 1.61 0.15 8.49 304.1 1.11 -23.2 182.7 -2.7
типичную отрицательную ветвь фазовой зависимости поляризации с минимумом поляризации Pmin ~ « -1.7% на фазовом угле amin « 8.4°. Очевидно, что результаты наших наблюдений находятся в противоречии с данными Zellner и Gradie, показывающих положительную степень поляризации на углах 8°-10°.
Найденное нами значение Pmin попадает в диапазон минимальных степеней поляризации Pmin = = -1.55 ± 0.55%, характерный для астероидов С-ти-па. По зависимости Pmin-альбедо (Mishchenko и др., 2010) мы оценили альбедо Пераги, равное 0.06. Эта величина практически совпадает со значением альбедо pv = 0.05, полученным по данным ИСЗ IRAS (Infrared Astronomical Satellite) (Tedesco и др., 2002), что позволяет отнести астероид к С-типу. По спектроскопическому обзору SMASSII (Bus, Binzel, 2002) астероид относится к таксономическому классу Ch. Спектры объектов этого класса отличаются от спектров С-астероидов наличием неглубокой абсорбции вблизи 0.7 мкм.
В ошибочность результатов наблюдений Zellner и Gradie трудно поверить, зная огромный опыт этих наблюдателей и то, что они сами обратили внимание на необычные данные для Пераги. Поэтому мы допускаем, что найденные различия в поляризации реальны и вызваны различиями в свойствах областей поверхности астероида, которые были доступны наблюдениям в 1975 и 2006 гг. Различие эклиптических долгот астероида в 1975 и 2006 гг., по данным таблицы:, составило 160°-145°. Если ось вращения астероида близка к плоскости эклиптики, то две разные поверхности астероида (северная и южная приполярные области) могли реально наблюдаться в эти два периода наблюдений.
На первый взгляд, предположение о том, что две почти диаметрально противоположные области астероида могут заметно отличаться по составу и/или структуре вещества, вызывая различный поляризационные зависимости, может показаться экзотическим. Однако можно привести примеры значительных различий в морфологии и оптических свойствах поверхностей некоторых БТСС. Так, у спутника Сатурна Япет одна сторона поверхности
АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК том 46 № 1
светлая с альбедо «0.5, в то время как вторая сторона очень темная с альбедо «0.05. Это приводит к сильным различиям фазовых зависимостей поляризации ведомой и ведущей сторон спутника, хотя в обоих случаях поляризация остается отрицательной (МьзИсИепко и др., 2010). Отметим также, что наблюдения Zellner и Ога&е показали значительно большее отклонение угла 9Г от нуля, чем отклонения углов 9Г от 90° во время наших наблюдений. Это может быть свидетельством заметных различий в свойствах или структуре рельефа поверхности двух наблюдаемых сторон астероида. Подобный эффект систематического отклонения углов 9Г, связанный с перепадом высот в районе большого кратера в южном полушарии астероида Веста, отмечался в работе (М^ИсИепко и др., 2010).
Фазовая зависимость степени поляризации астероида Перага по данным наших (открытые кружочки) и Zellner и ОгаШе (заполненные кружочки) наблюдений в В фильтре.
2012
60
АНТОНЮК, КИСЕЛЁВ
Образование астероида Перага со столь различными свойствами поверхности не является чем-то необычным, если принять во внимание значительную роль столкновительных процессов в поясе астероидов. Результатом этих процессов может быть сцепление двух разных по составу родительских тел или образование сложного рельефа поверхности, например ударного кратера. Отметим также, что большая полуось орбиты астероида равна 2.37 а. е., т.е. заметно отличается от характерной величины больших полуосей ~3 а. е., свойственных С-астерои-дам. Не исключено, что изменение параметров орбиты и свойств одного из полушарий астероида произошло в результате столкновения с другим телом.
Нам не известны вещества, рассеянное излучение которых было бы поляризовано до 1% на фазовых углах ~8°—10°. Однако ледяной спутник Юпитера Европа показывает положительную степень поляризации ~0.2% на углах а > 8.7° (МкИсИепко и др., 2010) Пример спутника Европы, показывающего резкий переход от отрицательной ~—0.2% к положительной степени поляризации ~0.2% в чрезвычайно узком диапазоне фазовых углов 8.62°—8.69°, косвенно может свидетельствовать, что угол инверсии (если он вообще существует!) астероида Пераги может быть меньше или близок к 8°.
Наше объяснение аномальных поляризационных свойств Пераги основывается на ряде предположений и поэтому может рассматриваться только как один из возможных вариантов. Окончательное решение проблемы могли бы дать только дополнительные наблюдения. К сожалению, эклиптическая долгота Пераги X ~ 154°, максимально близкая к
условиям наблюдений Zellner и Gradie, будет доступна только в феврале 2015 г Ближайшие удобные периоды наблюдений (безлунный период и максимальный блеск около 11—12 зв. вел.) будут в декабре 2010 г. (X ~ 90°, а « 16°-10°), в январе 2011 г. (X ~ 100°, а « 2°—8°) и в феврале 2013 г. (X ~ 330°, а « « 6°-2°).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Bus S.J., Binzel R.P. Phase II of the small Main-belt asteroid spectroscopic survey: A future-based taxonomy // Icarus. 2002. V. 158. P. 146-177. Mishchenko M.I., Rosenbush V.K., Kiselev N.N. et al. Polar-imetric remote sensing of Solar system objects. Kyiv: Akademperiodyka, 2010. 291 p. Penttila A., Lumme K., Hadamcik E., Levasseur-RegourdA.-C. Statistical analysis of asteroidal and cometary polarization phase curves // Astron. and As-trophys
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.