АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК, 2015, том 49, № 1, с. 76-78
КРАТКИЕ ^^^^^^^^^^^^^^ СООБЩЕНИЯ
УДК 523.46-87
НОВАЯ АСТРОМЕТРИЧЕСКАЯ РЕДУКЦИЯ СТАРЫХ ФОТОГРАФИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ СПУТНИКОВ САТУРНА НА ОСНОВЕ ОЦИФРОВКИ АСТРОНЕГАТИВОВ © 2015 г. Т. П. Киселева, Т. А. Васильева, И. С. Измайлов, Е. А. Рощина
Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория РАН, Санкт-Петербург, Россия e-mail: melon@gao.spb.ru; tpkis@inbox.ru Поступила в редакцию 13.02.2014 г.
В работе представлены новые результаты редукции старых фотографических наблюдений в Пулковской обсерватории 1972—1974 гг. по оцифрованным фотопластинкам системы спутников Сатурна, полученным на 26-дюймовом рефракторе и нормальном астрографе. Получены списки точных положений 2-6-го и 8-го спутников и Сатурна. Результаты новой редукции размещены в Пулковской базе данных по телам Солнечной системы и доступны в Интернете по адресу www.puldb.ru. Сравнение результатов старой и новой редукций с новейшими эфемеридами спутников Сатурна показало увеличение точности положений спутников Сатурна примерно в 2 раза. Делается вывод о целесообразности переобработки старых наблюдений по новой методике.
Ключевые слова: спутники Сатурна, астрометрия, фотографические наблюдения, оцифровка астро-негативов, точные положения.
БО1: 10.7868/$0320930Х1501003Х
ВВЕДЕНИЕ
Изучение динамики и эволюции систем спутников больших планет требует проведения длительных и регулярных астрометрических наблюдений на больших интервалах времени. Этой проблеме посвящена пулковская программа позиционных наблюдений тел Солнечной системы, начиная с 60-х годов прошлого века по настоящее время.
В стеклянной библиотеке Пулковской обсерватории собраны более 50000 астронегативов, из них более 6500 фотопластинок с наблюдениями тел Солнечной системы (спутники Марса, Юпитера, Сатурна, Урана, астероиды). Имеется свыше 1300 пластинок с изображениями системы Сатурна. Большая часть этого материала обработана, получены точные положения относительно опорных звезд из каталогов AGK3 и PPM. Результаты, их анализ и методика обработки представлены в публикациях (Киселева и др., 1977; 2010; Толбин, 1991а; 1991б; Киселев, 1998) и в Пулковской базе данных по телам Солнечной системы (www.pul-db.ru; Киселева, Хруцкая, 2007). Однако точность этих наблюдений, основанных на старых звездных каталогах, в настоящее время недостаточна для уточнения современных теорий движения и выявления тонких эффектов в движениях спутников.
Поэтому повышение точности выполненных в прошлом длительных рядов наблюдений является в настоящее время актуальной задачей. Насто-
ящая работа посвящена выяснению возможности повышения точности старых наблюдений с помощью современных методов астрометрической обработки на основе оцифровки и редукции в единой системе ICRS, обеспеченной новейшими опорными каталогами TYCHO-2, UCAC2, UCAC3.
ОЦИФРОВКА АСТРОНЕГАТИВОВ И НОВАЯ АСТРОМЕТРИЧЕСКАЯ РЕДУКЦИЯ
Для оцифровки были взяты 150 пластинок с системой Сатурна, полученные в Пулкове в 1972— 1974 гг. на 26-дюймовом рефракторе и нормальном астрографе. Была поставлена задача получить новые значения положений спутников и самой планеты, сравнить полученные положения с их эфемеридными значениями, вычисленными по современным теориям движения спутников, проанализировать точность полученных результатов, сравнить их с результатами старой редукции и сделать вывод о целесообразности переизмерений всех имеющихся рядов наблюдений.
Оцифровка проводилась с помощью устройства MDD — Mobile Device to Digitize с цифровой камерой Canon EOS Mark II, использующей ПЗС-матрицу КМОП размером 36 х 24 мм с эффективным разрешением 21.1 млн пикселей. Объектив камеры "Юпитер 21М" — длиннофокусный четырехлинзовый анастигмат (характеризующийся исправлением аберраций астигматиз-
НОВАЯ АСТРОМЕТРИЧЕСКАЯ РЕДУКЦИЯ СТАРЫХ ФОТОГРАФИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ 77
Ошибки наблюдений и сравнение результатов старой и новой редукций
Ошибки измерений Ошибки редукции Ошибки положений
Редукция Телескоп smX smY sRa SRS aacosa as
arcsec arcsec arcsec
Старая 26'R ±0.110 ±0.100 ±0.170 ±0.150 ±0.149 ±0.176
NA 0.130 0.150 0.180 0.180 0.214 0.194
Новая 26'R 0.052 0.033 0.036 0.038 0.089 0.080
NA 0.192 0.182 0.060 0.090 0.156 0.185
ма и кривизны поля изображения в пределах всего поля) с просветленной оптикой и ирисовой диафрагмой. Его характеристики: фокусное расстояние — 200 мм, угол поля зрения — 12°, разрешающая способность — 40/30 линий/мм (Groshe-va и др., 2012).
Оцифрованные изображения из 16-битных RAW конвертировались в 16-бит TIF с помощью программного обеспечения, поставляемого для камеры Canon. Каждая пластинка оцифровывалась 4 раза, потом результаты усреднялись.
Измерения оцифрованных изображений были выполнены с помощью программного пакета IZMCCD (Izmailov, 2005). Центры изображений звезд и спутников определялись с помощью профиля Лоренца (Franz, 1973).
В процессе оцифровки при перефотографировании фотопластинок вносятся искажения за счет аберраций объектива и особенностей матрицы. Для устранения этих искажений была проведена калибровка камеры с помощью специального шаблона, представляющего собой фотографическую пластинку, на которой фотографическим методом нанесены около 200 звездообразных меток размером 250—300 мкм.
Таким образом были выявлены и учтены систематические ошибки измерений, возникающие при оцифровке. Для контроля калибровки перед каждой серией пластинок, предназначенных для оцифровки, вновь фотографируется шаблон.
Астрометрическая редукция оцифрованных пластинок проводилась с использованием опорных звезд из каталогов TYCHO-2, UCAC2, UCAC3. Применялся метод шести постоянных. Учитывалась дифференциальная рефракция.
ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ НОВОЙ РЕДУКЦИИ. СРАВНЕНИЕ
С РЕЗУЛЬТАТАМИ СТАРОЙ РЕДУКЦИИ
Наблюденные положения спутников и Сатурна на соответствующие моменты времени сравнивались с эфемеридными значениями с помощью программного комплекса MULTI-SAT (Emelianov, Ar-lot, 2008). Полученные разности (О—С) позволяют
оценить точность результатов: ошибки измерений объектов, ошибки редукции и результирующую точность — внешние ошибки наблюдений. В нижеследующий таблице приводятся значения этих ошибок для новой и старой редукций ряда наблюдений спутников Сатурна 1972—1974 гг. для двух инструментов.
етХ, ет¥ — ошибки измерений, вычисленные по нескольким наблюдениям в одну ночь; еКа, ек§ — ошибки редукции в методе шести постоянных; стасо8ст, а§ — ошибки наблюдений, вычисленные по сравнению с эфемеридой.
Таким образом, опыт новой редукции оцифрованных пластинок 26-дюймового рефрактора показал в 2 раза более высокую точность по сравнению с результатами старой редукции, а также значительно большую точность новых звездных каталогов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основе старых фотографических наблюдений прошлого века в Пулкове получены новые, более точные положения 2-6-го, 8-го спутников Сатурна с применением новой методики оцифровки, измерений и астрометрической редукции.
Точность новых положений спутников превосходит точность старых положений в 2 раза в случайном отношении (для 26-дюймового рефрактора) за счет уменьшения ошибок измерений и ошибок редукции.
При сравнении результатов новой редукции с новейшими эфемеридами систематических ошибок не обнаружено. Согласие наблюдений с теориями движения наблюдаемых спутников в среднем находится в пределах 0.050 '—0.100 ".
Таким образом, опыт новой редукции по оцифрованным пластинкам старых наблюдений показал актуальность и необходимость переизмерений старых пластинок 26-дюймового рефрактора с целью увеличения их точности, необходимой для улучшения теорий движения спутников планет.
Новые результаты старых наблюдений представлены в Пулковской базе данных по наблюде-
78
КИСЕЛЕВА и др.
ниям тел Солнечной системы и доступны в Интернете по адресу: www.puldb.ru.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 12-02-000675-а.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Киселев А.А. Теоретические основания фотографической астрометрии. М.: Наука, 1998. 260 с. Киселева Т.П., Панова Г.В., Калиниченко О.А. Позиционные фотографические наблюдения Сатурна и его спутников в 1971—1974 гг. в Пулкове // Изв. ГАО в Пулкове. 1977. № 195. С. 49-66. Киселева Т.П., Хруцкая Е.В. Астрометрические наблюдения тел Солнечной системы в Пулкове с 1898 по 2005 гг. База данных результатов наблюдений // Аст-рон. вестн. 2007. Т. 41. № 1. С. 77-85. (Kiseleva T.P., Khrutskaya E.V. Pulkovo astrometric observations of bodies in the Solar System from 1898 to 2005: observational database // Sol. Syst. Res. 2007. V. 41. № 1. P. 72-80).
Киселева Т.П., Измайлов И.С., Калиниченко О.А., Васильева Т.А. Астрометрические исследования рядов фотографических и ПЗС наблюдений системы Сатурна на 26-дюймовом рефракторе Пулковской обсерватории в период 1995-2007 гг. // Астрон. вестн. 2010. Т. 44. № 1. С. 65-73. (Kiseleva T.P., Iz-
mailov I.S., Kalinichenko O.A., Vasilieva T.A. Astrometric studies of the series of photographic and CCD observations of the Saturnian system with the 26-inch refractor in 1995-2007 // Sol. Syst. Res. 2010. V. 44. № 1. P. 60-67.)
Толбин С. В. Результаты позиционных наблюдений системы Сатурна, выполненных в Пулкове на 26-дюймовом рефракторе за период 1975-1982 гг. // Деп. ВИНИТИ 18 июля 1991 г. № 3077-В91. 1991а. 20 с.
Толбин С. В. Результаты позиционных наблюдений системы Сатурна, выполненных в Пулкове на нормальном астрографе за период 1975-1984 гг. // Деп. ВИНИТИ 18 июля 1991 г. № 3078-В91. 1991 б. 17 с.
Emelianov N.V., Arlot J.E. The natural satellites ephemerides facility MULTI-SAT // Astron. and Astrophys. 2008. V. 487. P. 759-765.
Franz O.G. Observational procedures for visual double-star work // J. Roy. Astron. Soc. Can. 1973. V. 67. P. 81.
Grosheva E.A., Izmailov I.S., Khrutskaya E.V. "Mobile Device to Digitize the photographic plates: first results". NAROO-GAIA workshop, Paris Observatory, 2022 June, 2012.
Izmailov I.S. IZMCCD Software Package for Astrometric Processing of Digital Images of Celestial Bodies, 2005, Available from: http://izmccd.puldb.ru/index2.htm.
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.