Визначення параметрів обертання, форми та зміщення фотоцентра астероїдів методами чисельного моделювання

Визначення координат полюсів, сидеричних періодів, напрямку обертання та форми астероїдів з використанням методів чисельного моделювання. Шляхи вдосконалення даної методики. Фотометричні спостереження астероїдів для визначення їх параметрів обертання.

Рубрика Астрономия и космонавтика
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 28.07.2014
Размер файла 44,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Визначення параметрів обертання, форми та зміщення фотоцентра астероїдів методами чисельного моделювання

Автореферат

дисертацїї на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Походження осьового обертання кожного астероїда окремо та його еволюція тісно пов'язані із загальним формуванням та умовами еволюції поясу астероїдів у цілому. Детальне вивчення розподілу осьового обертання астероїдів дає можливість підійти до вирішення ряду важливих космогонічних задач поясу, пов'язаних з умовами росту тіл в протопланетному диску, їх еволюцією в постакреційний період, з вірогідною зміною форми астероїдів в результаті зіткнень та інше.

До початку цієї роботи дані про орієнтацію осей та напрямки обертання і форму астероїдів були одержані для біля 150 астероїдів. Відсутність статистично значимого набору спостережних даних про обертання астероїдів різних груп, типів та розмірів в значній мірі стримує їх аналіз та теоретичні дослідження поясу астероїдів як цілісного утворення, що складається з сукупності взаємодіючих тіл. Щодо цього, одержання нових спостережних даних та визначення параметрів обертання і форми кожного конкретного астероїда представляють значну цінність. Значна відмінність орбіт астероїдів, форми та параметрів їх обертання перешкоджає створенню універсального методу визначення координат полюсу та напрямку обертання. Тому, розробка нових методів визначення також, як вдосконалення і розвиток вже існуючих підходів все ще зберігають свою актуальність і в теперішній час.

Таким чином, визначення параметрів обертання і форми окремих астероїдів та вдосконалення методики їх визначення, а також систематизація всіх існуючих даних про параметри обертання і форму астероїдів, їх аналіз та інтерпретація з точки зору космогонічних проблем поясу в повній мірі визначають актуальність досліджень, виконаних в даній дисертаційній роботі.

В дисертаційній роботі проведено також чисельне моделювання зміщення видимого, або фотометричного центра астероїда (фотоцентра) відносно геометричного, викликаного нерівномірним розподілом яскравості по його видимій поверхні. Це зміщення, як відомо, впливає на точність одержаних положень при астрометричних спостереженнях астероїдів. Необхідність урахування зміщення фотоцентра для підвищення точності як наземних астрометричних спостережень астероїдів з ПЗЗ-приймачами, так і з борту космічних апаратів (проекти HIPPARCOS, GAIA) роблять вельми актуальним дане дослідження.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась в межах держбюджетних НДР НДІ астрономії ХНУ: «Фізичні властивості та проблеми походження астероїдів і комет» (номер держреєстрації 0199U004412, 1999-2000 рр.); «Фізичні властивості астероїдів і комет за даними фотометрії, поляриметрії та чисельного моделювання» (номер держреєстрації 0101U002790, 2001-2003 рр.).

Мета і задачі дослідження.

Чисельне моделювання величини відносного зміщення фотоцентра астероїда в залежності від його фазового кута і форми для різних законів розсіювання світла поверхнею;

Визначення координат полюсів, сидеричних періодів, напрямку обертання та форми астероїдів з використанням методів чисельного моделювання; вдосконалення методики їх визначення;

Вивчення розподілу параметрів осьового обертання та форми астероїдів; аналіз та інтерпретація даних з орієнтації осей обертання, напрямку обертання і форми астероїдів;

Фотометричні спостереження вибраних астероїдів для визначення їх параметрів обертання.

Об'єктом дослідження в дисертаційній роботі є астероїди головного поясу.

Предмет дослідження - координати полюсу, напрямок та швидкість обертання, форма астероїдів, розподіл астероїдів за напрямком обертання та орієнтацією осей обертання у просторі, зміщення фотоцентра астероїдів.

Методи дослідження - чисельне моделювання розподілу яскравості по диску астероїда, аналітичні методи визначення орієнтації осей обертання астероїдів у просторі, фотометрія.

Наукова новизна одержаних результатів.

1. Проведені фотометричні ПЗЗ-спостереження 5-ти астероїдів, які дали змогу оцінити їх періоди обертання і вперше визначити координати полюсу, напрямок, швидкість обертання і форму 3-х із них, зокрема, 122 Gerda, 221 Eos та 700 Auravictrix.

2. Комбінованим методом (амплітуда-зоряна величина плюс метод епох) визначені координати полюсів, сидеричні періоди обертання і співвідношення півосей фігури, в загальному, для 39-ти астероїдів, при цьому для 21-го з них ці параметри визначені вперше.

3. При визначенні параметрів обертання і форми астероїдів комбінованим методом в фотометричній моделі трьохосного еліпсоїда вперше використовувались закон розсіювання світла Акімова та фазова функція, яка запропонована В.Г. Шевченком, як найбільш відповідні розсіюючим властивостям поверхонь астероїдів.

4. Систематизовані дані з параметрів обертання і форми 196 астероїдів, одержаних різними дослідниками і різними методами до теперішнього часу. Аналізуючи цю в 2.5 рази більшу вибірку даних в порівнянні з попередніми аналізами, вперше показано, що:

анізотропія в розподілі осей обертання за екліптичною широтою має місце

тільки для астероїдів з прямим напрямком обертання;

ступінь анізотропії та переважання прямого напрямку обертання над зворотним чітко зростають з діаметрами астероїдів;

глибина мінімуму в залежності долі астероїдів зі зворотним обертанням від їх діаметрів для астероїдів М-типу набагато більша, ніж для S і, тим більше, для С типів, що дає підстави запідозріти можливу тенденцію залежності глибини мінімума від густини речовини астероїдів (зростання її від С і інших низькоалбедних астероїдів з найменшою густиною до астероїдів S - типу і до М-астероїдів, що мають найбільшу густину).

Ці особливості мають космогонічний характер і свідчать на користь інтенсивної еволюції зіткнень в поясі астероїдів.

5. Вперше проведено чисельне моделювання величини зміщення фотоцентра астероїда відносно геометричного для різних законів розсіювання світла (теоретичний та емпіричний закони Акімова, закони Хапке, Ламберта та Ломмеля-Зеєлігера). Показано, що зміщення фотоцентра досягає величини, котра повинна бути врахована при існуючих точністях позиційних спостережень астероїдів.

Практичне значення одержаних результатів.

1. Нові криві блиску, отримані в результаті фотометричних спостережень астероїдів 122 Gerda, 221 Eos, 411 Xanthe, 700 Auravictrix та 787 Moskva ввійдуть в міжнародний каталог «Asteroid Photometric Catalogue» і в подальшому будуть використані для визначення їх параметрів обертання, форми та оптичних властивостей.

2. Нові визначення координат полюсів, сидеричних періодів, напрямку обертання та форми астероїдів, що одержані комбінованим методом в даній дисертаційній роботі, значно поповнюють статистику відповідних даних (на 20%). Разом з аналогічними попередніми даними вони складають основний спостережний матеріал для вирішення космогонічних задач поясу астероїдів.

3. Складено зведений файл даних, що містить у собі всі відомі результати визначення координат полюсів, сидеричних періодів, напрямків обертання і співвідношення півосей фігури астероїдів. Ці дані є доступними через Інтернет (www.univer.kharkov.ua/astron/asteroids/polusa.htm) і призначені для широкого використання.

4. Результати якісного аналізу розподілу астероїдів за нахилом осей обертання і співвідношенням півосей астероїдів та інтерпретація даних про напрямок обертання, що одержані в даній дисертаційній роботі, можуть буди корисними для побудови теорії походження та еволюції поясу астероїдів.

5. Запропоновані практичні рекомендації з визначення та прийняття до уваги зміщення фотоцентра астероїда в залежності від його фазового кута, форми і закону розсіювання світла можуть бути використані для підвищення точності визначення положень астероїдів як наземними астрометричними спостереженнями з ПЗЗ-приймачами, так і з борту космічних апаратів (проекти HIPPARCOS, GAIA).

Особистий внесок дисертанта.

1. В роботах [1, 4, 5] автором сумісно з В.Г. Шевченком складено алгоритм та розроблена програма обчислень. Автором самостійно виконані обчислення з моделювання зміщення фотоцентра астероїда відносно геометричного та написані попередні тексти статей. Інтерпретація одержаних результатів проведена автором сумісно з Д.Ф. Лупішком і В.Г. Шевченком.

2. В роботах [2, 3] автором самостійно вивчені опубліковані дані з фотометрії астероїдів, відібрані астероїди з достатньою кількістю необхідних даних та проведені всі обчислення при визначенні параметрів обертання і форми астероїдів. Алгоритм та програма обчислень розроблені сумісно з В.Г. Шевченком. Крім того, автору належить написання первісного тексту цих статей. Інтерпретація результатів проведена автором сумісно з Д.Ф. Лупішком.

Апробація результатів дисертації.

Основні результати дисертації доповідались на Міжнародних конференціях «Modern Problems of Physics and Dynamics of the Solar System» (Київ, 2000 р.); «Asteroids 2001: from Piazzi to the 3rd millennium» (Палермо, Італія, 2001 р.); «Extension and Connection of Reference frames Using Ground based CCD Technique» (Миколаїв, 2001 р.); «Ceres 2001» (Париж, Франція, 2001 р.) та на Міжнародній робочій групі «Photometry and Polarimetry of Asteroids: Impact on Collaboration» (Харків, 2003 р.). Результати роботи також неодноразово доповідались на семінарах НДІ астрономії ХНУ.

Публікації. Основні результати дисертації викладені в 4-х статтях, опублікованих в журналах «Кинематика и физика небесных тел» (три статті) та в італійському журналі «Memorie della Societa' Astronomica Italiana», а також в працях міжнародної конференції «Extension and Connection of Reference Frames Using Ground Based CCD Technique».

Структура та обсяг дисертації. Робота складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаної літератури та додатку. У роботі подано 16 рисунків, 7 таблиць, 1 додаток, список використаної літератури (123 найменувань). Загальний обсяг дисертації складає 146 сторінок.

Основний зміст роботи

сидеричний координата астероїд фотометричний

У вступі представлена актуальність теми дослідження, сформульовані мета дисертації та методи її досягнення, показані наукова новизна і практичне значення результатів, відмічено особистий внесок автора і апробація одержаних результатів.

У першому розділі дається короткий огляд опублікованих даних з фотометрії астероїдів та аналіз становища з проблеми визначення параметрів обертання астероїдів (періоди, орієнтація осей обертання та напрямки обертання) і сформульовані головні задачі дисертації. Коротко розглянуті основні методи визначення параметрів обертання астероїдів.

Дослідження розподілу осьового обертання астероїдів, як наслідок визначення параметрів обертання окремих астероїдів, насьогодні досить актуально. Воно дозволяє нам вирішувати ряд важливих космогонічних задач поясу астероїдів, пов'язаних з умовами зростання тіл в протопланетному диску, з їх еволюцією в постакреційний період, з вірогідною зміною форми астероїдів в результаті зіткнень і т. п.

Відсутність статистично значимого набору спостережних даних, а також визначень таких фундаментальних характеристик астероїдів, як осьове обертання, форма і розміри, в значній мірі стримує теоретичні розробки космогонічного характеру. Виходячи з цього в дисертації були поставлені такі задачі:

1. Провести фотометричні спостереження вибраних астероїдів з метою визначення їх параметрів обертання та форми.

2. Вдосконалити методику визначення координат полюсів астероїдів та визначити орієнтації осей, сидеричний період, напрямок обертання та форму окремих астероїдів.

3. На основі всіх наявних даних з обертання астероїдів, включаючи наші нові визначення, проаналізувати розподіл астероїдів за нахилом осей обертання, напрямком обертання та співвідношенням півосей фігур астероїдів.

В першому розділі також представлені результати фотометричних ПЗЗ-спостережень вибраних астероїдів (122 Gerda, 221 Eos, 411 Xanthe, 700 Auravictrix та 787 Moskva), проведених з метою визначення їх параметрів обертання і форми.

У другому розділі приведені існуючі методи визначення координат полюсу астероїда, докладно описана запропонована нами версія комбінованого ЕАМ-методу.

Серед методів визначення координат полюса астероїда головними вважаються два методи, основані на аналізі їх кривих блиску - метод епох (Е-метод) та метод «амплітуда-зоряна величина» (АМ-метод). В останньму методі використовується залежність амплітуди кривої блиску і зоряної величини в максимумі кривої блиску від кута аспекту. Рішення, що одержується для координат полюса, залежить від моделі астероїда, що використовується, і дає координати полюса та співвідношення півосей астероїда. Головним недоліком АМ-методу є те, що він дає два рішення для координат полюса і не дає змоги визначити сидеричний період та напрямок обертання астероїда. Вибір із двох рішень для полюса дуже часто неможливо зробити однозначно із-за симетрії амплітуди та блиску астероїда відносно аспекту спостереження. Метод епох заключається в тому, що при зміні відносних положень Сонця, Землі та астероїда в процесі їх руху змінюється значення синодичного періоду обертання астероида, що вимірюється на різних інтервалах часу. Характер цих змін (величина і знак) залежать від орієнтації осі обертання астероїда в просторі. Таким чином, аналізуючи зміну величини Рsyn астероїда, можна визначити його сидеричний період, орієнтацію осі обертання та напрямок обертання за спостереженнями епох екстремумів. Основною перевагою Е-метода є те, що рішення не залежить від форми астероїда і можливої альбедної неоднорідності його поверхні і дає можливість визначати швидкість, напрямок обертання та орієнтацію осі обертання астероїда в просторі.

Для досягнення поставленої задачі в дисертації використано комбінований метод (ЕАМ), який поєднує переваги обох первинних методів та дає можливість не тільки визначати одночасно параметри обертання та форму астероїда, а і покращити точність їх визначення. Для АМ-методу використовувалась фотометрична модель, що розроблена В.Г. Шевченком, в котрій передбачалось еліпсоїдальну форму тіла, однорідний розподіл альбедо по поверхні і закон разсіювання світла Акімова. Метод одержав подальше вдосконалення перш за все в тому, що вперше замість так званого «геометричного» закону використовується закон розсіювання світла Акімова, котрий на відмінок від «геометричного» і інших законів досить добре описує розсіюючі властивості поверхонь астероїдів [6]. Крім того, в нашій версії методу використовується фазова функція Шевченка [7], котра набагато краще, ніж відома НG-функція, апроксимує фазову залежність блиску астероїдів в спостережному з Землі діапазоні фазових кутів.

Обчисливши систему нелінійних рівнянь з шістьма невідомими, що об'єднали основні рівняння метода епох (Е) та метода «амплітуда-зоряна величина» (АМ)

i =1, 2, k, k+1, k+m

(де k - кількість рівнянь, одержаних на основі АМ-методу; m - кількість рівнянь, зіставлених виходячи з методу епох), методом послідовних наближень одержуємо координати полюсу, сидеричний період, напрямок обертання та співвідношення півосей астероїда.

де l - кількість рівнянь;

n - число невідомих.

Три астероїди - 22 Kalliope, 201 Penelope і 951 Gaspra, для яких ці параметри визначались багаторазово і відомі з відносно високою точністю, використовувались як «тестові об'єкти» для перевірки надійності нашої версії комбінованого методу [10-12]. Співпадання одержаних координат полюсів цих астероїдів з попередніми даними досить добре і знаходиться в межах точності їх визначення, а значення Рsid співпадають з даними до 5-го знаку після коми. Це свідчить про те, що наша версія методу працює досить добре. Так були визначені параметри обертання і форми 39 астероїдів. В таблиці 1 приведені одержані результати визначення параметрів обертання цих астероїдів включаючи тестові об'єкти.

Таблиця 1. Результати визначення параметрів обертання та форми астероїдів

Астероїд

0

(град)

0

(град)

a/b

b/c

Psid

(сутки)

Напр.

оберт.

22 Kalliope

1856

65

1.380,03

1.180,02

0.1728423

0.0000005

-

75 Eurydike*

25310

3010

1.190,06

1.600,01

0.2231746

0.0000003

Прямий

93 Minerva

1898

1010

1.120,02

1.000,05

0.2491288

0.0000003

Прямий

97 Klotho*

34015

86

1.330,03

1.100,02

1.4632286

0.0000005

-

105 Artemis*

19210

685

1.090,03

1.530,02

0.7729158

0.0000003

Прямий

113 Amalthea*

7010

-186

1.450,13

1.170,05

0.4140702

0.0000008

Зворотн.

119 Althaea*

215

-7712

1.290,05

1.330,05

0.4783486

0.0000005

Зворотн.

122 Gerda*

5015

1210

1.120,02

1.450,02

0.445791

0.000001

Прямий

158 Koronis

4225

-805

1.460,01

1.540,01

0.5919211

0.0000002

Зворотн.

167 Urda

5332

-756

1.320,01

1.190,01

0.5442147

0.0000003

зворотн.

173 Ino

20815

-158

1.120,02

1.450,02

0.2567560

0.0000008

зворотн.

201 Penelope

846

-325

1.510,02

1.240,01

0.1561401

0.0000005

зворотн.

208 Lacrimosa

1778

-625

1.440,02

1.810,02

0.5865376

0.0000008

зворотн.

211 Isolda*

32012

015

1.090,01

1.500,01

0.7649828

0.0000005

-

221 Еоs*

17015

2010

1.170,01

1.640,01

0.4347473

0.0000008

Прямий

263 Dresda*

1356

4510

1.490,01

1.340,02

0.6985058

0.0000005

Прямий

268 Adorea*

358

-87

1.260,01

1.570,01

0.3932498

0.0000001

-

270 Anahita

28520

5320

1.240,02

1.310,02

0.6269955

0.0000005

Прямий

277 Elvira

7010

-8510

1.360,01

1.600,01

1.2371818

0.0000005

зворотн.

311 Claudia

2237

353

1.960,01

1.020,01

0.3138086

0.0000002

Прямий

321 Florentina

1105

-536

1.470,02

1.560,02

0.1196251

0.0000001

зворотн.

338 Budrosa

1728

1610

1.540,04

1.200,03

0.1916437 0.0000005

Прямий

344 Desiderata*

2358

-4010

1.400,02

1.410,02

0.4486335

0.0000005

зворотн.

347 Pariana*

3012

128

1.360,01

1.300,02

0.1688543

0.0000001

-

369 Aeria*

18015

-1210

1.270,03

1.410,02

0.1994420

0.0000002

-

462 Eriphyla*

955

-1510

1.340,02

1.060,01

0.3599407

0.0000004

зворотн.

480 Hansa*

2020

5010

1.320,02

1.450,02

0.6742406

0.0000010

Прямий

487 Venetia

2595

-3020

1.280,08

1.600,09

0.5554876

0.0000008

зворотн.

534 Nassovia

5515

3210

1.480,05

1.090,01

0.3945330

0.0000002

прямий

631 Philippina*

1708

1010

1.400,03

1.320,02

0.2466285

0.0000001

-

674 Rachele*

1215

210

1.930,05

1.090,05

1.2898610

0.0000008

-

679 Pax*

18510

8010

1.220,02

1.450,01

0.3520852

0.0000005

Прямий

700 Auravictrix*

25530

7010

1.330,01

1.340,01

0.249951

0.000001

Прямий

720 Bohlinia

8110

227

1.440,03

1.040,02

0.3716798

0.0000005

Прямий

776 Berbericia

810

2310

1.180,04

1.180,04

0.3194538

0.0000002

Прямий

887 Alinda*

19015

335

1.060,15

1.560,08

3.0760710

0.0000275

Прямий

951 Gaspra

205

267

1.580,01

1.230,05

0.2934170

0.0000005

прямий

1223 Neckar

6615

455

1.410,01

1.340,01

0.3258614

0.00000021

Прямий

4954 Eric*

755

-458

1.390,02

1.340,01

0.5020561

0.0000005

зворотн.

Для 21-го із цих астероїдів такі визначення зроблені вперше (в таблиці вони помічені міткою *). Одержані дані суттєво доповнюють статистику існуючих даних. Всі відомі насьогодні результати визначення параметрів обертання і форми (196 астероїдів) зведені в окремий файл, який включає також посилання на першоджерела.

Третій розділ присвячено якісному аналізу та інтерпретації всіх відомих даних про обертання астероїдів, включаючи наші нові визначення.

Використовуючи вибірку в 2.5 рази більшу, ніж було раніше [8, 9], підтверджена анізотропія в розподілі осей обертання астероїдів за екліптичною широтою з максимумом поблизу середніх широт (0 = 40 4). Вперше показано, що анізотропія є притаманною лише астероїдам з прямим напрямком обертання (для зворотнього обертання розподіл практично ізотропний), причому ступінь анізотропії чітко зростає з розміром астероїдів. Показано, що співвідношення астероїдів з прямим і зворотним обертанням зростає з діаметром і для крупних астероїдів (D>125 км) воно дорівнює 2. Підтверджено чіткий мінімум в області D125 км в залежності частки астероїдів із зворотним обертанням від їх діаметрів. Вперше показано, що глибина мінімума для астероїдів М-типу набагато більша, ніж для S і, тим більше, для С типів і це дає підстави сподіватись, що, можливо, вона корелює з густиною речовини астероїдів, зростаючи від С до S-типу і до найбільш густих М-астероїдів.

Таким чином, чим більше астероїди за розмірами, тим їх осі обертання в середньому мають більші нахили до площини екліптики. Цей спостережний результат погоджується з припущенням про те, що утворення астероїдів на стадії акумуляції речовини проходило таким чином, що вони придбали орієнтацію осей в основному перпендикулярну до площини протопланетного диску, тобто, до площини екліптики, а напрямок обертання - прямий. В подальшому, в процесі взаємних зіткнень нахили осей астероїдів змінювались, початкова реліктова орієнтація поступово «забувалась», а багатократні зіткнення приводили до зміни нахилів осей та до набування астероїдами зворотного обертання.

Порівняння найбільш вірогідної форми лабораторних фрагментів катастрофічних зіткнень (a:b=b:c=1.41) з реальними астероїдами (табл. 2) виявило наступні особливості:

а) значення середньоквадратичних відхилень від середнього вказують на великий діапазон цих співвідношень у реальних астероїдів і не дають змоги однозначно відповісти на питання про відповідність в середньому форми лабораторних фрагментів реальним астероїдам;

б) чим менше розміри астероїдів (тобто, чим більше серед них фрагментів катастрофічних уламків крупніших об'єктів) тим більше співвідношення a:b, в то й же час співвідношення b:c остається практично постійним. Як наслідок, фрагменти, що утворилися в результаті катастрофічних зіткнень астероїдів, в середньому є більш витягнутими в порівнянні з астероїдами, що потерпіли від багатьох некатастрофічних зіткнень.

Таблиця 2. Середні співвідношення півосей астероїдів для різних діапазонів їх розмірів

Діапазон розмірів

Число астероїдів

a:b

b:c

D>125 км

50<D<125 км

D<50 км

70

73

44

1.280.15

1.340.13

1.610.38

1.240.17

1.300.16

1.270.21

Таким чином, дані про параметри обертання і форму астероїдів показують, що орієнтація осей та напрямок обертання астероїдів (крім самих найбільших), а також їх форма придбані головним чином в процесі зіткнень. Все це свідчить про інтенсивну еволюцію зіткнень в поясі астероїдів.

У четвертому розділі проведено чисельне моделювання величини зміщення фотоцентра астероїда відносно геометричного, котре як відомо, впливає на точність одержуваних положень при астрометричних спостереженнях астероїдів. Підвищення точності наземних астрометричних спостережень астероїдів в останній час, перш за все внаслідок застосування ПЗЗ-приймачів, а також використання високоточних замірів з борту КА Hipparcos, роблять необхідним урахування зміщення фотоцентра астероїда, обумовленого нерівномірним розподілом яскравості по його диску або, іншими словами, розсіюючими властивостями його поверхні.

Для визначення фотоцентра диску поступим так. Виберем систему координат таким чином, щоб початок координат відповідав геометричному центру диска моделі, а вісь абсцис була направлена вподовж екватора інтенсивності. Внаслідок симетричності розподілу яскравості по диску відносно екватора інтенсивності зміщення фотоцентра буде по осі і місцем фотоцентра моделі буде точка на екваторі інтенсивності, справа і зліва від якої інтегральні яркості будуть рівні між собою, тобто:

Використовувалась чисельна фотометрична модель Шевченка, в котрій передбачалось еліпсоїдальну форму тіла, однорідний розподіл альбедо по поверхні та довільний закон розсіювання світла. За фігуру моделі був вибраний тривісний еліпсоїд з співвідношеннями півосей a:b:c=21.4:1. Таке співвідношення випливає з результатів лабораторного моделювання зіткнень астероїдів, як найбільш вірогідне. При цьому передбачається, що поверхня модельного астероїда фотометрично однорідна, а геометрія освітлення і спостереження відповідає екваторіальному аспекту, тобто площина розсіювання співпадає з екваторіальною площиною моделі, котра задається положенням півосей a і b. В цьому випадку розподіл яскравості по видимому диску моделі буде симетричним відносно екватора інтенсивності.

Моделювання проводилось для п'яти законів розсіювання світла, а саме: закону Ламберта, закону Ломмеля-Зеєлігера, теоретичного та емпіричного законів Акімова і закону Хапке. Було показано, що величина зміщення видимого центра астероїда істотно залежить від фазового кута астероїда, його форми і закону розсіювання світла. Вона може досягати значення (0.30.4) R (де R - кутовий радіус астероїда) для наземних спостережень (30), тобто, для всіх астероїдів з діаметром 0.2 кут. сек абсолютна величина зміщення може досягати значень 0.03-0.04 кут. сек і більше. У випадку астероїдів, що зближуються з Землею (групи Амура, Аполона, Атона), відносне зміщення фотоцентра може досягати значень аж до 0,7R за рахунок можливих великих значень фазового кута. Такі зміщення перебільшують точність космічних астрометричних вимірів і зрівнюються з точністю наземних спостережень і їх урахування може помітно збільшити точність визначення положень астероїдів. Їх необхідно враховувати і при наземних спостереженнях і, тим більше, при спостереженнях типу Hipparcos. В кінці розділу надані практичні рекомендації з визначення та урахування зміщення фотоцентра астероїда.

У висновках дисертації сформульовані основні результати дисертаційної роботи, а в додатку приведений зведений файл даних з визначення параметрів обертання та форми 196 астероїдів, а також посилання на першоджерела.

Висновки

В процесі виконання досліджень по темі дисертаційної роботи одержані наступні найбільш важливі результати.

1. Проведені фотометричні ПЗЗ-спостереження астероїдів 122 Gerda, 221 Eos, 411 Xanthe, 700 Auravictrix і 787 Moskva. Зроблені оцінки періодів обертання цих астероїдів і вперше визначені координати полюсів, сидеричний період, напрямок обертання і форма для трьох із них.

2. Запропоновано нову версію комбінованого методу визначення параметрів обертання і форми астероїдів з залученням закону розсіювання світла Акімова і фазової функції Шевченка, як найбільш відповідних розсіюючим властивостям поверхонь астероїдів. Цим методом визначено координати полюсів, сидеричні періоди, напрямки обертання і співвідношення півосей апроксимуючого фігуру еліпсоїда 39 астероїдів. Для 21 із них ці визначення зроблені вперше.

3. За вибіркою в 2.5 рази більшою, ніж було раніше, підтверджено анізотропію в розподілі осей обертання астероїдів по екліптичній широті з максимумом поблизу середніх широт (0 = 40 4). Вперше показано, що анізотропія має місце тільки для астероїдів з прямим напрямком обертання (для зворотнього обертання розподіл ізотропний), крім того ступінь анізотропії чітко зростає з розміром астероїдів.

4. Показано, що співвідношення астероїдів з прямим і зворотним обертанням зростає з діаметром і для D>125 км астероїдів з прямим обертанням в два рази більше, ніж зі зворотним. Підтверджено чіткий мінімум в області D125 км в залежності долі астероїдів зі зворотним обертанням від їх діаметрів. Вперше відмічено, що глибина мінімуму для астероїдів М-типу може бути набагато більшою, ніж для С і S-типів і, вірогідно, корелює з густиною речовини астероїдів, зростаючи від менш густих низькоальбедних астероїдів до астероїдів S-типу і до найбільш густих М-астероїдів. Для остаточного вирішення питання потрібно поставити спеціальну програму спостережень і визначення параметрів обертання астероїдів цих типів в діапазоні розмірів 100-150 км.

5. Аналіз наявних даних про параметри обертання і форму астероїдів співпадає з припущенням про те, що орієнтація осей обертання астероїдів в просторі і напрямок обертання астероїдів (за винятком самих крупних), а також їх форма придбані головним чином в процесі взаємних зіткнень в постакреційний період. Все це свідчить про інтенсивну еволюцію зіткнень в поясі астероїдів.

6. В результаті проведеного чисельного моделювання показано, що величина зміщення видимого центра астероїда значно залежить від фазового кута астероїда, його форми і закону розсіяння світла. Величина зміщення для астероїдів головного поясу може досягати значення 0.03-0.04 кут. сек. і більше (а для астероїдів, що зближуються з Землею - до 0.07 кут. сек.), що співпадає з точністю наземних астрометричних спостережень астероїдів і перевищує точність проведених космічних астрометричних вимірювань за проектом Hipparcos. Урахування зміщення фотоцентра може помітно збільшити точність визначення положень астероїдів при наземних спостереженнях і значно покращить точність положень астероїдів, що будуть одержані в межах наступного проекту GAIA.

Список опублікованих автором робіт по темі дисертації

1. Тунгалаг Н., Шевченко В.Г., Лупишко Д.Ф. О смещении видимого центра астероида, обусловленном законом рассеяния света его поверхностью // Кинемат. и физика неб. тел. - 2000. - T. 16, №6. - С. 519-525.

2. Тунгалаг Н., Шевченко В.Г., Лупишко Д.Ф. Параметры вращения и форма 15 астероидов // Кинемат. и физика неб. тел. - 2002. - T. 18, №6. - С. 508-516.

3. Тунгалаг Н., Шевченко В.Г., Лупишко Д.Ф. Параметры вращения и форма 19 астероидов, качественный анализ и интерпретация данных // Кинемат. и физика неб. тел. - 2003. - Т. 19, №5. - С. 397-406.

4. Lupishko D.F., Shevchenko V.G., Tungalag N. Influence of the scattering law on the asteroid photocentre position // International astronomical Conference. - Nikolaev: Atoll. - 2001. - P. 133-139.

5. Lupishko D.F., Shevchenko V.G., Tungalag N. Asteroid photocentre displacement: influence of the scattering law // Memorie della Societa' Astronomica Italiana. - 2002. - V. 73, No.3. - P. 650-654.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Історія спостережень за Меркурієм з найдавніших часів і до наших днів. Основні фізичні характеристики та особливості руху планети, період обертання навколо Сонця і тривалість сонячної доби. Атмосфера і фізичні поля та модель внутрішньої будови Меркурія.

    реферат [1,1 M], добавлен 15.11.2010

  • Історія виникнення планети Земля та її фотознімки з космосу. Вплив добового обертання планети навколо своєї осі на ритміку живої та неживої природи. Поняття календарного та астрономічного літа. Внутрішня та зовнішня будова супутника Землі - Місяця.

    презентация [906,2 K], добавлен 22.12.2013

  • Життя людей на планеті Земля. Можливі причини руйнування Землі та необхідності її залишити. Чорні діри як монстри Всесвіту, загроза від астероїдів. Місця для колонізації, пристосування до життя на інших планетах Сонячної системи або у відкритому космосі.

    научная работа [20,3 K], добавлен 11.11.2010

  • Астрономічні дані про планету, її орбіта і максимальна зоряна величина, можливість спостереження у телескоп. Фізичні характеристики Нептуна: атмосфера період і вісь обертання, магнітне поле, вітри. Найбільші супутники Нептуна: Тритон і Нереїда.

    презентация [134,9 K], добавлен 28.02.2012

  • Уявлення про систему світу, розташування в просторі і русі Землі, Сонця, планет, зірок і інших небесних тіл. Спостереження переміщення Сонця серед зірок. Перша геліоцентрична система, обертання небесних сфер. Вивчення будови Галактики, Чумацького Шляху.

    реферат [41,5 K], добавлен 09.09.2009

  • Юпітер – найбільша планета Сонячної системи, його дослідження. Швидкість обертання та супутники Сатурна. Відкриття німецьким астрономом Й. Галле Нептуна. Температура поверхні та орбіта Плутона. Астероїди, боліди, комети та метеорити, їх рух і відмінності.

    презентация [302,4 K], добавлен 12.11.2012

  • Гуманізм платонівської школи в Італії. Філософія природи в період Ренесансу. Нові тенденції в науці. Життя і творчість Миколи Коперника. Астрономічні відкриття в творі Коперника "Про обертання небесних сфер". Затвердження геліоцентричної системи світу.

    реферат [24,5 K], добавлен 21.04.2009

  • Обертання зірок Галактики. Ефект гравітаційного лінзування. Встановлення розмірів Галактики. Характерна особливість зірочок гало. Спіральні гілки (рукави) як одне з найбільш помітних утворень в дисках галактик. Спіральні рукави Чумацького Шляху.

    реферат [16,6 K], добавлен 23.11.2010

  • Розмір, маса та елементний склад планет-гігантів: Юпітера, Сатурна, Урана та Нептуна. Газоподібна атмосфера планет, її перехід в ядро з рідкого та твердого металічного водню. Обертання навколо планет-гігантів супутників. Історія відкриття планет-гігантів.

    презентация [1,5 M], добавлен 22.03.2012

  • Геліоцентрична система Коперника. Математичні недоліки системи Миколи Коперника. Його власний твір "Про обертання небесних сфер". Примирення геліоцентричної системи Коперника з науковою програмою Арістотеля. Астрономічні праці Кеплера, його закони руху.

    реферат [22,9 K], добавлен 26.04.2009

  • Відкриття комети Чурюмова—Герасименко - короткоперіодичної комети з періодом обертання 6,6 роки. Дослідження комети: місія космічного апарату "Розетта", запущеного Європейським космічним агентством. Приземлення на поверхню комети спускного апарату "Філе".

    презентация [17,5 M], добавлен 14.12.2014

  • Географическая система координат. Горизонтальная система координат. Экваториальные системы координат. Эклиптическая система координат. Галактическая система координат. Системы счёта времени. Звёздное время. Переход от одной системы координат к другой.

    реферат [254,4 K], добавлен 09.03.2007

  • Горизонтальная система небесных координат. Экваториальная система небесных координат. Эклиптическая система небесных координат. Галактическая система небесных координат. Изменение координат при вращении небесной сферы. Использование различных систем коорд

    реферат [46,9 K], добавлен 25.03.2005

  • Українські сторінки в історії космонавтики, найвидатніші представники даного наукового напрямку та їх внесок в розвиток космонавтики. Потенціал та оцінка подальших перспектив даної промисловості в державі. Діяльність Національного космічного агентства.

    реферат [28,7 K], добавлен 04.02.2011

  • Классификация различных систем координат. Особенности и характеристика горизонтальной топоцентрической, экваториальной, эклиптической, галактической систем координат. История и практические особенности применения различных систем координат в астрономии.

    статья [22,6 K], добавлен 15.12.2010

  • Визначення, сутність та захисні можливості міжмережевого екрану. Особливості налаштування і призначення брандмауера. Порівняльна характеристика різноманітних різновидів антивірусів, їх переваги та недоліки. Принцип дії та порівняння програм-антишпигунів.

    реферат [333,9 K], добавлен 22.03.2010

  • Космічне сміття як некеровані об'єкти антропогенного походження, які більше не виконують своїх функції та літають навколо Землі. Розгляд головних шляхів вирішення нетривіальної задачі. Аналіз особливостей математичного моделювання космічного сміття.

    реферат [1,3 M], добавлен 19.05.2014

  • Визначення поняття "супутник" як невеликого тіла, що обертається навколо планети під дією її тяжіння. Дослідження походження, розмірів супутників планет: Марса (Фобос, Деймос), Юпітера (Іо, Європа, Ганімеда, Каллісто), Сатурна, Урана, Нептуна та Плутона.

    презентация [1,6 M], добавлен 11.04.2012

  • Легенди про диски, що літають. Кількість об'єктів, перетинавших диски Місяця і Сонця. Перший опис посадки НЛО в ХХ столітті. Список спостережень НЛО, зроблених в давнину і середньовіччя. Диски, що літають, в небі і об'єкти, що бачаться на землі і на морі.

    реферат [16,0 K], добавлен 27.02.2009

  • Роль спостережень в астрономії. Пасивність астрономічних спостережень по відношенню до досліджуваних об'єктів. Залежність виду неба для спостерігача від місця спостереження. Висновки про лінійні відстані і розміри тіл на підставі кутових вимірювань.

    презентация [1,8 M], добавлен 23.09.2016

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.