Наблюдения опасных тел в ГАО РАН

Наблюдения опасных тел в ГАО РАН
А.В.Девяткин
Изучение объектов, сближающихся с Землей
• Оптические наблюдения ОСЗ до, во время и после
сближений
• Ведение баз данных объектов (ЭПОС)
• Эфемеридная поддержка наблюдений ОСЗ (ЭПОС)
• Анализ точности наблюдений ОСЗ (ЭПОС)
• Определение и улучшение орбит объектов (ЭПОС)
• Уточнение физических характеристик ОСЗ на основе
анализа фотометрических наблюдений
• Открытия новых объектов
• Пулковская страница ОСЗ, Pulkovo NEO Page:
http://www.gao.spb.ru/personal/neo
2
ОСЗ
Астрометрические наблюдения → орбиты
Моделирование орбитальной эволюции с
учетом:
•светового давления,
•эффекта Ярковского,
•тесных сближений
Кривые блеска → параметры вращения, форма
BVRI → колор-индексы,
таксономический класс
3
ЗА-320М
Система Кассегрена, D = 320 мм, F = 3200 мм
Установлен в Пулковской обсерватории
ПЗС-камера
SBIG STL-16803
4096 × 4096 пикс.
по 9 × 9 мкм,
поле зрения ≈ 40' × 40'
Наборы
светофильтров
BVRI
4
МТМ-500М
Система Кассегрена – Максутова, D = 500 мм, F = 4100 мм
Установлен на ГАС ГАО близ Кисловодска
на высоте 2100 м
ПЗС-камера
SBIG STL 1001E
1024 × 1024 пикс.
по 24 × 24 мкм,
Поле зрения ≈ 21' × 21'
Набор
светофильтров
BVRI
5
АПЕКС-II
программный пакет для обработки ПЗС-кадров
• Калибровка – подбор, синтез и применение темновых и плоских
кадров
• Сглаживание фона неба
• Выделение объектов с помощью порогового алгоритма
• Разделение слившихся изображений
• Определение центра объекта методом PSF
• Измерение потоков апертурным или PSF-методом
• Удаление шума
• Идентификация объектов с опорным каталогом
(USNO-A2,
USNO-B1, TYCHO-2, HIPPARCOS, UCAC-3, 2MASS,
пользовательские каталоги)
• Астрометрическая редукция несколькими методами
• Идентификация неизвестных объектов с использованием
модуля ЭПОС (поиск комет и астероидов)
• Визуализация кадров и выделение выбранных объектов
• Фотометрическая редукция
• Создание отчёта в стандартном формате (например, MPC)
6
ЭПОС (EPOS)
Ephemeris Program for Objects of Solar System
программный пакет для небесно-механических расчётов
и визуализации движения объектов Солнечной системы
Используется для эфемеридной поддержки и контроля наблюдений и их обработки
Пакет программ ЭПОС7 можно скачать по адресу:
http://www.epos.gao.spb.ru/personal/neo/RUS/ESUPP/main.html
Пакет программ ЭПОС8 находится в опытной эксплуатации.
7
ЭПОС: поддержка астрономических
наблюдений
•
•
•
•
•
Вычисление
эфемерид
Анализ точности
наблюдений
Идентификация
объектов
Улучшение
элементов орбит
База данных для
более 600 000
объектов
8
9
“Пулковская страница ОСЗ - Pulkovo NEO Page” –
двуязычный интернет-ресурс, содержащий информацию
об объектах, сближающихся с Землей.
(http://www.gao.spb.ru/personal/neo)
• Общие сведения (вопросы и ответы, текущий список ПОА, элементы орбит,
реальные близкие прохождения, пулковские имена, ссылки)
• Эфемеридная поддержка наблюдений (ПП ЭПОС вер. 7.x)
• Наблюдения (список АСЗ, наблюдённых в Пулково и ГАС, частично со
ссылками на данные наблюдений)
• Видимые тесные сближения со звёздами (эфемериды для ряда обсерваторий)
• Покрытия звёзд астероидами (каталоги Tycho-2, UCAC2,3, нумерованные
астероиды РФ и СНГ, АСЗ для всего земного шара)
• (O-C). Точность наблюдений (анализ точности наблюдений многих
обсерваторий мира)
10
АСЗ
Квазиспутники:
Астероиды, движущиеся в резонансе 1:1 по
среднему движению с планетой
Миссии перевода астероидов на окололунные орбиты
с целью их детального исследования и последующего
использования в качестве источника сырьевых
ресурсов.
11
Астероид 2008 TC3, упавший на Землю
Столкновение с Землёй 7 октября 2008 года
Около трети мировых наблюдений получено
на телескопе ЗА-320М
H=31.5 mag., D=3 metres,
m=35 tonnes
12
Потенциально опасный астероид 2009 WZ104
• Выполнены наблюдения на ЗА-320М и МТМ-500М
• Получено 74% мировых наблюдений
• Основная часть результатов получена впервые
700
600
500
400
300
200
100
0
Integ ral
B lue
Vis ual
R ed
Мировые
П у л ко в с ки е
н а б л ю д е н и я
н а б л ю д е н и я
Infrare
d
13
Результаты улучшения орбиты астероида 2009 WZ104
на основе мировых наблюдений и наблюдений
на МТМ-500М и ЗА-320М (на эпоху 4 января 2010 г.)
Элементы
M, °
ω, °
Ω, °
i, °
E
a, а.е.
q, а.е.
Ошибка единицы веса:
До улучшения орбиты
После улучшения орбиты
Начальные
309.06406
10.465221
263.35081
9.836916
0.19245999
0.8557043
0.691015459
Улучшенные
309.063995
10.465292
263.35076
9.836928
0.19246005
0.855704431
0.691015514
Марсден
0.41"
0.27"
Боуэлл
0.43"
0.24"
14
Анализ фотометрических наблюдений 2009 WZ104
• Оценки абсолютной звездной величины
B
V
R
I
21.17 ± 0.7m
20.52 ± 0.04m
20.34 ± 0.04m
20.60 ± 0.06m
• Показатели цвета
B–V
V–R
R–I
0.7 ± 0.7m
0.18 ± 0.05m
–0.26 ± 0.07m
15
Анализ наблюдений 2009 WZ104
• Оценка физических параметров
Класс R
Класс Q
АСЗ
Альбедо
0.3 ÷ 0.4
0.16 ÷ 0.21
0.154
Ср. плотность
2.7 г/см3
2.7 г/см3
2.6 г/см3
Диаметр
165 ÷ 191 м
227 ÷ 261 м
267 м
Масса
6.35·109 ÷ 9.85·109
кг
1.67·1010 ÷ 2.51·1010
кг
2.59·1010 кг
• Частотный анализ
P1 = (9.652 ± 0.001) ч, P2 = (19.304 ± 0.002) ч
16
Восстановление формы астероида
Предположительная форма астероида 2009 WZ104,
восстановленная по кривой блеска в интегральной полосе
17
(367943) 2012 DA14
Астероид 2012 DA14 был открыт 23 февраля 2012г.
Сближение с Землёй произошло 15 февраля 2013г.
За всю историю наблюдений астероид 2012 DA14
является наиболее крупным объектом (40 x 20 x 20 м )из
когда-либо подходивших так близко к поверхности Земли
18
Подковообразная орбита
за период 1916-2004 гг.
1-2 – квазиспутниковая орбита (2004-2013),
2-3 – циркулирующая орбита (после 15.02.2013).
Астероид 2012 DA14 совершал прямое движение
по циркулирующей (относительно Земли) орбите
до 18.02.1916. Затем он двигался в обратном
направлении
по подковообразной орбите до 2004 г. Далее до
сверхтесного сближения 15.02.2013 он являлся
19
квазиспутником Земли. После этого он опять
в прямом движении по циркулирующей орбите.
Эволюция орбиты
Изменение
геоцентрического
расстояния за
1860 – 2120
и 2001 – 2017
годы.
Изменение
элементов
орбиты за
2001 – 2017
годы.
20
Влияние светового давления
Максимальное отклонение астероида 2012 DA14 за 10 лет
альбедо 1.0
(абсолютно
белое тело)
Тип смещения
альбедо 0.44
альбедо 0.80
(светлое тело)
Вдоль
гелиоцентрического
радиус-вектора
18 км
20.4 км
21.8 км
Вдоль орбиты
223.4 км
253.4 км
270.4 км
Полное
224 км
254 км
271 км
К 2046 году возможное отклонение под действием сил
светового давления составит около 840 км.
21
Кривые блеска
22
Интерпретация
фотометрического казуса
•
23
Результаты наблюдений
В 1997–2014гг. – более 50 000 наблюдений малых тел
Точность наблюдений
0.04" – 0.40"
• Открыты:
06.11.2010 - 2010 UP67 (20.7 mag)
07.12.2010 - 2010 XA15 (20.5 mag)
04.12.2010 - 2010 XL46 (20.3 mag)
04.12.2010 - 2010 XM46 (20.2 mag)
• Переоткрыты:
22.09.2010 2010 SY11 = 2004 TR356
08.11.2010 2010 VX29 = 2008 EG30 (G96)
24.11.2010 C20N117 = 2008 FM60 (G96)
04.12.2010 NA12044 = 2005 XP17
24
Результаты анализа фотометрических наблюдений
двойных астероидов, сближающихся с Землёй
Астероид Размеры
главного
компонен
та, км
Масса, кг
Элементы
и плотность, г/см3
орбиты
спутника
2006 VV2 0.92 × 0.89 × 8.45 ×1012 ± 0.13
0.89 ± 0.05
×1012
2.71 ± 0.04
137170
(1999HF1)
2.12 ×1.77 ×
1.73 ± 0.02
5.43 ×1013 ± 0.12
×1013
a = 1.9 ± 0.2 км,
е = 0.10 ± 0.06,
i = 0.000± 0.002°
a ~ 6.2 км,
e ~ 0.1,
i ~ 2°
25
ЧИЛИ
26
АЗТ-16
Задуман
Д.Д.Максутовым
Конструкторы ЛОМО:
И.К.Павлов
М.Д.Афанасьев
Г.И.Иванов
•
•
•
•
D1=700 мм
D2=1000 мм
F=2076 мм
5х5 град.
27
28
Почтовая марка
29
AЗT-16
30
Модернизация и автоматизация телескопа
Максутова АЗТ-16 и соответствующей
инфраструктуры:
– Сохранение исходной оптики телескопа
– Разработка и запуск новой системы
управления (оборудование и программное
обеспечение).
– Установка цифровых приемников
изображений.
– Установка системы фильтров и оптических
корректоров поля для фотоприемников.
– Ремонт павильона, перепроектирование и
модернизация купола.
– Установка ограды с системой безопасности.
31
Возможности АЗТ-16М
Наличие мозаичного ПЗС-приемника
размером 17х17 см позволит:
• За 20-30 ночей возможно провести
обзор всего южного неба до 23 зв. вел.
• Открывать новые объекты размером до
20 м.
32
АЗТ-16М
• Проведено алюминирование главного
зеркала
• Пробные ПЗС-наблюдения
• ТЗ
33
Челябинский метеорит
• m (D, rsun, robs, A, F, форма тела, закон
отражения)
Движение объектов в
интервале времени
20140214.5-20140215.0
34
Орбита Челябинского метеорита
35
Челябинский метеорит
30
28
26
24
22
20
2456332
2456334
2456336
2456338
c 9 февраля по 14 февраля
36
Триангуляционные
(синхронные и квазисинхронные) наблюдения
астероида 2014 HQ124
во время сближения с Землёй 9 июня 2014 г.
Координатор – обсерватория Lohrman (Дрезден)
089 Nikolaev Astronomical Observatory, Ukraine
113 Volkssternwarte Drebach, Drebach, Germany
562 Figl Observatory, Vienna, Austria
585 Kyiv comet station, Ukraine
C01 Lohrmann Observatory, Triebenberg, Dresden, Germany
C20 Kislovodsk, Mtn. Astronomical Stn., Pulkovo Obs., Russia
38
Предварительные результаты
Одна ночь наблюдений во время сближения астероида с Землёй
позволила улучшить его орбиту. Точность полученной орбиты
сравнима с точностью, получаемой по обычным наблюдениям
за несколько месяцев
S.Eggl, A.Ivantsov, E.Gerlach, S.Böttinger, W.Thuillot, A.Baransky, A.V.Devyatkin,
E.A.Bashakova, S.A.Rusov, O.V.Shulga, Y.Sybiryakova,Y.Kozyryev, N.Kulichenko, V.Vovk
«Gaia-FUN-SSO: Triangulation Observations of 2014 HQ124» // Proceedings of «GAIAFUN-SSO-3» workshop, Paris, 24-26 Nov. 2014 (в печати).
39
Триангуляционные наблюдения астероида 2014 BL86
после его тесного сближения с Землёй
в январе-феврале 2015 г.
Кампания организована Пулковской обсерваторией
Принимали участие:
Обсерватория университета Валенсии (Испания)
Пулковская обсерватория (ЗА-320М)
Горная астрономическая станция ГАО РАН (МТМ-500М)
Тянь-Шаньская обсерватория (Казахстан)
Обсерватория ИСЗФ СО РАН (Монды)
и др.
+ Обсерватория Cerro Calan (Чили)
Ведётся обработка наблюдений
40
Типы (орбит) астероидов,
сближающихся с Землей
Amor
Apollo
Aten
IEO
Земля
Солнце
41
Статистическое исследование направлений и
скоростей подлёта к Земле ПОА
Средние величины: –27º.3 и 26º.2
42
Скорости подлета к Земле ПОА
Среднее значение 15.9 км/с
43
Спасибо за внимание!
44