АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК, 2009, том 43, № 3, с. 240-250
УДК 521.2;522.61
АСТРОМЕТРИЧЕСКИЕ И ФОТОМЕТРИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ ТЕЛ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ НА АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ЗЕРКАЛЬНОМ АСТРОГРАФЕ ЗА-320М ПУЛКОВСКОЙ
ОБСЕРВАТОРИИ
© 2009 г. А. В. Девяткин, Д. Л. Горшанов, В. В. Куприянов, И. А. Верещагина,
А. С. Бехтева, Ф. М. Ибрагимов
Главная (Пулковская) обсерватория РАН, С.-Петербург Поступила в редакцию 06.05.2008 г.
Дается краткое описание процесса астрометрических и фотометрических наблюдений и их обработки на автоматизированном комплексе на базе телескопа 3A-320M Пулковской обсерватории. Приводятся основные результаты астрометрических и фотометрических наблюдений тел Солнечной системы, полученные за период 1997-2007 гг., в частности, результаты астрометрических наблюдений опасных объектов (ОС3 - объектов, сближающихся с Землей), а также результаты астрометрических наблюдений системы Плутон-Харон. Кроме того, приводятся результаты фотометрических наблюдений спутников планет, взаимных явлений в системе спутников Юпитера и покрытия звезды 2559 из каталога HIPPARCOS астероидом (111) Ате.
PACS: 95.85.Kr, 96.30.Ys, 96.30.Cw, 96.30.Sn, 95.10.Gi
ВВЕДЕНИЕ
На автоматизированном телескопе 3A-320M Пулковской обсерватории (Бекяшев и др., 1998; Канаев и др., 2002; Девяткин и др., 2004в; Львов и др., 2002), начиная с 1997 г., проводятся астро-метрические и фотометрические П3С-наблюде-ния тел Солнечной системы. В программу наблюдений малых тел Солнечной системы на 3A-320M включены следующие объекты и явления:
- астероиды из Critical List MPC;
- астероиды, которые недавно открыты;
- двойные и кратные астероиды;
- астероиды - бывшие кометы;
- наблюдения тесных сближений астероидов;
- видимые сближения астероидов;
- астероиды, названные именами пулковских астрономов;
- астероиды, к которым летят космические зонды;
- покрытия звезд астероидами;
- кометы;
- спутники Юпитера и Сатурна.
Кроме того, проводятся наблюдения Урана, Нептуна, системы Плутон-Харон, геостационарных объектов, а также фотометрические наблюдения звезды HD 209458, фотометрические наблюдения взаимных явлений в системе регулярных спутников больших планет, сверхновых, переменных звезд, фотометрические наблюдения рассеянных скоплений.
Автоматизированный телескоп ЗА-320М (Б = = 320 мм, ^ = 3200 мм) может управляться дистанционно или работать по программе, не требующей присутствия наблюдателя. Управляющая программа регулирует работу приводов грубого и тонкого наведения, фиксирующих устройств, механизмов смены фильтров, установки купола и пр., а также вычисляет эфемериды наблюдаемых объектов на заданный момент времени и управляет работой ПЗС-приемника. Датчиком угла поворота телескопа служат устройства на базе оцифрованных лимбов и ПЗС-камер (Канаев и др., 2000; Девяткин и др., 2008). В качестве приемника излучения использовалась ПЗС-камера ST-6 (375 х 242 пикселов, 9.5 х 7'.5), а с 2005 г. - ПЗС-камера БЫ (1024 х 1024 пикселов, 28' х 28').
В автоматическом режиме система управления ЗА-320М берет на себя выбор последовательности наблюдения объектов в течение ночи, исходя из требования оптимальных условий наблюдения для каждого объекта и приоритетов. Для реализации автоматического режима работы в подсистему управления телескопом введен интерфейс управления списком объектов. Он осуществляет связь с модулем расчета эфемерид, позволяющим вычислять экваториальные координаты, блеск и видимую скорость движения каждого объекта на любой момент времени. Модуль расчета эфемерид реализован с использованием программной системы ЭПОС (Львов и др., 1999). Автоматизированный комплекс показал
высокую надежность и эффективность (Девяткин и др., 2004в).
ОБРАБОТКА НАБЛЮДЕНИЙ: ПРОГРАММНЫЕ ПАКЕТЫ АПЕКС-I И АПЕКС-II
Для обработки фотометрических и астромет-рических наблюдений в настоящее время используются два независимых программных пакета: АПЕКС-I и АПЕКС-II.
Программный пакет АПЕКС-I (Девяткин и др., 2000a) был создан для полуавтоматической обработки фотометрических и астрометрических наблюдений. Он имеет удобную систему визуализации процесса обработки, что позволяет использовать его для работы с проблемными кадрами, с которыми не справляется полностью автоматический пакет АПЕКС-II.
Пакет АПЕКС-I позволяет оператору, выполняющему обработку, выводить на экран изображения ПЗС-кадров, визуализировать соответствующую область звездного неба по каталогам, сопоставлять изображения звезд на кадрах и в каталогах, выполнять позиционные и фотометрические измерения объектов на кадрах. В качестве опорных могут использоваться каталоги HIPPARCOS, TYCHO-2, USNO-A2, USNO-B1. При астрометрических измерениях положения звезд на кадрах могут определяться либо путем вычисления центроида изображения, либо путем аппроксимации изображения гауссоидом с пятью или шестью параметрами. Для астрометрической редукции используются методы шести и восьми постоянных; возможен учет хроматической рефракции. При фотометрической обработке применяется метод апертурной фотометрии, причем фон около объекта определяется по отдельной апертуре. По алгоритмам, применяемым в программе АПЕКС-I, была также написана автоматическая программа для фотометрической обработки плотных рядов наблюдений дифференциальным методом, точность которого составляет 0.005m-0.01m.
Программный пакет АПЕКС-II (Devyatkin и др., 2007) позволяет проводить обработку наблюдений в полностью автоматическом режиме с выдачей результатов в формате, принятом в Minor Planet Center, а также контролировать точность наблюдений с использованием модуля программной системы ЭПОС (Львов и др., 1999). В настоящее время программа АПЕКС-II используется для задач астрометрии, а также для фотометрической обработки наблюдений, разнесенных между собой по времени. В качестве опорных могут использоваться различные каталоги по выбору пользователя (чаще всего используются TYCHO-2, USNO-A2,
USNO-B1). Обработка ПЗС-кадра с помощью данного пакета включает следующие этапы.
• Автоматический подбор (и, при необходимости, синтез) калибровочных кадров для каждого ПЗС-изображения из обрабатываемого массива; bias/dark/flat-коррекция.
• Аппроксимация и устранение неравномерности фона неба.
• Оптимальная фильтрация изображения для повышения отношения сигнал/шум (SNR) выделяемых объектов.
• Выделение объектов пороговым алгоритмом, с логической фильтрацией битовой маски для повышения вероятности детектирования слабых объектов и снижения числа ложных детектирований.
• Разделение накладывающихся изображений отдельных объектов (deblending).
• Определение центров выделенных объектов методом аппроксимации модельной функцией рассеяния точки (PSF).
• Измерение потоков от объектов методом апертурной, PSF- или оптимальной фотометрии.
• Исключение остаточных шумовых выбросов (включая следы космических частиц) по различным критериям.
• Отождествление измеренных объектов с объектами опорных астрометрических каталогов.
• Астрометрическая редукция - определение постоянных пластинки.
• Отождествление объектов с объектами опорных фотометрических каталогов и расчет блеска объектов в инструментальной системе.
• Идентификация всех неотождествленных объектов на кадре с использованием эфемерид-ных баз данных и других доступных каталогов.
Формирование отчета в стандартном формате обо всех объектах Солнечной системы, найденных на кадре.
РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЙ: АСТРОМЕТРИЯ
Наблюдения опасных объектов, сближающихся с Землей
С 2002 г. на телескопе 3A-320M была начата программа наблюдений за сближающимися с Землей объектами, которая осуществляется в рамках темы "Пулковская программа изучения объектов, сближающихся с Землей" (Львов и др., 2002). За период 2001-2007 гг. были получены результаты более 20000 наблюдений малых тел Солнечной системы, среди которых более 12000 положений для астероидов, сближающихся с Землей (АСЗ) и более 2000 положений для комет. Обработка наблюдений была проведена в систе-
Таблица 1. Результаты астрометрической обработки наблюдений некоторых ОСЗ ((O-C)a cos 5, (O-C)g - средние значения (O-C) по прямому восхождению и склонению, оаcos 5, 05 - ошибки наблюдений, Am - диапазон изменения звездной величины)
Объект N (O-C)a cos 5 öacos5 (O-C)5 °5 Am
9 Метис 46 +0''.38 ±0''.18 +0''.22 ±0''.24 8.6-10.9
433 Эрос 65 +0.14 0.25 +0.33 0.28 11.4-12.6
1866 Сизиф 24 0.00 0.24 +0.19 0.29 15.1-17.7
3122 Флоренс 18 -0.12 0.23 +0.19 0.25 15.9-17.7
3199 Нефертити 27 +0.14 0.40 +0.18 0.35 15.5-17.9
3200 Фаэтон 18 0.00 0.40 +0.03 0.37 16.3-18.4
4179 Тоутатис 10 -0.17 0.32 +0.31 0.24 14.8-16.8
2004 FX31 22 +0.05 0.46 -0.02 0.50 17.3-18.9
2004 JA 33 -0.01 0.21 -0.09 0.17 15.6-16.8
2P Энке 7 +0.33 0.51 +0.72 0.24 14.5-16.3
1036 Ганимед 44 -0.21 0.20 +0.02 0.12 13.3-13.9
3800 Караюсуф 41 -0.35 0.12 -0.31 0.08 16.0-17.0
423 Диотима 70 -0.10 0.16 -0.06 0.10 11.1-12.9
5164 Мулло 34 -0.08 0.10 -0.03 0.07 16.4-17.4
85709 45 -0.28 0.12 -0.27 0.07 15.5-16.6
C 2003WT42 24 +0.89 0.09 -0.32 0.06 15.5-16.3
ме каталогов USNO-A2.0 и USNO-BI.O. Точность определяемых положений зависит в основном от блеска: для объектов 9Ж—13Ж она составляет 0''.04-0''.10, для объектов около 18m - ~0''.5. Кроме того, точность зависит и от зенитного расстояния объекта во время наблюдений. Результаты данных наблюдений оперативно посылаются в Minor Planet Center (http://www.cfa.harvard.edu/iau/mpc.html).
Таблица 2. Тесные сближения малых планет (N1 - номер большей по массе малой планеты, N2 - номер меньшей по массе малой планеты)
Дата сближения, г м д N1 N2
1998 10 16 1 631
1999 02 26 1 42
1998 12 12 4 5058
1998 12 18 4 2633
1998 02 26 1 42
1999 04 02 9 548
1999 04 29 4 4773
2000 03 04 107 6254
2000 04 01 107 1882
2002 02 08 451 2081
2002 05 11 4 2190
2003 01 14 45 294
2003 06 05 39 6770
В списке литературы в конце статьи приведены соответствующие ссылки на циркуляры Центра малых планет (Minor Planet Circular) (Devyatkin A.V. и др. 2003a; 2003b; 2003c; 2003d; 2003e; 2003f; 2003g; 2003i; 2004a; 2004b; 2004c; 2004d; 2004e; 2004f; 2004g; 2004h; 2004i; 2004j; 2004k; 2004l; 2005a; 2005b; 2005c; 2
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.