АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК, 2009, том 43, № 6, с. 517-519
УДК 523.2
ЭКСПРЕСС-ИДЕНТИФИКАЦИЯ АСТЕРОИДОВ
© 2009 г. О. П. Быков, В. Н. Львов, С. Д. Цекмейстер, Т. В. Крячко
Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория РАН, Санкт-Петербург
Поступила в редакцию 02.09.2008 г.
Приводится краткое описание метода быстрой идентификации обнаруженных астероидов непосредственно после окончания их наблюдений на короткой топоцентрической дуге.
РАС8: 95.10.Ce
Современные ПЗС-наблюдения малых тел Солнечной системы позволяют получить плотный равноточный ряд положений небесного тела за короткий интервал времени наблюдений. В Главной (Пулковской) астрономической обсерватории в течение многих лет успешно разрабатывается новый подход к позиционным наблюдениям ИСЗ, астероидов и комет на короткой дуге, в результате которого - при высокой точности положений и достаточности их числа - можно вычислить параметры видимого движения (ПВД) наблюденного объекта, а именно: угловую скорость ц, угловое ускорение ц', позиционный угол у движения объекта и кривизну его видимой траектории С (Киселев, Быков, 1973; 1976). Если в течение ночи наблюдений число полученных положений невелико - обычно от трех до пяти, - такой ряд всегда допускает вычисление ПВД первого порядка ц и у посредством полиномиальной аппроксимации сферических координат объекта. Таким образом, в результате современных ПЗС-на-блюдений всегда имеется возможность получить нормальное место - полиномиально сглаженные координаты а, 5 - и дополнительно их первые производные а', 5' на средний момент наблюдений. Эти величины также вычисляются как эфемеридные параметры по элементам орбиты объекта, если его элементы известны по данным какого-либо орбитального каталога. Точные формулы для вычисления параметров видимого движения в нашей интерпретации опубликованы в работах (Быков, Киселев, 1978; Быков, 1989). Наш опыт показал, что ошибки элементов орбит, которые определяются по наблюдениям короткой дуги и являются не вполне надежными, при использовании их для вычисления эфемерид в первую очередь влияют на эфемеридные положения объекта и гораздо меньшее влияние оказывают на скорости изменения координат, т.е. на величины а', 5', или ПВД первого порядка ц, у (Букоу, Кошагоуа, 2002а). Следовательно, наблюдатели астероидов и комет для оперативного отождествления наблюденных объектов должны, во-первых, иметь в своем распоряжении
программный пакет для вычисления положений и скоростей их изменения для всех известных малых тел на заданный момент времени наблюдений в наблюдаемом участке неба, и во-вторых, организовать процесс наблюдений так, чтобы можно было вычислить ПВД объекта из его ПЗС-наблюдений. Разумеется, в таком пакете должны содержаться и регулярно обновляться известные орбитальные каталоги, например, каталог элементов движения астероидов Э. Боуэлла из Ловелловской обсерватории или каталог кометных орбит из американской Лаборатории реактивного движения, доступные по Интернету. Такой программный пакет, обеспечивающий решение многих наблюдательных задач, был разработан в ГАО РАН. Это ЭПОС - "Эфемерид-ная Поддержка для Объектов Солнечной системы" (Львов и др., 2001). В частности, на базе каталогов орбитальных элементов движения астероидов и комет наблюдатель может вычислить положения и скорости всех известных небесных объектов, видимых в заданном поле зрения в заданный момент времени. Сравнение полученных из наблюдений ПЗС-кадров с расчетными эфемеридными кадрами (с учетом параметров видимого движения, наблюденных и вычисленных) позволяет сразу убедиться в том, имеется ли среди зафиксированных небесных тел новый, неизвестный объект, который следует наблюдать в следующие ночи. Конечно, сайт Международного центра малых планет (МЦМП) частично решает эту задачу, но наблюдения, выполненные только в одну ночь, там не рассматриваются: по нормам МЦМП для предварительной номинации наблюденного объекта требуется предоставить его наблюдения, выполненные в две последовательные ночи. Однако это не всегда возможно из-за погодных условий и ненадежного вычисления поисковых эфемерид на близкие по времени даты. Кроме того, сотрудники МЦМП крайне осторожны при использовании первоначальных орбит астероидов, вычисленных по малому числу наблюдений в одной оппозиции.
518
БЫКОВ и др.
Таблица 1. Исходные наблюдения и параметры видимого движения, полученные линейной аппроксимацией сферических координат
3 а 5
2007 Дек.
1 8.98456 5Ь33Ш34.548 21°58'52.2''
2 8.99659 33.84 50.6
3 9.00812 32.89 46.5
4 9.04389 30.69 38.1
5 9.05561 29.95 35.2
6 9.07919 28.02 28.1
7 9.09105 5Ь33Ш27.498 21°58'25.8''
норм. место
9.02000 5Ь33Ш32.208 ± 0.06я 21°58'43.8'' ± 0.3''
а' = -1ь07.128 ± 1.34я 5' = -4°14.8'' ± 6.2''
ц = 967.72'' ^ = 254.73°
Таблица 2. Вычисленные эфемеридные положения и ПВД астероида 2003 ЦШ4 из каталога Боуэлла, находившегося в поле зрения телескопа во время наблюдений. Его элементы получены в 2003 г. на основе 23 наблюдений
Дата 2007, Декабрь 09.02000
а = 5Ь33Ш58.988 5 = 21°58' 37.0''
а' = -1ш06.868 5' = -4 ' 09.0 ' '
ц = 962.782'' ^ = 255.01°
Таблица 3. Круговая орбита, вычисленная по методу ПВД, и ее сравнение с каталожными элементами для 2003 ии74
Эпоха 2007, Дек. 09.02000
а (а. е.) 2.32331 2.367564
е 0.00000 0.106437
I (град) 6.8831 6.20601
N (град) 254.3819 253.76717
и (град) 186.3822
ъ (град) - 57.55575
М (град) - 118.38573
В декабре 2007 г., зная наши возможности, любитель астрономии Т. Крячко прислал нам по электронной почте наблюдения нескольких объектов, которые он предполагал вновь открытыми астероидами. Поскольку наблюдения были выполнены в одну ночь, МЦМП не ответил ему на запрос, являются ли эти объекты новыми. Мы немедленно вычислили с помощью ЭПОС (подпрограмма "Кадр") положения и скорости всех известных объектов в поле зрения его телескопа на дату и время выпол-
ненных наблюдений и отождествили объекты, которые он отнаблюдал, с известными астероидами из орбитального каталога Э. Боуэлла, которые имеют орбиты по малому числу наблюдений, выполненных в предыдущие годы в одной оппозиции. Среди всех известных каталожных астероидов мы отобрали в заданном поле зрения площадью в один квадратный градус только те, у которых практически совпали первые производные сферических координат. Невязки по координатам при этом достигали полградуса, но это можно объяснить ошибками первоначальных элементов орбит для этих астероидов в каталоге Э. Боуэлла, проявившимися на интервале нескольких лет. Мы приводим пример решения этой задачи в табл. 1-3.
В табл. 1 представлены ПЗС-наблюдения, выполненные Т. Крячко в пункте наблюдений Казанского университета, расположенном вблизи БТА (Северный Кавказ). Приведены положения объекта и ПВД, вычисленные на основе линейной аппроксимации его сферических координат. Коэффициенты этой аппроксимации получены по методу наименьших квадратов. Табл. 2 содержит эфемеридные положения и ПВД, вычисленные для ненумерованного астероида 2003 ИИ74, который также был зафиксирован в поле зрения телескопа в то же время наблюдений. Программный пакет ЭПОС позволяет вычислить положения и скорости всех известных (каталожных) небесных объектов, видимых в данном участке неба в заданный момент времени наблюдений и показать их на экране дисплея в масштабе полученного ПЗС-кадра. Таким образом были зафиксированы два близких объекта - новый и "старый", и различие их положений объяснялось ошибками элементов орбиты каталожного астероида, сказавшихся на интервале в четыре года, прошедших после их определения. Третья таблица демонстрирует близость каталожных элементов движения астероида 2003 ИИ74 и элементов круговой орбиты, вычисленной нами методом ПВД для наблюденного "нового" астероида.
Все эти данные показывают, что наше отождествление проведено правильно: об этом свидетельствуют практическое совпадение ПВД, близость основных элементов орбит и сферических координат, а также значения блеска двух наблюденных объектов.
Использование первых производных сферических координат небесного тела или параметров его видимого движения в эфемеридных вычислениях является несомненным преимуществом в отождествлении объектов с ненадежными элементами первоначальных орбит. Нам представляется, что практика их вычислений как из ПЗС-наблюдений, так и по каталожным объектам непосредственно наблюдателем после выполненных ПЗС-наблюде-ний себя полностью оправдала. Дополнительным средством в решении этой задачи служат также
ЭКСПРЕСС-ИДЕНТИФИКАЦИЯ АСТЕРОИДОВ
519
круговые орбиты наблюдавшихся небесных тел, которые вычисляются по параметрам видимого движения первого порядка а, 5, ц, у. Их, как уже отмечалось, необходимо получить из математической обработки наблюденных сферических координат объекта для сравнения с вычисленными эфе-меридными значениями, но эти же параметры служат и для определения круговой предварительной орбиты наблюдавшегося объекта (Киселев, Быков, 1973). Программная реализация этих двух процедур - полиномиальной аппроксимации координат и вычисления круговой орбиты - достаточно проста и не имеет никаких математических особенностей. Но ключевым в этой проблеме является наличие у наблюдателя соответствующего программного пакета, например, такого, как ЭПОС. Кстати, в этом случае наблюдатель после отождествления объекта может непосредственно у телескопа сразу же оценить точность выполненных наблюдений согласно разработанной нами методике (Bykov и др., 2002Ь) . В табл. 4 приводятся величины (О-С) для представленных в табл. 1 наблюдений.
Как можно видеть, предоставленные нам наблюдения имеют невысокую точность. Это означает, что контроль полученных положений хотя бы с помощью полиномиальной аппроксимации полученных координат для выяснения причин появления столь больших ошибок (особенно по прямому восхождению, когда размах величин (О-С) достигает 5'') для данных наблюдений не проводился.
В заключение отметим, что в декабре 2007-ян-варе 2008 гг. по представленной методике нами были отождествлены наблюдения еще нескольких астероидов, имеющих "старые" и ненадежные элементы орбит, кот
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.