АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК, 2008, том 42, № 5, с. 443-462
УДК 521.2;521.6
РЕЗУЛЬТАТЫ АСТРОМЕТРИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ ГАЛИЛЕЕВЫХ СПУТНИКОВ ЮПИТЕРА В ПУЛКОВСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ В 1986-2005 гг.
© 2008 г. Т. П. Киселева, А. А. Киселев, О. А. Калиниченко, Т. А. Васильева, М. Л. Ховричева
Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория РАН, Санкт-Петербург
Поступила в редакцию 08.11.2007 г.
Приводятся результаты фотографических наблюдений на 26-дюймовом рефракторе Пулковской обсерватории галилеевых спутников Юпитера в 1986-2005 гг. Определены координаты спутников относительно Юпитера и взаимные расстояния между спутниками. Для наблюдений и редукции использовался метод "след-масштаб", не требующий опорных звезд для астрометрической редукции измерений. В иовицентрических координатах спутников учтен эффект фазы Юпитера. Выполнено сравнение наблюдений с современной теорией движения галилеевых спутников. Исследованы систематические ошибки наблюдений, зависящие от метода наблюдений. Внутренняя точность наблюдений в случайном отношении характеризуется величинами 0.041" по X и Y. Внешняя точность относительных координат галилеевых спутников, определенная на основе сравнения наблюдений с современными эфемеридами, оказалась равной 0.165", 0.213" для иовицентрических координат и 0.134", 0.170" для координат вида "спутник - спутник". Наибольшая точность относительных координат спутников достигается при малых расстояниях между спутниками, меньших 100" - соответствующие величины среднеквадратических ошибок одного наблюдения по внешней сходимости равны 0.050", 0.070". Выполнено сравнение результатов фотографических наблюдений с результатами первых ПЗС-наблюдений на 26-дюймовом рефракторе спутников Юпитера в 2004 г.
PACS: 95.10.Jc, 96.30.L-
ВВЕДЕНИЕ
Наблюдения галилеевых спутников Юпитера на 26-дюймовом рефракторе являются частью пулковской программы наблюдений тел Солнечной системы, начатой еще в начале XX века на фотографических инструментах Пулковской обсерватории (Киселева, Хруцкая, 2007).
В 2005 г. закончились фотографические наблюдения спутников Юпитера, которые продолжались на 26-дюймовом рефракторе с 1976 г. в периоды видимости планетной системы в Пулкове. Результаты первой части наблюдательного материала (1976-1981 гг.) были опубликованы ранее в работе Т.П. Киселевой (1996). Результаты обработки наблюдательного материала 1986-2005 гг. представлены в данной работе. С 2003 г. для наблюдений системы галилеевых спутников стала применяться ПЗС-матрица ST-6, что позволило нам принять успешное участие в наблюдениях взаимных явлений в системе галилеевых спутников Юпитера в рамках международной программы PHEMU-2003 (Izmailov и др., 2004).
Целью астрометрических наблюдений системы галилеевых спутников Юпитера является получение высокоточных относительных координат спутников - иовицентрических и координат вида "спутник минус спутник", необходимых для
исследования динамики системы спутников Юпитера. В настоящее время и в дальнейшем программа астрометрических наблюдений галилеевых спутников будет продолжена с использованием ПЗС-матрицы.
НАБЛЮДЕНИЯ И РЕДУКЦИЯ
В 1986-2005 гг. в Пулкове можно было наблюдать систему Юпитера в периоды 13 противостояний. Всего было получено 96 фотопластинок, содержащих свыше 600 изображений системы галилеевых спутников. В 2002-2003 гг. проводились фотометрические наблюдения взаимных явлений с помощью ПЗС-матрицы в соответствии с международной программой PHEMU-2003. В табл. 1 приведено распределение наблюдений внутри всего периода наблюдений.
Методика фотографических наблюдений спутников планет на 26-дюймовом рефракторе (О/Е = 650/10413) частично отражена в публикации результатов первой части наблюдательного материала (Киселева, 1996). Однако напомним основные особенности этой методики. Ввиду малости поля 26-дюймового рефрактора (30' х 30') применялся метод "след-масштаб" (Пэску, 1980) с ориентировкой по суточным следам спутников.
Таблица 1. Распределение наблюдений галилеевых спутников внутри периода 1986-2005 гг.
Период наблюдений (год, месяц, день) Момент противостояния Число пластинок Зенитные расстояния, град
1986 10 17-1987 01 08 1986 09 10 13 72
1987 09 30-1988 01 29 1987 10 15 16 52
1988 10 05-1989 02 13 1988 11 20 10 42
1989 12 05-1990 04 10 1989 12 25 8 38
1990 12 16-1991 03 26 1991 01 28 9 40
1992 03 07-1992 03 31 1992 03 01 6 50
1993 04 10-1993 04 27 1993 04 01 5 62
1998 09 02-1999 01 08 1998 09 15 5 65
1999 08 19-1999 11 18 1999 10 23 5 50
2000 09 29-2001 02 16 2000 11 28 3 40
2001 12 08-2002 04 04 2001 12 28 9 37
2004 03 04-2004 04 16 2004 03 04 4 52
2005 03 29-2005 04 01 2005 04 01 3 64
"след-масштаб" с учетом дифференциальной рефракции и движения спутника за время производства ориентирующего следа. Формулы метода следующие (Киселев, 1971; 1989).
% = M0[ 1 + ß( 1 + к\)]x + (2ßkk ± y)M0y, П = M0 [ 1 + ß( 1 + k;)] y TYM0 x, Y = sin 5tg; - fg 5.
(1)
При наблюдениях использовались, в основном, фотопластинки WO-3 - высококонтрастные, малочувствительные, позволяющие получать хорошо измеримые изображения самого Юпитера, причем диаметр изображения практически всегда равен эфемеридному, т.е. отсутствует фотографическая иррадиация изображения планеты. Яркость изображений галилеевых спутников (4-5-й зв. величины) и яркость протяженного изображения диска Юпитера за время экспозиции в 1 мин примерно одинакова в смысле оптической плотности изображений. Таким образом сведено к минимуму уравнение яркости между изображениями планеты и спутников. На каждой фотопластинке получали от 6 до 10 изображений системы спутников Юпитера с экспозициями в 1 мин и по два следа спутников - к востоку и к западу от основной цепочки изображений - в виде двух изображений на одном суточном следе с остановкой часового механизма. Редукция измеренных координат выполнялась по двум следам независимо, а затем результаты усреднялись. Опорные звезды на фотопластинках при таком методе, как правило, отсутствуют. В кассете 26-дюймового рефрактора непосредственно перед фотопластинкой помещен стеклянный желтый фильтр ЖС-18, который вместе с фотовизуальным объективом обеспечивает хорошие изображения в спектральном интервале 5300-5800 А. При измерениях пластинка в измерительном приборе Аскорекорд ориентировалась по экватору Юпитера. Центр изображения Юпитера определялся как среднее из измерений четырех точек на лимбе в точках концов экваториального и полярного диаметров. Астрометри-ческая редукция выполнялась также методом
Здесь п - тангенциальные координаты спутников относительно планеты на момент наблюдений; x, y - измеренные координаты спутников относительно планеты, ориентированные по следу с учетом движения системы за время экспозиции следа; M0 - геометрический масштаб 26-дюймового рефрактора; ß - коэффициент рефракции, зависящий от температуры, давления и зенитного расстояния; к1, к2 - тангенциальные координаты зенита на момент наблюдений; y - угол между хордой и касательной несимметричного следа; t -угловая длина следа, I - линейная длина следа, f -фокусное расстояние телескопа.
В результате обработки вычислялись топоцен-трические сферические координаты спутников относительно Юпитера и взаимные расстояния между спутниками X = Aacos 5, Y = А5 (относительно истинных экватора и равноденствия эпохи даты) по формулам перехода от тангенциальных координат к сферическим. Окончательные результаты с одной пластинки представляют собой средние по всех изображениям на пластинке.
Результаты наблюдений представлены в табл. 2 и 3: иовицентрические координаты спутников (табл. 2) и взаимные расстояния между спутниками (табл. 3) на момент наблюдений UTC относительно истинных экватора и равноденствия на эпоху даты наблюдений. В этих таблицах моменты наблюдений приводятся с точностью до 0.1 секунды времени, поскольку результаты наблюдений являются средними из 6-10 отдельных изображений системы галилеевых спутников (экспозиций) на каждой пластинке, различающихся между собой по времени наблюдений лишь в пределах нескольких минут. Относительные координаты спутников приводятся с точностью до 0.001", поскольку имеются в виду дальнейшие статистические исследования результатов многолетних рядов наблюдений спутников. Там же приводятся (O-C)x Y - результаты сравнения наблюдений с эфемеридами, вычисленными с помощью средств вычисления эфемерид (Емельянов и др., 2006), доступных в Интернете по адресу: http://lnfm1.sai.msu.ru/neb/nss/servicer.htm. Эфемериды получены на основе теории движения L.1.1, разработанной в Институте небесной механики и вычисления эфемерид (IMCCE) в Париже (Lainey и др., 2004).
Таблица 2. Иовицентрические координаты галилеевых спутников с учетом фазы Юпитера относительно истинных экватора и равноденствия на эпоху даты
№ астероида № спутника Дата и момент наблюдений (ШО) X" = Да со8 5 У" = Д5 (О-С)г' (О-С)г
(Топоцентрические, сферические)
15126 1 1986 10 17.859248 -24.863 -16.134 -0.013 -0.138
15126 2 1986 10 17.859248 189.617 86.938 0.066 -0.212
15126 3 1986 10 17.859248 109.434 40.564 0.029 -0.204
15126 4 1986 10 17.859248 561.363 259.934 0.082 -0.439
15144 4 1986 10 18.822046 547.013 246.421 0.000 -0.243
15150 1 1986 10 19.852124 -105.507 -51.592 -0.046 -0.353
15150 2 1986 10 19.852124 -144.716 -63.675 -0.042 -0.344
15161 2 1986 10 25.732265 -29.519 -20.746 -0.161 -0.082
15161 3 1986 10 25.732265 -90.938 -51.035 -0.298 -0.074
15161 4 1986 10 25.732265 -530.186 -248.312 -0.347 0.371
15172 1 1986 11 13.712292 -113.451 -53.590 -0.003 -0.316
15172 2 1986 11 13.712292 -133.842 -58.901 -0.180 -0.346
15 172 3 1986 11 13.712292 282.834 132.275 -0.168 -0.275
15172 4 1986 11 13.712292 -440.029 -192.939 -0.116 -0.362
15176 1 1986 11 15.739394 -91.601 -40.127 0.012 -0.269
15176 2 1986 11 15.739394 68.194 26.136 -0.064 -0.303
15176 3 1986 11 15.739394 31.249 5.541 -0.045 -0.282
15177 1 1986 11 15.751090 -88.811 -38.453 -0.260 -0.132
15177 2 1986 11 15.751090 64.607 24.608 -0.059 -0.093
15177 3 1986 11 15.751090 28.155 4.166 -0.119 -0.262
15191 3 1986 12 07.657453 -72.598 -41.340 0.011 -0.303
15191
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.