УДК 521.835
АСТРОМЕТРИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЙ ВЗАИМНЫХ ПОКРЫТИЙ И ЗАТМЕНИЙ ГАЛИЛЕЕВЫХ СПУТНИКОВ ЮПИТЕРА В 2009 ГОДУ НА ОБСЕРВАТОРИЯХ РОССИИ
© 2011 г. Н. В. Емельянов1, 7, М. В. Андреев3, 6, А. А. Бережной1, А. С. Бехтева2, С. Н. Вашковьяк1, Ю. И. Великодский5, И. А. Верещагина2, Д. Л. Горшанов2, А. В. Девяткин2, И. С. Измайлов2, А. В. Иванов2, Т. Р. Ирсмамбетова1, В. А. Козлов3, С. В. Карашевич2, А. Н. Куреня3, Я. В. Найден2, К. Н. Наумов2, Н. А. Парахин3, В. Н. Расхожев4, С. А. Селяев2, А. В. Сергеев3, 6, Е. Н. Соков2, М. Ю. Ховричев2, Е. В. Хруцкая2, М. М. Черников4
1 Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга, Москва, Россия 2 Главная Пулковская обсерватория РАН, Санкт-Петербург, Пулково, Россия 3 Терскольский филиал Института астрономии РАН, Терскол, Россия 4 Воронежский государственный университет, Воронеж, Россия 5 НИИ астрономии Харьковского национального университета им. В.Н. Каразина, Харьков, Украина 6 Международный центр астрономических и медико-экологических исследований НАНУ, Киев, Украина 7 Парижская обсерватория, Институт небесной механики и вычисления эфемерид,
Париж, Франция Поступила в редакцию 27.04.2010 г.
В 2009 г. в пяти обсерваториях России выполнены фотометрические наблюдения галилеевых спутников Юпитера во время их взаимных покрытий и затмений. На основе этих наблюдений оригинальным методом получены астрометрические результаты — разности координат пар спутников. Успешно наблюдались 53 явления. Всего измерены 94 кривые блеска спутников. Погрешность координат спутников, вызванная случайными ошибками фотометрии, вычисленная по всем полученным данным, составила 0.041" по прямому восхождению и 0.046" по склонению. Рассогласования теории с наблюдениями в этих координатах оказались равными 0.060", 0.057", соответственно. Результаты помещены в общую базу данных всех наблюдений естественных спутников планет Natural Satellites Data Center (NSDC), доступную через Интернет по адресу http://www.sai.msu.ru/neb/nss/index.htm. Впервые в практике фотометрических наблюдений спутников в эпохи их взаимных покрытий и затмений испытан новый метод наблюдений, позволяющий исключить из астрометрических результатов основные систематические ошибки, вызванные неточным учетом уровня фона. Это было сделано в обсерватории Терскол и в обсерватории Крымской лаборатории ГАИШ МГУ. Применение нового метода показало, что исключение уровня фона на этих обсерваториях выполняется корректно.
ВВЕДЕНИЕ
Исследования динамики естественных спутников планет выполняются на основе наблюдений. Получаемые изображения небесных тел непосредственно дают нам координаты спутников. Наиболее точные астрометрические данные получаются из специальной обработки фотометрических наблюдений взаимных покрытий и затмений естественных спутников планет.
Целью данной работы было выполнение новых фотометрических наблюдений спутников Юпитера и получение на их основе новых наиболее точных астрометрических данных. Фотометрия спутников во время их взаимных покрытий и затмений, обработка результатов требуют специальных подходов и методов.
Периоды, в течение которых можно наблюдать взаимные явления (затмения и покрытия) в системах спутников планет, наступают два раза за время обращения планеты вокруг Солнца и могут длиться несколько месяцев. Длительность самих явлений может достигать 15 минут. Моменты наступления явлений и их обстоятельства определяются по специальным эфемеридам, вычисляемым на основе существующих теорий движения спутников. За неделю на одной обсерватории можно наблюдать от 2 до 10 явлений. Эти обстоятельства вызывают необходимость участия в наблюдениях максимального числа обсерваторий, равномерно размещенных по долготе.
В течение каждого явления выполняется относительная фотометрия спутников на ряд моментов времени с минимальными интервалами. Фотомет-
рические кривые блеска служат исходными данными для получения астрометрических результатов — разностей угловых топоцентрических или гелиоцентрических координат спутников, участвующих в явлении. Делается это с помощью специальных, довольно сложных методов. Привлекаются данные о светоотражательных свойствах спутников, используются теории их движения.
В 2009 г. совпали по времени периоды взаимных покрытий и затмений галилеевых спутников Юпитера и главных спутников Сатурна. В то же время наблюдения спутников Юпитера на обсерваториях в умеренных широтах северного полушария были затруднены из-за низкого положения планеты над горизонтом.
В настоящей статье представлены результаты наблюдений галилеевых спутников Юпитера во время их взаимных покрытий и затмений в 2009 г. Наблюдения выполнены в пяти обсерваториях России. Фотометрические данные, полученные во время взаимных покрытий и затмений галилеевых спутников Юпитера, были обработаны оригинальным методом. В результате обработки получены разности координат спутников на ряд моментов времени. Эти астрометрические данные предназначены для уточнения параметров движения спутников и создания высокоточных эфемерид. Они представлены в форме, аналогичной форме результатов обычных астрометрических наблюдений.
Полученные фотометрические данные переданы в ГАИШ МГУ и в Институт небесной механики и вычисления эфемерид (Париж), который был координатором международной наблюдательной кампании.
В наблюдениях участвовали следующие обсерватории России:
— Обсерватория Терскол (Терскольский филиал Института астрономии РАН),
— Главная Пулковская Обсерватория РАН (Санкт-Петербург, Пулково),
— Горная астрономическая станция (ГАС) ГАО РАН (под Кисловодском),
— Обсерватория Крымской лаборатории ГАИШ,
— Обсерватория Воронежского государственного университета.
Наблюдения в Пулково выполнялись на разных инструментах двумя группами наблюдателей. Одна группа под руководством Е.В. Хруцкой, другая под руководством А. В. Девяткина.
Далее для краткости используются следующие сокращения для обсерваторий: Терскол, Пулково, ГАС ГАО, Крым, Воронеж.
Участие обсерваторий России позволило наблюдать значительную часть взаимных покрытий и затмений спутников, недоступных для наблюдений другим обсерваториям мира.
Ценность выполненных наблюдений заключается в том, что из кривых блеска получаются данные о положениях спутников с точностью, превышающей точность обычных астрометрических наблюдений. На основе таких наблюдений делаются попытки изучения негравитационных эффектов в динамике галилеевых спутников Юпитера. Вязкость вращающейся планеты и вязкость спутников, вращающихся синхронно с орбитальным движением, вызывают ускорения или замедления орбитального движения. Обнаруживая эти эффекты из наблюдений, можно оценить параметры вязкости Юпитера и галилеевых спутников. Такая попытка делалась в работе (Aksnes, Franklin, 2001). Самые значительные результаты в этом направлении получены в работе (Lainey и др., 2009).
Для вывода астрометрических данных из данных фотометрии взаимных покрытий и затмений естественных спутников планет разрабатываются специальные методы. Строится фотометрическая модель явления. При этом учитываются различные свойства спутников, свойства их движения и условия наблюдений. Наиболее совершенные методы получения координат спутников по фотометрическим наблюдениям во время их взаимных покрытий и затмений развиты в работах (Vasundhara, 2002; "^т^ати др., 2003; Noyelles и др., 2003; Емельянов, 2003; Emelyanov, Gilbert, 2006).
ЭФЕМЕРИДЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ЯВЛЕНИЙ
Специальная программа наблюдений спутников Юпитера и Сатурна в 2009 г. была предложена в работе (Емельянов, 2008). Эфемериды взаимных покрытий и затмений спутников Юпитера и Сатурна на 2008—2010 гг. были вычислены в отделе небесной механики ГАИШ и представлены на сайтах сервера эфемерид естественных спутников планет MULTI-SAT (Emelyanov, Arlot, 2008) по адресам http://lnfm1.sai.msu.ru/neb/nss/index.htm, http:// www.imcce.fr/sat. Эфемериды явлений были вычислены и опубликованы также в работах Arlot (2008), Arlot и Thuillot (2008).
Взаимные покрытия и затмения галилеевых спутников Юпитера начались 13 января 2009 г. Последнее явление было предсказано на 7 апреля 2010 г. Период видимости Юпитера для обсерваторий России был значительно короче. Для одной из самых южных обсерваторий России в Терсколе период возможности наблюдений начался 10 апреля и закончился 31 декабря 2009 г. В Терсколе и в ГАС ГАО могли наблюдаться 92 явления, в Крыму — 85 явлений, в Воронеже — 87 явлений, в Пулково — 75 явлений. Наблюдения ряда предсказанных явлений были значительно затруднены из-за наличия на небе яркой Луны. Для отдельных явлений был предсказан слишком слабый спад яркости спутников, который не мог быть зарегистрирован. Очевидно, что
Таблица 1. Обсерватории, средства наблюдений и наблюдатели. В колонке Код — обозначение инструмента, ЦФА означает "цифровой фотоаппарат"
Обсерватории Телескопы Фотоприемники Наблюдатели Код
Терскол Цейсс-600 (D = 600 мм) PixelVision (1024 х 1024) Андреев М.В., Сергеев А.В., Куреня АН., Козлов В. А., Парахин Н.А TER
Пулково Рефрактор (D = 650 мм, F = 10410 мм) CCD FLI Proline 9000 FOV 12" х 12" Измайлов И.С. P26
Пулково Нормальный астрограф (D = 330 мм, F = 3500 мм) CCD S2C FOV18" х 16" Хруцкая Е.В., Ховричев М.Ю., Селяев С.А PNA
Пулково ЭА-320М (D = 320 мм) FLIIMG1001E (1024 х 1024) Горшанов Д. Л., Верещагина И А. PUL
ГАС ГАО MTM-500M (D = 500 мм) STL-1001E (1024 х 1024) Девяткин А.В., Бехтева А. С., Горшанов Д.Л., Иванов А.В., Карашевич С.В., Найден Я.В., Наумов К.Н., Соков Е.Н. GAS
Крым Цейсс-600 Ар47р Ирсмамбетова Т.Р. CRI
Крым RST (D = 220 мм) PL16803 Ирсмамбетова Т.Р. CRM
Воронеж Рефлектор (D = 500 мм) ЦФА Nikon D40, Canon PowerShot A570 IS Расхожев В.Н., Бережной А.А., Великод-ский Ю.И., Черников М.М. VOR
Воронеж Рефлектор (D = 110 мм) ЦФА Canon PowerShot A570 IS Расхожев В.Н., Бережной А.А., Великод-ский Ю.И., Черников М.М. VO1
для всех обсерваторий помехой для наблюдений была плохая погода.
Склонение Юпитера для даты оппозиции 14 августа 2009 г. было примерно —15°.
Яркость галилеевых спутников Юпитера составляет от 3.9 до 4.9 зв. величины. Во врем
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.