АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК, 2008, том 42, № 2, с. 153-162
УДК 521.9;523.44
ПРИВЕДЕНИЕ ФОТОГРАФИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ АСТЕРОИДОВ
В СИСТЕМУ ОДНОГО КАТАЛОГА
© 2008 г. Ю. А. Чернетенко
Институт прикладной астрономии РАН, Санкт-Петербург Поступила в редакцию 05.03.2006 г.
В 2000 г. закончилась последняя международная программа фотографических наблюдений избранных астероидов для целей определения взаимной ориентации динамической и звездной систем координат. В ИПА РАН собрано более 25000 наблюдений 15 астероидов, выполненных в течение 1949-1995 гг. Эти наблюдения приведены в систему каталога Hipparcos с помощью депенденсов, значения которых сопровождали наблюдения. Точность наблюдений избранных астероидов равна 0.30'' и сравнима с точностью современных ПЗС-наблюдений астероидов. Данные наблюдений доступны по адресу ftp://quasar.ipa.nw.ru/pub/SMP. Важное преимущество этих наблюдений состоит в том, что они приведены в систему одного каталога. В качестве критериев качества методов редукции и точности наблюдений рассматривались оценки параметров ориентации опорных каталогов РРМ и Hipparcos относительно DE200/LE200. Наиболее надежные результаты получаются при включении в обработку старых оптических наблюдений наряду с современными, наземными и космическими.
PACS: 95.10.Jk, 95.10.Eg
ВВЕДЕНИЕ
Для согласования ориентации различных реализаций звездной и динамической систем координат в течение XX века использовались положения Солнца, больших планет, их спутников, астероидов, покрытия звезд Луной. Наблюдения астероидов по программе D. Brouwer (1935) начались в 1936 г., а работы по плану Нумерова (1933) по ряду серьезных причин отодвинулись до 1954 г., когда Самойлова-Яхонтова (1955) усовершенствовала план Б.В. Нумерова и предложила реализовать его в связи с начавшейся работой по составлению Каталога слабых звезд. Наблюдения, полученные по этим программам, были обработаны (Pierce, 1971; Орельская, 1980), и результаты использованы для улучшения нуль-пунктов каталога FK5 (Fr^ke, 1980).
После завершения работ по плану Нумерова Орельская (1975) предложила увеличить число избранных астероидов (ИА) вдвое, доведя его до 20. Расширение числа астероидов позволяло за 10 лет плотно покрыть зону склонений ±30° наблюдениями ИА и обеспечить более уверенное определение не только нуль-пунктов, но и систематических ошибок каталога в пределах зоны. Этот план был одобрен Комиссиями 8 и 20 МАС в 1976 г. Однако часть вновь включенных астероидов имела слабую яркость и наблюдалась недостаточно интенсивно. Исходя из этих соображений, Батраков и Шор (Batrakov, Shor, 1989) предложили продолжить программу наблюдений на 1991-2000 гг.,
но сократить число астероидов до 10, самых ярких. В 1991 г. МАС одобрил предложение Института теоретической астрономии (ИТА) о продолжении программы наблюдений ИА до 2000 г. Число ИА при этом было сокращено до 15. Для поддержки программы наблюдений ИА в ИТА, а позднее, в Институте прикладной астрономии (ИПА) регулярно выпускались "Ежедневные эфемериды избранных малых планет", охватившие период 1991-2000 гг. (Батраков и др., 1993). В качестве опорного был предложен каталог РРМ, как наиболее точный на момент принятия этой программы наблюдений ИА фотографический каталог, основанный на FK5.
Наблюдения по программе ИА велись фотографическим способом с использованием фотопластинок. Кроме сферических координат астероида, наблюдатели указывали также номера опорных звезд и значения депенденсов, чтобы обеспечить максимально точный перевод положений астероида из системы старого в систему нового опорного каталога. Кроме проведения обычных фотографических наблюдений, были предложены еще две программы: наблюдения двух или большего числа астероидов вблизи точек видимого пересечения (crossing points) их траекторий на небесной сфере (Whipple и др., 1988) и наблюдения астероидов относительно фундаментальных звезд. Цель этих дополнительных программ состояла в получении наблюдений, свободных от систематических ошибок опорного каталога. В развитие идеи Whipple (Whipple и др.,
1988) Potter (1992) предложил расширить список наблюдаемых вблизи точек видимого пересечения их траекторий астероидов до 78, включив в него более слабые объекты, орбиты 44 из которых имеют небольшие наклоны плоскостей орбит (менее 0.6°) и, благодаря этому, будут иметь большое количество пересечений друг с другом и самопересечений.
В течение двух последних десятилетий развивались технические средства, позволившие осуществлять РСДБ-наблюдения, лазерную локацию Луны, радиолокационные наблюдения астероидов, главным образом, сближающихся с Землей (АСЗ). В 1994 г. на основании РСДБ-на-блюдений и результатов лазерной локации Луны были получены (Folkner и др., 1994) параметры ориентации International Celestial Reference Frame (ICRF) относительно DE200/LE200 (Standish, 1990) с точностью до нескольких угл. с (mas). Такая точность не могла быть достигнута при использовании наземных позиционных наблюдений, что поставило под сомнение целесообразность продолжения наблюдений астероидов для решения этой задачи. Кроме программы наблюдений ИА, были реализованы и другие программы наблюдений ярких астероидов: в Морской обсерватории США, в Бордо (Франция), на Канарских островах (Испания). В Морской обсерватории США с 1997 г. осуществляется программа высокоточных наблюдений около 2000 астероидов, положения которых отнесены к системе каталога Hipparcos.
Развитие наблюдательной техники в конце XX века внесло коренные изменения в проблемы и методы позиционной астрометрии. С середины 1990-х годов фотографические пластинки практически вышли из употребления, а наземные телескопы были оснащены ПЗС-приемниками, в результате чего формальная точность наблюдений улучшилась в несколько раз. Была реализована миссия астрометрического ИСЗ Hipparcos (The Hipparcos ..., 1997), в результате чего были получены звездные каталоги в системе ICRF с ми-лисекундной точностью положений звезд и положения 48 астероидов (для определения параметров ориентации и скорости их изменения системы каталога Hipparcos относительно динамической системы координат DE200/LE200) с точностью около 0.01'', более чем на порядок превышающей точность фотографических наблюдений астероидов. По этим причинам с середины 1990-х годов интерес наблюдателей к ИА снизился и количество наблюдений по этой программе уменьшилось. В это же время произошли изменения и в представлениях о динамической и звездной системах координат и о задаче их согласования (Standish, 2000). Принятая МАС ICRF предполагается свободной от вращения. А современные динамические эфемериды автоматически привязы-
ваются к ICRF благодаря использованию основанных на ICRF РСДБ-измерениях космических аппаратов вблизи планет. Полный набор этих наблюдений определяет ориентацию динамических эфемерид с ошибкой, меньшей 1 mas.
Возникает естественный вопрос: нужно ли работать с наблюдениями астероидов, приводить их в систему одного звездного каталога, и можно ли использовать их для определения взаимной ориентации систем координат в условиях, когда современная методика определения их рассогласования обеспечивает высокую точность соответствующих параметров? Кроме того, часть задач, поставленных в свое время перед программой наблюдений ИА, решается в настоящее время более строго. Так, выявление периодических ошибок каталогов может быть сделано и делается путем сравнения звездных каталогов с каталогами, отнесенными к ICRF и не отягощенными периодическими ошибками. Поэтому определение этих ошибок из наблюдений ИА в настоящее время имеет смысл проводить только как тестовое, для того чтобы убедиться в том, что и редукция наблюдений, и их обработка выполняются верно.
Однако авторы (Batrakov и др., 1999) имели опыт успешного использования наблюдений ИА, позволяющий надеяться, что эти наблюдения могут быть полезны и в настоящее время. Так, после завершения миссии астрометрического ИСЗ Hipparcos рядом авторов (Bec-Borsenberger и др., 1995; Bougeard и др., 1996) были определены значения параметров ориентации и скорости их изменения системы каталога Hipparcos относительно динамической системы координат DE200/LE200. Для этой цели использовались наблюдения 48 астероидов, так как другие объекты, пригодные для решения этой задачи, не наблюдались спутником. Полученные значения изменения углов ориентации оказались гораздо больше ожидаемых, что приводило авторов к выводам о том, что 1) полученное вращение системы координат каталога Hipparcos относительно динамической системы DE200/LE200 действительно реально; 2) возможно наличие ошибок в самой методике наблюдений астероидов и/или в процедуре их обработки; 3) возможны неточности в эфемеридах больших планет, в частности, в эфемериде Юпитера. Дополнив наблюдения ИСЗ Hipparcos наилучшим по точности рядом Николаевских позиционных наблюдений 12 ИА, приведенных наблюдателями в систему каталога Hipparcos, Batrakov и др. (1999) получили результаты, не подтверждающие выводы других авторов о заметном вращении системы координат каталога Hipparcos. Более того, точность наших результатов оказалась выше, чем в указанных работах, а сами результаты сравнимы с данными определений этих параметров из РСДБ-наблюде-ний и лазерной локации Луны (Folkner и др., 1994). Это позволяет сделать выводы о безусловной важ-
ности однородных продолжительных рядов наблюдений, хотя и на порядок менее точных, чем наблюдения, полученные ИСЗ Hipparcos, и о возможности получения по наблюдениям астероидов высокоточных оценок параметров ориентации.
Сказанное выше свидетельствует о том, что информация, содержащаяся в старых наблюдениях, является ценной и терять ее нельзя. Эти соображения определяют основную цель данной работы: приведение рядов позиционных наблюдений ИА, полученных с 1949 по 1995 гг., в систему каталога Hipparcos. Необходимо отметить, что целью программы наблюдений ИА было приведение рядов этих наблюдений к каталогу РРМ и определение соответствующих параметров ориентации, и такая работа проводилась до опубликования каталога Hipparcos (The Hipparcos..., 1997). Поэтому в настояще
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.