ГЛАВА 2
ФОТОМЕТРИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ АСТЕРОИДОВ
Фотометрические наблюдения астероидов ведутся с помощью астрофизических
приборов и методов, развитых для прецизионных измерений блеска звезд. Такие
наблюдения заключаются в измерении блеска астероидов в одной или нескольких
областях спектра. Обычно измерения блеска астероидов проводятся в
широкополосной фотометрической системе Джонсона [16], которая формируется с
помощью стеклянных светофильтров. Выделяются следующие области спектра:
ультрафиолетовая (U), синяя (B), визуальная (V). Эффективные длины волн
перечисленных фотометрических полос составляют 360, 440, 550 нм. В красной
области спектра исторически сложились две полосы: красная (R) и инфракрасная
(I) – так называемая система Джонсона и Кузинса, с эффективными длинами волн
640 нм и 790 нм, соответственно. Разница блеска исследуемого объекта в двух
соседних спектральных полосах получила название показателя цвета. Использование
фотометрических привязок к звездам с известным блеском (фотометрическим
стандартам) обеспечивает абсолютные измерения блеска астероидов обычно с
точностью до одного процента.
В последние 10-15 лет для проведения фотометрических наблюдений астероидов и
для поиска неизвестных астероидов начали широко использоваться ПЗС–камеры
(приборы с зарядовой связью), которые являются высокочувствительными и, по
существу, многоканальными приемниками света. ПЗС–камеры полностью вытеснили
фотографию и потеснили электрофотометры. Они дают возможность одновременно
измерять блеск всех объектов, находящихся в поле зрения. Блеск астероида
определяется относительно блеска, окружающих его звезд – звезд сравнения, что
почти полностью исключает влияние колебаний прозрачности земной атмосферы в
течение наблюдений.
2.1. Задачи фотометрических исследований астероидов
Широкополосная UBVRI фотометрия является важным источником знаний о физических
свойствах астероидов. Фотометрические наблюдения астероидов дают возможность
получать их кривые блеска. Изменение блеска астероида происходит из-за
изменения площади проекции фигуры астероида на картинную плоскость вследствие
его вращения. Кривые блеска используются для решения таких задач, как
определение величины скорости вращения, координат полюса и направления
вращения, формы астероидов, изучение оптических свойств их поверхности,
определение диаметров астероидов. Кроме того, измерения блеска позволяют
определять размеры астероида и свойства его поверхности.
2.1.1. С к о р о с т и в р а щ е н и я а с т е р о и д о в. Анализ кривых
блеска астероида, наиболее часто используется для определения вектора угловой
скорости его вращения из наземных наблюдений. По кривой блеска астероида,
наблюдавшегося в течение нескольких ночей, определяется период его осевого
вращения . Это – видимый (синодический) период вращения астероида. Скорость
осевого вращения астероида, равная , направление вращения и ориентация оси
вращения в пространстве являются основными параметрами, характеризующими
вращение астероида. Эти параметры и определяют вектор угловой скорости вращения
астероида. Методы определения периодов вращения по кривым блеска были описаны в
Главе 1. Чтобы определить ориентацию оси вращения в пространстве (координаты
полюса), необходимы длительные наблюдения астероида при различных углах аспекта
с получением полных кривых блеска. Угол аспекта – это угол в центре астероида
между направлением на наблюдателя и северный полюс астероида, определяемый как
, (2.1)
где – эклиптическая долгота и широта астероида, а – эклиптические координаты
северного полюса астероида. Для астероидов главного пояса требуются наблюдения
в течение 3-4 оппозиций. АСЗ близко подходят к Земле, угол аспекта меняется в
более широком диапазоне и задача решается за 1-2 сближения.
2.1.2. Ф о р м а а с т е р о и д о в. Амплитуда изменений блеска астероида дает
информацию о вытянутости его формы. Большая амплитуда может свидетельствовать о
вытянутой, сигарообразной форме астероида. Необходимо также учитывать, что
амплитуда изменений блеска астероида зависит и от угла аспекта (см. формулу
(2.1)), и от угла фазы . Угол фазы – это угол между направлениями
астероид-солнце и астероид-наблюдатель. Максимальная амплитуда кривой блеска
наблюдается при экваториальном аспекте ( = 90°). В модельных расчетах астероид
часто представляют трехосным эллипсоидом вращения с полуосями a > b > c [51],
причем предполагается, что вращение происходит вокруг наименьшей оси. Связь
максимальной амплитуды кривой блеска Аmax, которая наблюдается при
экваториальном аспекте, для эллипсоида с отношением полуосей имеет вид
2.1.3. Ф а з о в ы е з а в и с и м о с т и. Зависимость амплитуды кривой блеска
астероида от фазового угла определяется выражением, полученным в [119].
Значение коэффициента различно для разных таксономических типов астероидов.
Фотометрические наблюдения позволяют получать фазовые зависимости блеска
астероидов. Такие зависимости используются для изучения оппозиционного эффекта
(ОЭ) – нелинейного увеличения блеска астероидов на малых фазовых углах. Этот
эффект известен давно [55] и наблюдается у большинства безатмосферных тел
Солнечной системы. Исследование изменения блеска на малых фазовых углах очень
важно для понимания отражательных свойств поверхностей астероидов и для
проверки теоретических моделей поверхностного слоя безатмосферных небесных
тел.
Различие в оппозиционном эффекте прослеживается для всех основных
таксономических типов астероидов, как это отмечается, например, в [23]. Альбедо
поверхности астероида яв
- Київ+380960830922