научная статья по теме НАБЛЮДЕНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМЫ ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНОГО АСТЕРОИДА 275677 Астрономия

Текст научной статьи на тему «НАБЛЮДЕНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМЫ ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНОГО АСТЕРОИДА 275677»

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК, 2015, том 49, № 4, с. 308-311

УДК 523.44

НАБЛЮДЕНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМЫ ПОТЕНЦИАЛЬНО

ОПАСНОГО АСТЕРОИДА 275677

© 2015 г. Ю. С. Караваев

Институт солнечно-земной физики СО РАН, Иркутск, Россия e-mail: karavaevyuri@yandex.ru Поступила в редакцию 20.10.2014 г.

Для расчета эволюции орбиты астероидов под влиянием негравитационных эффектов требуются знания о физических свойствах этих объектов. С 25.03.2014 г. по 04.04.2014 г. в Саянской солнечной обсерватории Института солнечно-земной физики (ИСЗФ) СО РАН были проведены фотометрические наблюдения потенциально опасного астероида 275677 во время его сближения с Землей. По данным измерений методом Лафлер—Кинмана был определен период вращения астероида вокруг его центра масс и найдена кривая блеска астероида, определяющая зависимость блеска от фазы за один период вращения. По виду кривой блеска астероида была построена модель, при вращении которой переменная составляющая отраженного излучения за один оборот совпадает с переменной составляющей кривой блеска астероида. В процессе моделирования был определен диапазон возможных направлений оси вращения астероида.

Ключевые слова: астероид, период вращения, модель. DOI: 10.7868/S0320930X15040040

ВВЕДЕНИЕ

Астероид 275677 (2000 Я811) относится к группе Аполлона, околоземных астероидов, чьи орбиты пересекают земную орбиту с внешней стороны. Центр малых планет (http://www.minorplanet-center.net) классифицирует 275677 как потенциально опасный астероид. Его абсолютная звездная величина 19.1 соответствует диаметру примерно 500 м.

12.03.2014 г. минимальное расстояние астероида от Земли составило 0.035 а. е. или 14 лунных дистанций. В период, последующий за сближением, фотометрические наблюдения проводились двумя обсерваториями: Белградской астрономической обсерваторией и Саянской солнечной обсерваторией ИСЗФ СО РАН. Данные наблюдений были опубликованы в Центре малых планет на сайте http://www.minorplanetcenter.net/light_curve/ show_object.

С 12.03.2014 г. по 15.03.2014 г. проводились радарные наблюдения радиообсерваторией Голдстоун. Полученные изображения показали сложную структуру поверхности астероида. Данные радарных наблюдений были опубликованы на сайте http://echo.jpl.nasa.gov/asteroids/2000RS11/ 2000RS11_planning.html.

НАБЛЮДЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ

Наблюдения в Саянской солнечной обсерватории ИСЗФ СО РАН проводились в период с 25.03.2014 г. по 30.03.2014 г. на 600-мм телескопе

Цейс-600, а в период с 01.04.2014 г. по 04.04.2014 г. на 1.7-м АЗТ-ЗЗИК. Блеск астероида менялся от 15.5 до 17.6 звездных величин. Для сохранения большого отношения сигнала к шуму (>200) и максимального временного разрешения, измерения проводились в широкой спектральной полосе без фильтров. Применялась стандартная методика фотометрических измерений.

Для обработки изображений звездных полей с движущимся астероидом использовался пакет AsPyLib (http://www.aspylib.com), который позволяет обрабатывать набор FITS изображений, фо-тометрировать переменные звезды и астероиды. Из-за нестабильных погодных условий был применен метод дифференциальной фотометрии. Этим же пакетом все звезды сравнения проверялись на отсутствие переменности. На рис. 1 показан результат обработки самой длинной серии изображений, полученной 26 марта.

После обработки всех кадров и приведения всех серий, полученных в разные ночи наблюдений, к одному нуль-пункту, методом Лафлер—Кинмана (Lafler и др., 1965) был определен период вращения астероида и построена его кривая блеска. Для этой цели использовалась программа WINEFK (http:// www.vgoray.front.ru). Кривая блеска, показанная на рис. 2, есть результат усреднения по фазовым углам астероида 55°—48°. Период вращения астероида составил 0.18503 суток или 4.44072 часа. Также были обработаны данные, взятые из сайта Центра малых планет, Белградской астрономической обсервато-

НАБЛЮДЕНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМЫ

309

275677 2014.03.26

0.15

0.20

0.25 0.30 JD-2456743

0.35

0.40

Рис. 1. Дифференциальная фотометрия астероида 275677.

■275677

2014 25.03-04.04

0.4 0.6 Phase/2n

Рис. 2. Кривая блеска астероида 275677 по данным Саянской солнечной обсерватории.

рии. Кривая блеска, усредненная по фазовым углам астероида 68°-55°, имела похожий вид. Период вращения составил 0.18502 сут или 4.44028 ч.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМЫ АСТЕРОИДА 275677 И РЕЗУЛЬТАТЫ

Из полученных результатов наблюдений была предпринята попытка на основе простых элементов собрать модель, при вращении которой переменная составляющая отраженного излучения за один оборот совпадает с переменной составляющей кривой блеска астероида. Для этой цели была выбрана программа трассировки лучей POV-Ray (http:// www.povray.org). Данная программа использовалась рядом авторов для моделирования формы астероидов, в том числе кратных (Mann и др., 2007).

Источник параллельных лучей и камера располагались в одной плоскости (X, Z) (рис. 3). Угол между ними составлял 51°, который соответствовал среднему значению фазового угла астероида в период его наблюдения. Модель размещалась в центре системы координат. Расстояние между камерой и моделью было выбрано максимально возможным для программы (угол видимости камеры 1.0°). Ось вращения была направлена по оси Y Модель была представлена как диффузно отражающий эллипсоид с коэффициентом 0.9 и зернистостью 0.1, главная ось которого направлена вдоль оси Z в начальной фазе вращения.

В процессе анимации программа POV-Ray создавала набор последовательных изображений за один оборот модели. Далее каждое изображение

представлялось в виде матрицы, и вычислялась сумма всех элементов этой матрицы. Полученные значения 8 переводились в звездные величины (—2.51§(^)), и строился график зависимости этих величин от фазы вращения. На этот график накладывалась полученная из измерений кривая блеска астероида.

На первом этапе моделирования подбирался эллипсоид, такой чтобы амплитуда переменной составляющей отраженного излучения модели при ее вращении была близка к амплитуде кривой блеска астероида (рис. 4).

В ходе модельных экспериментов было замечено, что если из основного эллипсоида вычесть

Y

Камера

Рис. 3. Система координат программы РО^Кау и расположение элементов в процессе моделирования.

310

КАРАВАЕВ

++++ — Астероид Сплошная — Модель

0.4 0.6 0.8 Фаза/2п

Рис. 4. Кривые блеска астероида и модели "чистого" эллипсоида.

1.0

другой, то кривая отраженного излучения модели будет иметь вид, подобный кривой блеска астероида (рис. 5). Главная полуось вычитаемого эллипсоида была повернута в плоскости (X, 7) на

1.0 г

++++ - Астероид Сплошная — Модель

0 /0.2 0.4/ 0.6 ^ 0.

Рис. 6. Кривые блеска астероида и результирующей модели.

Рис. 5. Кривые блеска астероида и модели.

угол равный 50.5° относительно оси 7и в плоскости (X, У) на угол 33°относительно оси У. Расстояние между центрами эллипсоидов и величины главных полуосей вычитаемого эллипсоида подбирались в процессе моделирования.

Вычитание еще одного эллипсоида приводило к приближению кривой отраженного излучения модели к кривой блеска астероида в районе второго минимума, а добавление третьего эллипсоида приводило к смещению первого максимума в сторону больших фаз. Главная полуось вычитаемого эллипсоида была повернута в плоскости (X, 7) на угол —47° относительно оси 7 и в плоскости (X, У) на угол 33°относительно оси У. Третий эллипсоид был расположен между двумя вычитаемыми эллипсоидами. Результирующий график показан на рис. 6. А на рис. 7 показана предполагаемая модель астероида 275677 в двух положениях, сдвинутых по фазе на 90° по оси У.

Аналогичные кривые были получены, если центры всех эллипсоидов располагались в плоскости (X, 7), а ось вращения была повернута относительно оси У на угол 33° в плоскости (У, 7). Также были проверены несколько промежуточных вариантов. Отсюда было заключено что, ось вращения астероида может находиться в диапазоне 0°—33° относительно перпендикуляра к плоскости, проходящей через точки наблюдатель — астероид—Солнце.

НАБЛЮДЕНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМЫ 311

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В марте—апреле 2014 г. в Саянской солнечной обсерватории ИСЗФ СО РАН проведены фотометрические наблюдения потенциально опасного астероида 275 677 в момент его сближения с Землей. Из полученных данных определен период вращения, равный 0.18503 суткам, и построена модель объекта на основе кривой блеска астероида. Показано, что астероид представляет собой несколько искаженный эллипсоид с двумя большими кавернами. В процессе моделирования определен диапазон возможных направлений оси вращения астероида относительно перпендикуляра к плоскости, проходящей через точки наблюдатель — астероид—Солнце, равный 0°—33°.

Автор выражает благодарность сотрудникам ИСЗФ М.Н. Мишиной и Е.В. Клунко за помощь в наблюдениях.

Рис. 7. Результирующая модель астероида 275 677.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Lafler J., KinmanT.D. An RR Lyrae Star Survey with Ihe Lick 20-INCH Astrograph II. The calculation of RR Lyrae periods by electronic computer //Astrophys. J. Suppl. Ser. 1965. № 11. P. 216.

Mann R.K., Jewitt D., Lacerda P. Fraction of contact binary Trojan asteroids // Astron. J. 2007. № 134. Р. 1133-1144.

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.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Астрономия»