za_neptunie (za_neptunie) wrote,
za_neptunie
za_neptunie

Category:

Растет число успешных наблюдений покрытий звезд объектами за орбитами Юпитера и Нептуна



Результаты наблюдений трех покрытий небольшого койпероида 2014 MU69 – второй цели “Новых горизонтов”, проведенных с помощью небольших наземных 40-см телескопов


    В недавней публикации в Архив.орг приводится подробный обзор по звездным покрытиям ТНО (транснептуновых объектов) и Кентавров. Исторически долгое время единственными ТНО, для которых удалось наблюдать подобные события были Плутон и Харон. Так первая попытка пронаблюдать покрытие для Плутона относится к 1965 году,  а первые успешные наблюдения для Харона и Плутона были проведены в 1980 и 1988 годах.

   Это не является удивительным, так как десятки лет система Плутона оставалась единственным известным объектом за орбитой Нептуна. Лишь в 1992 году были обнаружены новые объекты пояса Койпера. В общей сложности с октября 2009 года по май 2019 года удалось пронаблюдать 43 покрытия 22 различных ТНО. В дополнение за этот период наблюдалось 28 покрытий от 6 различных Кентавров. Как известно, Кентаврами называются объекты, орбиты которых лежат между орбитой Юпитера и орбитой Нептуна.


  Каждое успешное наблюдение покрытий даже на небольших телескопах требует трудоемких предварительных наблюдений на больших телескопах (успешным является лишь одно наблюдение покрытия из 5.5 попыток). Это связано с необходимостью уточнения орбиты объектов за орбитами Юпитера или Нептуна. Лишь несколько из трех тысяч известных на сегодня объектов Солнечной Системы с большими полуосями орбиты больше 15 астрономических единиц наблюдались в течение нескольких десятков лет. В результат этого для большинства из известных ТНО и Кентавров с видимым блеском тусклее 20 звездных величин неопределенность положения достигает многих сотен миллисекунд (mas), в то время как типичный угловой размер 300 километрового ТНО в 40 а.е. от Земли составляет 10 миллисекунд (10 mas).



    Даже для 40 крупнейших ТНО типичная неопределенность положения составляет 300-500 mas. В тоже время ожидается, что в будущем орбиты крупных ТНО и Кентавров будут существенно уточнены за счет реализации крупных обзоров, как астрометрическая миссия Gaia или космологические обзоры крупных обзорных телескопов имени Бланко (камера DECam), Субару (камера HSC) и LSST.



Прибытие главного зеркало на место стройки LSST. На этот телескоп возлагаются основные надежды в будущих перспективах наблюдений покрытий ТНО.

   В работе приводится полный список наблюдавшихся покрытий ТНО и Кентавров (за исключением хорошо изученной системы Плутона):




   Как видно из таблицы, чаще всего покрытия наблюдались для уникального крупного Кентавра Харикло с обнаруженной системой колец. Это объясняется тем, что в настоящее время объект пролетает через плотные звездные поля Млечного Пути. В общей сложности наблюдалось 20 покрытий Харикло. Это даже больше, чем наблюдалось покрытий для Плутона. Плутон тоже сейчас находится в районе плотных звездных полей центра Млечного Пути.

   На втором месте идет первая известная находка группы М. Брауна – Кваовар (7 покрытий), на третьем месте безымянный крупный ТНО (2003 AZ84 ) с H=3.6 и четырьмя наблюдавшимися покрытиями.

    По три покрытия наблюдались для Варуны (H=3.6), 2003 VS2 (H=4.2), 2014 MU69 (H=11.1) и относительно крупного Кентавра Биенор (H=7.5). По два наблюдавшихся покрытия отмечено для Эриды, Орка со спутником Вант, 2002 TX300  (H=3.4), 2002 KX14 (H=4.7) и одного из крупнейших Кентавров Хирона (H=5.8).

   По одному покрытию наблюдалось для Макемаке,  Седны, Иксиона, Варды, 2007 UK126  (H=3.3), 2010 EK139  (H=3.9), 2004 PF115  (H=4.3), 2005 RM43  (H=4.4), 2002 WC19   (H=4.7), 2004 NT33 (H=4.8), 2002 VE95  (H=5.3), 2015 TG387  (H=5.5), 2003 FF128 (H=6.7), 2005 TV189 (H=7.5),
а также для небольших Кентавров 2002 GZ32 (H=6.9), Асбол с H=9.1 и Эхекл (другие обозначения 2000 EC98, 2002 GJ27 и 174P) с H=9.5.

    Интересным является факт, что многие из наблюдавшихся покрытий до сих пор не опубликованы. Особенно интересным является неопубликованное наблюдение покрытия Эриды в 2013 году. Даже о самом факте успешного наблюдения второго покрытия Эриды никогда ранее не сообщалось.

   В целом число наблюдений успешных покрытий быстро растет:



   Быстрый рост количества наблюдений во многом связан с публикацией точнейших звездных каталогов (DR1 и DR2) от астрометрической миссии Gaia.

   Большинство наблюдавшихся покрытий зарегистрированы у достаточно тусклых звезд. Так число звезд в покрытиях с видимым блеском в 18 звездных величин и ярче, в 7 раз больше, чем число аналогичных звезд с видимым блеском в 15 звездных величин и ярче. В связи с этим большие надежды возлагаются на будущие космологические обзоры (прежде всего LSST), которые должны составить точные астрометрические каталоги очень тусклых звезд (к примеру, до 26-27 звездной величины). Естественно при наблюдениях покрытий тусклых звезд требуются всё более крупные телескопы (для наблюдений звезды 18 звездной величины необходим телескоп с апертурой не меньше 40 см).

   Тем не менее, большим минусом крупных телескопов является то, что их существует крайне мало. В связи с этим больше половины из наблюдавшихся покрытий приходится на Чили, страну с лучшим астроклиматом. Именно здесь и наблюдается максимальная концентрация крупных телескопов в мире.

   Наблюдения с помощью нескольких телескопов с разным положением (мультихордовые наблюдения) позволяют определять форму объектов Солнечной Системы. Особенно, это актуально для небольших ТНО и Кентавров с неправильной формой. В связи с этим остаются актуальными сети из нескольких десятков небольших мобильных телескопов. Так как для небольших телескопов существует возможность наблюдать лишь покрытия ярких звезд, то наибольшей проблемой остаётся высокая неопределенность орбит ТНО (так после первых релизов телескопа Гайя положение ярких звезд известно с точностью лучше 50 mas, в то время как типичная неопределенность орбит даже крупных ТНО составляет около 300 mas). В связи с этим сейчас группы занимающиеся наблюдением покрытий концентрируют усилия на повышение точности определения орбит 50 крупнейших ТНО и Кентавров. Особенно актуально уточнение орбиты ТНО за несколько дней до предполагаемого события. Кроме того отмечается, что успешное наблюдение покрытия ТНО уменьшает погрешность положения его орбиты до 10 mas и лучше (это типичный угловой размер 300-км ТНО в 40 а.е. от Земли).

    С другой стороны, будущие глубокие обзоры неба многократно увеличат число известных ТНО с точнейшей астрометрией (у LSST астрометрическая погрешность определения положения звезды 24 звездной величины составляет 74 mas, а для звезды 21 звездной величины всего лишь 11 mas). В результате этого ожидается, что после 10-летнего обзора LSST станет возможным в год прогнозировать в среднем по 10 покрытий для каждого ТНО у звезд 20-22 звездной величины. В итоге через 10-20 лет появится возможность прогнозировать каждый год десятки тысяч покрытий ТНО, из них несколько тысяч будут происходить у достаточно ярких звезд (18 звездной величины и ярче). Для сравнения большинство любительских сетей телескопов в США, Европе, Японии, Австралии и Новой Зеландии нацелены на астероидные покрытия ярких звезд (ярче 14 звездной величины) с помощью небольших телескопов (диаметр меньше 30 см).

Интересно отметить, что на последней конференции Американского астрономического сообщества (AAS) прозвучал доклад Malena Rice и Gregory Laughlin (Yale University) по разработке системы, состоящей сразу из двух тысяч небольших фотометрических телескопов с целью мониторинга яркости звезд каталога Гайя (DR2) с видимым блеском слабее 15 звездных величин. Ожидается, что подобный проект сможет зарегистрировать покрытия от всех типов объектов Солнечной Системы (околоземных астероидов, астероидов главного пояса, троянцев Юпитера и Нептуна, объектов пояса Койпера) и даже от межзвездных объектов (наподобие 1I). Называлось несколько ключевых преимуществ данного проекта:
- радикальное улучшение точности определения орбит объектов Солнечной Системы, и соответственно существенный прогресс в уточнение динамической модели Солнечной Системы. В частности наблюдения позволят окончательно прояснить вопрос наличия массивных неоткрытых планет во внешней периферии Солнечной Системы, а также упростить навигацию межпланетных зондов.
- обнаружение и определение формы объектов Солнечной Системы размером вплоть до 10 метров (для относительно близких астероидов).
-  объективная статистика популяции объектов Солнечной Системы различных размеров.

    Кроме развития наблюдательных сетей авторы статьи называют ещё несколько важных направлений использования астрономических инструментов. Во-первых, это применение очень больших телескопов с диаметром зеркала в 20-40 метров. Их использование позволяет прогнозировать и наблюдать покрытия у крайне тусклых звезд – подобные покрытия являются очень частыми. Другим интересным направление является использование самолетных и аэростатных обсерваторий, которые очень существенно расширяют географию положения наблюдателей (как известно 70% поверхности Земли занимают океаны). Ещё одним интересным направлением является использование черенковских телескопов, предназначенных для регистрации оптических вспышек (черенковского излучения) от частиц космических лучей. Отмечается, что сегодня подобные детекторы способны регистрировать звезды до 13 звездной величины с крайне высокой частотой каденции (частота каденции является очень важной, так частота в 0.1 секунду и SNR=10 позволяет выявлять топографические детали поверхности ТНО или его колец с шириной в километр). Более того в будущем ожидается ещё больший рост чувствительности подобных установок.





Краткая схема крупнейшего планируемого детектора для регистрации черенковского излучения космических лучей (проект CTA).

   Другим перспективным направлением называется использование радиотелескопов. Так отмечается, что в последние годы появились первые успешные наблюдения радиозатмений от астероидов. В будущем, с ростом чувствительности радиотелескопов (прежде всего в связи с реализацией проекта SKA) подобные наблюдения становятся возможными и для ТНО. Но большим минусом этого направления является тот факт, что число каталогизированных радиоисточников на много порядков меньше, чем число каталогизированных звезд. С другой стороны большим плюсом этого направления является высокая астрометрическая точность радиоинтеферометрических массивов телескопов, а также большое распространение систем из нескольких радиотелескопов.

    В дополнение можно отметить ещё одно направление – регистрация покрытий ТНО с помощью рентгеновских телескопов. Отмечается, что подобный метод обладает повышенной чувствительностью к более мелким и отдаленным ТНО, в том числе объектам облака Оорта.  Естественно, что у этого направления тот же минус, что и у направления регистрации радиозатмений: небольшое количество каталогизированных рентгеновских источников. Но со скорым запуском российского космического телескопа “Спектр-РГ” эта проблема должна значительно уменьшиться:



    По оценкам “Спектр-РГ” каталогизирует несколько миллионов рентгеновских источников. Это число сравнимо с текущим количеством каталогизированных радиоисточников.

    В дополнение стоит отметить, что продолжают поступать интересные новости от нового уникального обзора DDOSSS (Deep DECam Outer Solar System Survey). Этот крупный обзор пояса Койпера по проницанию значительно превышает даже будущий обзор LSST. Вторая наблюдательная компания нового обзора в первых числах мая снова принесла кандидат в один из самых удаленных ТНО из известных. Текущие логи наблюдений по внеплановой программе 8-метрового северного телескопа Джемини GN-2019A-DD-105 Sheppard Urgent Recovery of the Most Distant Objects in Our Solar System:



     Новый кандидат, который судя по названию находится примерно в 140 а.е. от Земли, обнаружен в районе с координатами 126.2425 и 34.66805556. Эти координаты совершенно не похожи на координаты апрельских кандидатов:

Object70au
RA      =         172.97708333 / Right Ascension                             
DEC     =          12.08611111 / Declination of Target

Object90au
RA      =         177.85833333 / Right Ascension                             
DEC     =           9.66444444 / Declination of Target  

Object100au
RA      =              137.535 / Right Ascension                             
DEC     =          24.36861111 / Declination of Target

Object200au
RA      =             182.8125 / Right Ascension                             
DEC     =           7.52416667 / Declination of Target
Tags: ТНО (транснептуновый объект), обзоры, покрытия, статистика
Subscribe
promo za_neptunie july 10, 2014 20:36 8
Buy for 30 tokens
Число постов в блоге перевалило за сотню, поэтому я решил систематизировать их по различным тематиками. Это поможет мне и моим читателям быстрее находить в блоге интересную информацию. Последнее обновление от 4 августа 2014 года Венера Новая книга о Венере Венера-Экспресс готовится к…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 6 comments