АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК, 2013, том 47, № 3, с. 220-229
УДК 52-13 524.3-13
НОВАЯ РЕДУКЦИЯ ОЦИФРОВАННЫХ ФОТОГРАФИЧЕСКИХ ПЛАСТИНОК С ИЗБРАННЫМИ АСТЕРОИДАМИ, ПОЛУЧЕННЫХ НА НОРМАЛЬНОМ АСТРОГРАФЕ ПУЛКОВСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ
В ПЕРИОД С 1948 ПО 1990 гг. © 2013 г. А. А. Бережной
Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория РАН, Санкт-Петербург Поступила в редакцию 26.04.2012 г.
Приводятся результаты новой редукции 1545 фотографических наблюдений 14 избранных астероидов, выполненных на Нормальном астрографе Пулковской обсерватории в период с 1948 по 1990 гг. Фотографические пластинки, хранящиеся в архиве обсерватории, были оцифрованы с использованием планшетного сканера общего назначения по специально разработанной методике. Проведена оценка точности редукции измеренных фотопластинок. В качестве опорного использовался каталог UCAC3. По остаточным разностям координат звезд опорного каталога был выполнен анализ и учет инструментальных систематических ошибок. Получены экваториальные координаты 1378 отдельных наблюдений целевых астероидов, проведено их сравнение с результатами редукции данного материала, выполненного ранее. Среди объектов фона было измерено 1475 положений звезд с большими собственными движениями из каталога LSPM.
DOI: 10.7868/S0320930X13020011
ВВЕДЕНИЕ
Во второй половине прошлого века на Нормальном астрографе Пулковской обсерватории проводились регулярные наблюдения астероидов по программе уточнения нуль-пунктов фундаментальных каталогов относительно динамической опорной системы. Идея данной работы была предложена в середине 1930-х годов Нумеровым (1933) и Brouwer (1935) и была рассчитана на 10 лет совместной работы ряда мировых обсерваторий. В дальнейшем эта программа наблюдений несколько раз корректировалась и продолжалась вплоть до 1990 г. Пулковская обсерватория участвовала в данной программе практически на всем протяжении ее выполнения, начиная с тестовых наблюдений 1948 г. За это время было получено свыше 2000 фотопластинок с наблюдениями 14 программных астероидов. Эти наблюдения обрабатывались с использованием различных опорных каталогов (Yale, AGK3, PPM и др.), их дальнейшее использование требовало дополнительного перевода результатов наблюдений в единую опорную систему.
В рамках работы по определению параметров взаимного вращения динамической и звездной систем координат наблюдения избранных астероидов, полученные в различных обсерваториях за время действия программы, были переведены в систему ICRF/Hipparcos в Институте прикладной астрономии РАН, в котором осуществлялись сбор
и обработка наблюдений (Чернетенко, 2008). Для этого вычислялись коэффициенты перехода между опорными системами на основании дополнительной информации об измеренных опорных звездах и/или депенденсах, полученных при редукции. При этом ошибки измерений сохранялись. Кроме того, для части наблюдений отсутствовала дополнительная информация об измерениях, что не позволило корректно перевести их в новую систему.
Оцифровка фотопластинок и их новая редукция с использованием современного каталога позволяет получить положения измеряемых объектов непосредственно в системе HCRF. К тому же значительная автоматизация процесса измерений минимизирует влияние человеческого фактора.
При классическом подходе, применявшемся при обработке рассматриваемого материала ранее, в редукции использовалось порядка 10 достаточно ярких опорных звезд вблизи измеряемого объекта. В случае обработки цифровых изображений фотопластинок появилась возможность массово измерить положения большинства объектов небесной сферы, попавших в кадр, а также применить современные подходы к редукции и анализу систематических ошибок, которые пришли в астрономию с приходом цифровых приемников изображения.
200
150
н
3
м о Я S
8 100
св
4 с
0 <ч
1
ч о
50
-I 200
150
100
50
1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990
Год
Рис. 1. Распределение фотопластинок по годам.
Помимо астероидов на изображениях фотопластинок были отождествлены и измерены звезды с большими собственными движениями (ц > > 150 мсд/год) каталога Ь8РМ (Ьерте и др., 2008), которые являются объектами исследования в работе, проводимой в Пулковской обсерватории (Хруцкая и др., 2009). Данные объекты представляют интерес в задаче по изучению кинематики околосолнечного пространства, а также при поиске невидимых спутников у данных звезд. Для проведения таких исследований необходимо знание собственных движений этих звезд с точностью порядка 3—5 мсд/год. Поскольку звезды с большими собственными движениями имеют достаточно "бедную" наблюдательную историю, дополнительный наблюдательный материал, полученный из обработки старых фотографических пластинок, может быть использован в качестве ранних эпох для уточнения их собственных движений.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И РЕДУКЦИЯ
Для данной работы были выбраны фотопластинки, полученные по программе наблюдений 14 избранных астероидов с конца 1940-х по 1990 гг. Оцифровка фотопластинок проводилась с использованием планшетного сканера Microtek ScanMaker i900 (оптическое разрешение — 3200 dpi, глубина цвета — 16 bpp, размер области сканирования — 200 х 250 мм) по специальной методике, разработанной в обсерватории (Khrutskaya и др.,
2011a). Таблицы XY-координат измеренных объектов, найденных на фотопластинках, отождествлялись с опорным каталогом, в качестве которого использовался каталог UCAC3 (Zacharias и др., 2010). Редукция была выполнена с использованием специально разработанного программного пакета ruler3PL (www.sourceforge.net/projects/ruler3pl/).
Большинство экспозиций исследуемых фотопластинок было получено с выдержкой в 3—4 мин. Для Нормального астрографа этого времени достаточно для получения объектов до 15—16 зв. величины. Точность положений (около 15—100 мсд) и собственных движений (1—10 мсд/год) позволяет использовать звезды каталога UCAC3 как опорные на рассматриваемом интервале эпох. Поскольку точность собственных движений используемого каталога неоднородна (Khrutskaya и др., 2011b), из редукции исключались звезды, у которых число эпох при определении собственных движений было меньше 3. Кроме того, в качестве опорных не использовались звезды с собственными движениями более 100 мсд/год.
Редукция выполнялась методом шести постоянных раздельно по двум координатам и итеративно: с решением на каждом шаге системы условных уравнений и отбрасыванием опорных звезд, остаточные невязки которых выходят за доверительный интервал. При этом был выбран более строгий критерий отбора в 2а (здесь и далее а — среднеквадратическое отклонение одной разности (О-С)).
0
0
Таблица 1. Результаты редукции
Вариант а 5
Кол-во зв. UWE, мсд а, мсд Кол-во зв. UWE, мсд ст, мсд
varl 176 191.3 453.1 178 195.1 441.2
var2 99 184.6 462.5 100 192.9 449.1
var3 63 137.4 508.4 64 138.7 493.7
var4 34 124.0 519.8 34 129.5 506.5
В результате редукции в среднем на одной пластинке было измерено около 300 звезд, что позволило достаточно гибко варьировать число условных уравнений. Такой подход позволяет тщательнее подойти к выбору состава звезд, для которых необходимо получить МН К-оценку параметров редукции.
В ходе массовой оцифровки в рамках данной работы удалось получить результаты новой редукции для 1545 фотопластинок. Распределение обработанного материала по эпохам наблюдений представлено на рис. 1. Заметный пропуск в конце 1960-х годов вызван приостановкой наблюдательной программы.
В данной работе было выполнено несколько вариантов редукции с различным подходом к выбору опорных звезд. Первый вариант редукции (уаг1) основывался на максимально широком наборе опорных звезд. Никаких ограничений на звездную величину и расположение опорных звезд не устанавливалось. Во втором варианте (уаг2) отбрасывались звезды слабее 12 зв. вел. В третьем случае (уаг3) в редукции участвовали только звезды, располагающиеся в центре пластинки, без ограничений по блеску. И наконец в четвертом варианте (уаг4) использовались звезды,
Рис. 2. Зависимость осредненных разностей (О—С) от звездной величины.
удовлетворяющие критериям двух предыдущих: для редукции использовались яркие звезды, расположенные в центральной части пластинок. Последний вариант наиболее близок к классической процедуре редукции фотографических пластинок. В табл. 1 приведены осредненные результаты, полученные по перечисленным вариантам редукции: количество опорных звезд, ошибка аст-рометрической редукции (ошибка единицы веса, UWE) и величины среднеквадратического отклонения (а) остаточных разностей (О—С) для всех измеренных звезд опорного каталога.
ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМАТИЧЕСКИХ ОШИБОК
В результате редукции фотопластинок было получено порядка 460000 измеренных положений звезд опорного каталога. С использованием остаточных разностей вида (О—С) этих звезд было выполнено исследование систематических ошибок измеренных координат объектов. За основу была выбрана редукция по первому из представленных вариантов, которая содержала максимально широкий диапазон опорных звезд.
На точность астрономической редукции влияют различные эффекты. С одной стороны — это ошибки положений и собственных движений опорного каталога. С другой, систематические эффекты, искажающие истинное положение измеряемых объектов, в том числе эффекты, связанные с телескопом, условиями наблюдений и ошибками измерительного прибора. Суммарный эффект различных оптических аберраций (сферическая аберрация, кома, астигматизм, ...) приводит к ошибке фотографической проекции, называемой обобщенной дисторсией (Киселев, 1989). Для изучения такого рода систематических ошибок был использован подход, основанный на построении в плоскости измеренных координат (x, y) векторных полей осредненных остаточных разностей вида (О—С).
Обобщенная дисторсия включает в себя также систематические ошибки, зависящие от блеска и цвета звезд. Зависимость осредненных по диапазонам зв. вел. остаточных разностей продемонстрировало наличие значимого уравнения блеска
НОВАЯ РЕДУКЦИЯ ОЦИФРОВАННЫХ ФОТОГРАФИЧЕСКИХ ПЛАСТИНОК 2.0е+04 г
1.5е+04
¡^ 1.0е+04
5000
1 агевее
X* 1
5000 1.0е+04 1.5е+04 2.0е+04 X, р1х
5
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.