Исследование избранных двойных и кратных астероидов из группы АСЗ и главного пояса на основе фотометрических наблюдений
Диссертация
На основе полученных фотометрических наблюдений астероидов и их анализа были построены модели исследуемых объектов. Сравнение модельных кривых блеска с наблюдениями позволило определить неизвестные физические параметры избранных для исследования астероидов, к числу которых относятся масса, плотность, размеры и форма компонентов, элементы орбит спутников, параметры, характеризующие отражательные… Читать ещё >
Содержание
- Актуальность темы
- Цели работы
- Научная новизна работы
- Научная и практическая значимость работы
- Достоверность результатов
- На защиту выносится
- Апробация результатов
- Структура и объем диссертации
- Содержание работы
- Личный вклад автора диссертации в проведённое исследование
- Список опубликованных работ
- Глава I. Двойные и кратные астероиды в Солнечной системе
- 1. 1. Открытие кратных астероидов в Солнечной системе
- 1. 2. Методы определения двойственности астероидов
- 1. 2. 1. Получение прямых изображений
- 1. 2. 2. Спекл-интерферометрия
- 1. 2. 3. Радиолокация
- 1. 2. 4. Наблюдения покрытий
- 1. 2. 5. Фотометрия
- 1. 3. Построение моделей кратных астероидов
- 1. 4. Гипотезы происхождения кратных астероидов в Солнечной системе
- Глава II. Инструменты и вспомогательное программное обеспечение для исследования кратных астероидов
- 2. 1. Автоматизированные телескопы 3A-320M и МТМ-500М
- 2. 2. Программное обеспечение для автоматического определения положения трубы телескопов 3A-320M и МТМ-500М
- 2. 2. 1. Схема видеоотсчетного устройства
- 2. 2. 2. Определение отсчета лимба
- 2. 2. 3. Предварительная обработка изображений с лимбов
- 2. 2. 4. Определение целой части отсчета (градусы)
- 2. 2. 5. Определение дробной части отсчета (минуты и секунды)
- 3. 1. Принцип организации наблюдений двойных и кратных астероидов
- 3. 1. 1. Длинные ряды фотометрических наблюдений
- 3. 1. 2. Короткие ряды фотометрических наблюдений
- 3. 2. Обработка фотометрических наблюдений
- 3. 2. 1. Обработка наблюдений с помощью программных пакетов АПЕКС-I и АПЕКС-И
- 3. 2. 2. Дифференциальная фотометрия
- 3. 2. 3. Привязка к фотометрическим стандартам
- 3. 2. 4. Приведение наблюдательных данных к одному расстоянию и учет изменения угла фазы
- 3. 3. Частотный анализ полученного ряда наблюдений
- 3. 3. 1. Метод CLEAN
- 3. 3. 2. Метод Скаргла
- 3. 3. 3. Вейвлет-анализ
- 3. 4. Определение параметров астероида из фотометрических наблюдений
- 3. 4. 1. Определение абсолютной звездной величины и параметра наклона (з1оре-параметра)
- 3. 4. 2. Определение размеров астероида
- 3. 4. 3. Определение формы, а также координат полюса и периода осевого вращения астероида
- 4. 1. Моделирование систем двух и трех тел
- 4. 1. 1. Упрощенная модель системы двух тел
- 4. 1. 2. «Полная» модель системы двух и трех тел
- 4. 2. Моделирование кривой блеска астероида
- 4. 2. 1. Построение изображения астероида произвольной формы
- 4. 2. 2. Закон отражения Ломмеля — Зеелигера
- 4. 2. 3. Закон отражения Люмме — Боуэлла
- 4. 2. 4. Закон отражения Хапке
- 4. 2. 5. Учет затмений в системе двух или трех тел
- 4. 2. 6. Учет покрытий в системе двух или трех тел
- 4. 3. Программное обеспечение для реализации процесса моделирования кратных астероидов
- 5. 1. Исследование двойного астероида 2006 УУ2 из группы АСЗ
- 5. 1. 1. Общие сведения
- 5. 1. 2. Наблюдения
- 5. 1. 3. Определение показателей цвета и абсолютных звездных величин астероида 2006 УУ
- 5. 1. 4. Определение таксонометрического класса астероида 2006 УУ
- 5. 1. 5. Определение формы главного компонента и построение модели двойной системы астероида 2006 УУ
- 5. 1. 6. Определение периода осевого вращения главного компонента астероида
- 5. 1. 7. Последующие сближения астероида 2006 VV2 с Землей
- 5. 1. 7. Выводы
- 5. 2. Исследование двойного астероида главного пояса (90) Antiope
- 5. 2. 1. Общие сведения
- 5. 2. 2. Наблюдения
- 5. 2. 3. Оценка slope-параметра астероида (90) Antiope
- 5. 2. 4. Построение модели двойного астероида (90) Antiope
- 5. 2. 5. Выводы
- 5. 3. Исследование тройного астероида главного пояса (45) Eugenia
- 5. 3. 1. Общие сведения
- 5. 3. 2. Наблюдения
- 5. 3. 3. Уточнение формы главного компонента
- 5. 3. 4. Моделирование тройной системы астероида (45) Eugenia
- 5. 3. 5. Моделирование кривой блеска астероида (45) Eugenia на длительном интервале времени
- 5. 3. 6. Выводы
- 5. 4. Исследование двойного астероида главного пояса (762) Pulcova
- 5. 4. 1. Общие сведения
- 5. 4. 2. Наблюдения
- 5. 4. 3. Уточнение формы главного компонента
- 5. 4. 4. Моделирование двойной системы астероида (762) Pulcova
- 5. 4. 5. Моделирование кривой блеска астероида (762) Pulcova на длительном интервале времени
- 5. 4. 6. Выводы
- 5. 5. Исследование двойного астероида 137 170 (1999 HF1) из группы АСЗ
- 5. 5. 1. Общие сведения
- 5. 5. 2. Наблюдения и моделирование орбиты спутника
- 5. 5. 3. Моделирование кривой блеска двойного астероида 137 170 (1999 HF1)
- 5. 5. 4. Выводы
- 5. 6. Исследование тройного астероида главного пояса (87) Sylvia
- 5. 6. 1. Общие сведения
- 5. 6. 2. Наблюдения
- 5. 6. 3. Определение формы главного компонента астероида (87) Sylvia
- 5. 6. 4. Моделирование кривой блеска астероида (87) Sylvia
- 5. 6. 5. Выводы
- 5. 7. Исследование двойного астероида главного пояса (22) Kalliope
- 5. 8. Исследование двойного астероида главного пояса (1313) Вегпа
- 5. 8. 1. Общие сведения
- 5. 8. 2. Сравнение модельных кривых блеска с наблюдениями
- 5. 8. 3. Выводы
Список литературы
- Аллен К.У. «Астрофизические величины». М., Мир, 1977, 446 с.
- Блажко С.Н. «Курс практической астрономии». М., Наука, 1979, 439 с.
- Верещагина И.А., Шор В.А. «О динамике возможной двойной системы астероида 1220 Крокус» // ИЗВ. ГАО, № 218, 2006а, с.61−68.
- Верещагина И.А., Бехтева A.C., Куприянов В. В. «Автоматизация процесса астрономических наблюдений на зеркальном астрографе 3A-320M. III. Новый алгоритм определения отсчетов лимбов» // ИЗВ. ГАО, № 218, 2006b, с. 327−338.
- Верещагина И.А., Девятикн A.B., Горшанов Д. Л. «Модели двойных астероидов (137 170) 1999 HF1 и 2006 W2, сближающихся с Землей» // ИЗВ. ГАО, т. 219, вып. 1, 2010а.
- Верещагина И.А., Девяткин A.B., Горшанов Д. Л., Карашевич C.B., Найден Я. Н., Соков E.H. «Фотометрия и построение моделей некоторых двойных и кратных астероидов главного пояса и группы АСЗ» // ИЗВ. ГАО, Т.219, вып. 4, 2010b.
- Виноградова Т.А., Железнов Н. Б., Кузнецов В. Б., Чернетенко Ю. А. и др. «Каталог потенциально опасных астероидов и комет» // Труды ИПА РАН, вып. 9, С-Петербург, 2003.
- Витязев В.В. «Вейвлет-анализ временных рядов». Издательство С.-Петербургского университета, 2001а, 58 с.
- Витязев B.B. «Анализ неравномерных временных рядов». Издательство С.-Петербургского университета, 20 016, 67 с.
- И) Девяткин A.B. «Учет эффекта фазы при обработке меридианных и фотографических наблюдений больших планет и их спутников» // Автореф. канд. диссерт., 1991, Л., 11 с.
- Девяткин A.B., КанаевИ.И., Кулиш А. П., Рафальский В. Б., Шумахер A.B., Куприянов В. В., БехтеваА.С. «Автоматизация астрономических наблюдений на 3A-320.II.» // ИЗВ. ГАО, № 217, 2004, с. 505−530.
- Девяткин A.B., Кулиш А. П., Шумахер A.B., Верещагина И. А., Куприянов В. В., Бехтева A.C. «Оптический датчик угла положения автоматизированного телескопа 3A-320M Пулковской обсерватории» // Оптический журнал, том 75, № 1, 2008, с. 73−79.
- Девяткин A.B., Горшанов Д. Л., Куприянов В. В., Верещагина И. А. «Программные пакеты „Апекс-I“ и „Апекс-Ii“ для обработки астрономических ПЗС-наблюдений» // Астрономический вестник, т. 43, № 6, 2009b.
- Девяткин A.B., Львов В. Н., Горшанов Д. Л., Верещагина И. А., Куприянов В. В. «Астромерия и фотометрия тел Солнечной системы». Сб. «Астрономические исследования в Пулкове сегодня», под ред. A.B. Степанова, Спб, ВВМ, 2009, с.278−294.
- Дубошин Г. Н. «Небесная механика. Основные задачи и методы». ФМ, 1963.
- Железнов Н.Б. «Поступательно-вращательное движение в системе двойного астероида и моделирование его световых кривых» // Автореф. канд. диссер., СПб, 2002.
- КанаевИ.И., Девяткин А. В., Кулиш А. П., ГрицукА.Н., Шумахер А. В. «Система наведения зеркального астрографа 3A-320» // ИЗВ. ГАО, № 214, 2000, с. 523−532.
- Корнилов В.Г., Волков И. М., Захаров А. И., Козырева B.C. и др. «Каталог WBVR-величин ярких звезд северного неба». Труды ГАИШ, т. LXIII, изд. МГУ, 1991, 400 с.
- Кулиш А.П., Девяткин А. В., Рафальский В. Б. и др. «Автоматизация комплекса телескопа МТМ-500М» // ИЗВ. ГАО, № 219, 2009, с. 192−218.
- Львов В. Н, Смехачева Р. И., Цекмейстер С. Д. «ЭПОС. Программная система для решения эфемеридных задач, связанных с объектами Солнечной системы. Руководство пользователя» // ГАО РАН, 1999, 28 с.
- Мюррей К., Дермотт С. «Динамика Солнечной системы». Изд. Физматлит, Москва, 2009.
- Прокофьева В.В., ТаращукВ.П., Горькавый Н. Н. «Спутники астероидов» //УФН, 165(6), 1995, с.661−687.
- Страйжис В. «Многоцветная фотометрия звезд». Изд. «Москлас», Вильнюс, 1977.
- Arlot J.E., Lecacheux J., Richardson Ch., Thuillot W. «А possible satellite of (146) Lucina» // Icarus, vol. 61, 1985, p.224−231.
- Behrend R., Bemasconi L., Roy R., Klotz A. et al. «Four new binary minor planets: (854) Frostia, (1089) Tama, (1313) Berna, (4492) Debussy» // A&A, 446(3), 2006, p. l 177−1184.
- Betzler, Alberto Silva, and Alberto Brum Novaes, «Observations of V-type binary near-Earth asteroids 2006 VV2 and 2008 BT18» \ Minor Planet Bulletin, vol. 36, № 3, 2009, p. 94−95.
- Binzel R. «Is 1220 Crocus a precessing binary asteroids?» // Icarus, vol. 63, № 1, 1985.
- Bowell E., McMahon J., Home K., A’Hearn M. et al. «A possible satellite of Herculina» // Bulletin of Am. Ast. Soc., vol. 10, 1978, p.594.
- Bowell E., Hapke B., Domingue D., et al. «Application of photometric models to asteroids» // ed. R. Binzel, T. Gehrels, &M.S.Matthews (Tucson: University of Arizona Press), 1989, p.524.
- Brown M.E., van Dam M.A., Bouchez A.H., Le Mignant D. et al. «Satellites of the Largest KuiperBelt Oblects» // Astroph.J., v. 639, 1, p. L43-L46, 2006.
- Cellino A., Pannunzio R., ZappalaV., Farinella P. et al. «Do we observe lightcurves of binary asteroids?» // A&A, vol. 144, № 1, 1985.
- Davis, R. G. «High Precision Lightcurves for (762) Pulcova» // The Minor Planet Bulletin, vol. 28, 2001, p.10−12.
- Descamps, P.- Marchis, F.- Michalowski, T.- Vachier, F.- Colas, F.- Berthier, J.- Assafm, M.- Dunckel, P. B.- Polinska, M.- Pych, W.- Hestroffer, D.-Miller, K. P. M.- Vieira-Martins, R.- Birlan, M.- Teng-Chuen-Yu, J.-P.- Peyrot, A.-
- Payet, B.- Dorseuil, J.- Leonie, Y.- Dijoux, T. «Figure of the double Asteroid (90) Antiope from adaptive optics and lightcurve observations» // Icarus, vol. 187, Issue 2, 2007, p. 482−499.
- Descamps, P., Marchis, F., Devyatkin, A., Verestchagina, I. et al. «New determination of the size and bulk density of the binary Asteroid (22) Kalliope from observations of mutual eclipses» Icarus, vol. 196, Is. 2, p. 578−600. 08/2008.
- Durech J., Kaasalainen M. «Photometric signatures of highly nonconvex and binary asteroids» // A&A, 404, 2003, p.709−714.
- Durech J., Grav T., Jedicke R., Kaasalainen M. et al. «Asteroid Models from the Pan-STARRS Photometry» // Earth, Moon, and Planets, vol. 97, Is. 3−4, 2005, p. 179−187.
- Hansen, A. T.- Arentoft, T.- Lang, K. «The Rotational Period of (90) Antiope» // The Minor Planet Bulletin, Bulletin of the Minor Planets Section of the Assoc iation of Lunar and Planetary Observers, vol. 24, 1997, p.17.
- Hapke B. «Bidirectional Reflectance Spectroscopy. I. Theory.» // Journal of geophysical research, vol. 86, 1981a, p.3039−3054.
- Hapke B., Wells E. «Bidirectional Reflectance Spectroscopy. II. Experiments and observations.» // Journal of geophysical research, vol. 86, 1981b, p.3055−3060.
- Hapke B. «Bidirectional Reflectance Spectroscopy. III. Correction for macroscopic roughness.» // Reports of Planetary Geology Program, 1981c, p.475.
- Hapke B. «Bidirectional Reflectance Spectroscopy. IV. The extinction coefficient and the opposition effect.» // Icarus, vol. 67, 1986, p.264−280.
- Hapke B. «Bidirectional Reflectance Spectroscopy. V. The Coherent Backscatter Opposition Effect and Anisotropic Scattering.» // Icarus, vol. 157, 2002, p.523−534.
- HairerE., Norsett S.P., Wanner G. «Solving Ordinary Differential Equations. I. Nonstiff Problems. 2nd edition». // Springer Series in Computational Mathematics, Springer-Verlag, 1993.
- Hartmann W.K. «Diverse puzzling asteroids and possible unified explanation». //Univ. of Arizona Press., 1979, p.466−479.
- Hudson R.S., Ostro S.J., Harris A.W. «Constraints on Spin State and Hapke Parameters of Asteroid 4769 Castalia Using Lightcurves and a Radar-Derived Shape Model» // Icarus, vol. 130, № 1, 1997, p.165−176.
- Kaasalainen M., Lamberg L., Lumme K. «Interpretation of lightcurves of atmosphereless bodies. II. Practical aspects of inversion» // A&A, vol. 259, 1992, p.333−340.
- Kaasalainen M., Torrpa J. «Optimization methods for asteroid lightcurve inversion. I. Shape determination» //Icarus, vol. 153, 2001a, p.24−36.
- Kaasalainen M., Torrpa J., Muinonen K. «Optimization methods for asteroid lightcurve inversion. II. The complete inverse problem» // Icarus, vol. 153, 2001b, p.37−51.
- Kaasalainen M., Torrpa J., Piironen J. «Models of twenty asteroids from photometric data» // Icarus, vol. 159, 2002, p.369−395.
- Karttunen H. «Modelling asteroids brightness variations. I. Numerical methods» // A&A, vol. 208, № ½, 1989.
- Knerr, S., Personnaz, L. & Dreyfus, G. «Handwritten digit recognition by neural networks with single-layer training». // IEEE Transactions on Neural Networks 3, 1992, p. 962−968.
- Lagerkvist C.-I., Williams I.P. «Physical studies of asteroids. XV. Determination of slope parameters and absolute magnitudes for 51 asteroids» // A&A, vol. 68, 1987, p. 295−315.
- Lommel E. «Sitzungsberichte der math.-phys. Classe der K.b.» // Akad. der Wissenschaften zu Munchen, vol. 17, № 1, 1887, p. 96.
- Lumme K., Bowell E. «Radiative transfer in the surfaces of atmosphereless bodies. I. Theory». // Astronomical J., vol. 86, Is. 11, 1981a, p. 1694−1705.
- Lumme K., Bowell E. «Radiative transfer in the surfaces of atmosphereless bodies. II. Interpretation of phase curves». // Astronomical J., vol. 86, Is. 11, 1981b, p.1705−1721.
- Marchis F., Descamps P., Hestroffer D., Berthier J. «Discovery of the triple asteroidal system (87) Sylvia» //Nature, vol. 436, 2005, p.822−824.
- Marchis F., Kaasalainen Mi, Horn E. et al. «Shape, size and multiplicity of main-belt asteroids» // Icarus, vol. 185, № 1, 2006, p.39−63.
- Marchis, F.- — Descamps,. P.- Baek, M-- Harris, A. W.- Kaasalainen, Mi-- Berthier, J.- Hestroffer, D.- Vachier, F. «Main- belt binary asteroidal systems with circular mutual orbits» // Icarus, vol- 196, Issue 1, 2008, p. 97−118.
- Margot J.L., Nolan M.C., Benner E.A.M-, Ostro S. J: «Radar- Observations of Binary Asteroid 2000 DPI 07» // 32nd Annual Lunar and Planetary Science Conference, Houston Texas, abstract no. 1754, March 12−16, 2001.
- Merlin W.J., Close L.M., Dumas C., Shelton J.C. «Discovery of Companions to Asteroids (762) Pulcova and (90) Antiope by Direct Imaging» // American Astronomical Society, DPS Meeting #32, #13.06- Bulletin of the
- American Astronomical Society, vol. 32, 2000, p. 1017.
- Michalowski,. T.- Colas, F.- Kwiatkowski, T.- Kryszczynska, A.- Velichko, F. P.- Fauvaud, S. «Eclipsing events in the binary system of the asteroid (90) Antiope» // Astronomy and Astrophysics, vol: 396, 2002, p.293−299.
- Morbidelli A., Levison H., Bottke W. «Formation of the binary near-Earth object 1996 FG3: Can binary NEOs be the source of short-CRE meteorites?» // Icarus, vol. 41, № 6, 2006, p.875−887.
- Nagy, Imre- Suli, Aron- Erdi, Balint «Stability of the orbit of a third body in binary asteroid systems» II Journal of Physics: Conference Series, vol. 218, Issue 1,2010, p. 12 017.
- Oey, Julian «Lightcurves analysis of 10 asteroids from Leura Observatory"// The Minor Planet Bulletin (ISSN 1052−8091). Bulletin of the Minor Planets Section of the Association of Lunar and Planetary Observers, vol. 33, № 4, 2006, p. 96 99.
- Ostro J.S., Hudson R.S., Rosema K.D., Giorgini J.D. «Asteroid 4179 Toutatis: 1996 Radar Observations» // Icarus, vol. 137, 1999, p.122−139.
- Ostro J.S., Margot J.L., Nolan M.C., Benner L.A.M., Jurgnes R.F., Giorgini J.D. «2000 DP 107» // IAU Circ. 7496, 2000.
- Ostro J.S., Margot J.L., Benner L.A.M., Giorgini J.D. et al. «Radar imaging of binary near-Earth Asteroid (66 391) 1999 KW4» // Science, 314, 2006, p.1276−1280.
- Polishook, D.- Brosch, N.- Prialnik, D.- Kaspi, S. «Simultaneous spectroscopic and photometric observations of binary asteroids» // Meteoritics & Planetary Science, vol. 44, Issue 12, 2009, p.1955−1966.
- Pravec, Petr, Sarounova, Lenka, Hicks, Michael D., Rabinowitz, David L., Wolf, Marek, Scheirich, Peter, & Krugly, Yurij N. «Two Periods of 1999 HF1-Another Binary NEA Candidate» // Icarus, vol. 158, 2002, p. 276−280.
- Prokofeva V.V., Bochkov V.V., Busarev V.V. «On the possible binary asteroid 21 Lutetia from analysis of simultaneous BVR observations» II Solar System Research, vol. 40, № 6, 2006, p.468−476.
- Seeliger H. Zur «Theorie der Beleuchtung der grossen Planeten, insbesondere des Saturn» // Abh. Bayer. Akad. Wiss. Math. Naturwiss, Kl. 16, 1887, p. 405−516.
- ScargleJ.D. «Studies in Astronomical Time Series Analysis. II. Statistical Aspects of Spectral Analysis of Unevenly Spaced Data» // Ap.J., 263, 1982, p. 835−853.
- Scheirich P., Pravec P. «Modeling of lightcurves of binary asteroids»// Icarus, vol. 200, Issue 2, 2009, p. 531−547.
- Scheeres D.J., Fahnestock E.G., Ostro S.J., Margot J.L. «Dynamical configuration of binary near-Earh Asteroid (66 391) 1999 KW4"// Science, 314, 2006, p. 1280−1283.
- Stephens, R. D. «Asteroid Photometry at Santana Observatory: Results for 691 Lehigh (762) Pulcova, and 971 Alsatia» // The Minor Planet Bulletin, vol. 27, 2000, p.27−28.
- Stephens R., Warner B.D., Pravec P. «1857 Parchomenko: a possible main-belt binary asteroids» // The Minor Planet Bulletin, 33(3), 2006, p.52.
- Tholen D. J., Barucci M. A. «Asteroid taxonomy». In Asteroids II, R.P. Binzel, T. Gehrels, M.D. Matthews (eds), Univ. of Ariz., 1989, p. 298−315.
- Walsh K.J., Richardson D.C. «Binary near-Earth asteroid formation: Rubble pile model of tidal disruption» // Icarus, vol. 180, № 1, 2006, p.201−216.
- Warner B., PrayD.P., PravecP., KusnirakP. «A new main belt asteroid: (34 796) 2001 OP83» I I The Minor Planet Bulletin, 33(3), 2006, p.57.
- Wolters, Stephen D., Green, Simon F., McBride, Neil, & Davies, John K. «Optical and thermal infrared observations of six near-Earth asteroids in 2002» //Icarus, vol. 175, 2005, p. 92−110.