Тематические рабочие группы > Исследования астероидов и спутников планет
Покрытие системой Плутона яркой звезды (V=8.9 m) 27 сентября 2007 г.
Алексей Лосюк:
Президент Международной ассоциация регистрации покрытий (IOTA) David Dunham прислал 11 мая 2007 г. в рассылку "planoccult@aula.com": следующее сообщение:
--- Цитировать ---Then on Sept. 27, around 14.8 UT, the Earth will pass between the
shadows of Pluto and Charon, with no occultation by either object visible
from Earth's surface, involving the 8.7-mag. (!) star SAO 160793 =
UCAC2 17h 44m 38.4s, Dec. -16 deg. 46' 35"; the night area of
possible occultations by Plutonian rings being most of Asia
(from Arabia to Vietnam to western & southern China to the Ural
Mountains, the Horn of Africa, western Australia, part of
Antarctica, and the Indian Ocean.
--- Конец цитаты ---
То есть 27 сентября 2007 г. примерно в 14 ч 48 м UT Земля может пройти между тенями, отбрасываемыми Плутоном и его спутником Хароном. Расчёты показывают, что покрытия звезды SAO 160793 (V=8.7 m) на поверхности Земли вроде бы не произойдёт. Однако надо помнить, что расчёты эти столь приблизительны, что покрытие на территории России – восточнее Урала – всё-таки возможно. Есть у Плутона и ещё два спутника – Гидра и Никс. Их положение на момент видимого сближения Плутона со звездой пока неизвестно (спутники открыты недавно).
Однако если провести в указанное время фотометрию данной относительно яркой звезды с хорошим разрешением по времени, то можно получить интересный материал о кольцах Плутона. Проще говоря, их открыть. Судя по сообщению Д. Данхема, покрытие кольцами можно ожидать в той части Евразии, которая расположена между южным Китаем и Уральскими горами.
Поскольку кольца Урана и Нептуна были открыты в результате наблюдений именно покрытий звёзд, можно предположить, что аналогичным способом можно открыть и кольца Плутона. Какие конкретные параметры фотометрии нужны (разрешение по времени, относительная погрешность)? Не знаю; надо посмотреть подробности, как были открыты кольца Урана и Нептуна, тогда всё станет ясно.
Цитирую по сообщению от 26.02.2006 г. "Начинается охота за кольцами Плутона" (http://www.cnews.ru/news/top/index.shtml?2006/02/26/196678):
--- Цитировать ---Результаты наблюдений недавно открытых спутников Плутона с помощью телескопа Хаббла 15 февраля 2006 года неожиданно привели к целому каскаду открытий, которые могут иметь далеко идущие последствия.
Новые наблюдения подтвердили, что пояс Койпера представляет собой куда более сложную и динамичную среду, чем считалось еще совсем недавно.
15 февраля 2006 года группа астрономов под руководством Гэла Вивера (Hal Weaver) из лаборатории прикладной физики им. Джона Гопкинса и Элана Штерна из Юго-Восточного исследовательского института провела наблюдение системы Плутона с помощью усовершенствованной обзорной камеры ACS (Advanced Survey Camera) телескопа Хаббла. Высокое разрешение оптической системы космического телескопа позволило детально изучить окрестности Плутона. Предполагалось уточнить характеристики двух новых спутников Плутона, а также провести поиск других возможных спутников планеты.
Спутники Плутона S/2005P1 и S/2005P2, неожиданно открытые в минувшем году, обращаются на расстоянии 64700 км (± 850 км) и 49400 км (± 600 км) от планеты соответственно. Период обращения Р1 составляет около 38 суток, Р2 – около 25 суток. Размер спутника Р1 в поперечнике, согласно имеющимся грубым оценкам, составляет от 61 км (± 4 км) в предположении, что альбедо спутника (коэффициент отражения падающего света) составляет 0,35, как у Харона, до 167 км (± 10 км) в предположении, что альбедо составляет 0,04.
Спутник Р2 примерно на 20% меньше – 137 км (±11 км) и 46 км (± 4 км) соответственно. Их массы составляют примерно 5х10–4 и 1х10–4 массы Харона соответственно. Яркость спутников (по данным наблюдений середины мая 2005 года) составляла 22,93 (± 0,12) и 23,38 (± 0,17) звездных величин.
В ходе наблюдений 15 февраля было, во-первых, подтверждено еще раз существование новых спутников и уточнены их орбиты. Фактически речь идет об уникальном, не имеющим аналогов в Солнечной системе случае не двойной, а «учетверенной» планеты. Орбиты Р1 и Р2, вероятно, находятся в резонансе с орбитой Харона. Наблюдения показали, что в пределах орбит трех уже открытых спутников других спутников, вплоть до яркости, в 40 раз меньшей, чем у Р1 и Р2, нет. Это означает, во-первых, что система Плутона чрезвычайно компактна, и, во-вторых, очень «пуста» – других сколь-нибудь крупных спутников у планеты нет.
Однако самым важным открытием стало совпадение плоскостей орбит всех спутников, включая Харон, – верный признак их одновременного образования при столкновении Плутона с другим объектом пояса Койпера. Такое столкновение, судя по имеющимся признакам, имело место давно – порядка 4 млрд. лет тому назад. Это следует, в частности, из того, насколько удалились орбиты спутников от Плутона вследствие гравитационного воздействия Харона.
Новое открытие нетривиально и способно существенно изменить наши представления и о Плутоне, и о дальней периферии Солнечной системы в целом. Плутон стал первым объектом пояса Койпера, у которого обнаружено более одного спутника. Согласно современным оценкам, как минимум, 20% объектов пояса Койпера имеют спутники. Вероятно, у многих из них таких спутников несколько. Число объектов пояса Койпера грубо оценивается сейчас в 40 тыс., однако факт ударного происхождения спутников Плутона способен привести к существенному пересмотру частоты столкновений, а, следовательно, и количества небесных тел. С учетом других странных особенностей объектов пояса Койпера следует ожидать появления самых неожиданных гипотез, способных разрешить многие старые загадки и загадать новые.
Системы на периферии Солнечной системы должны быть очень компактны. Вероятно существование у объектов пояса Койпера колец наподобие колец Сатурна, состоящих из сильно фрагментированных осколков выброшенного при ударе вещества. Такие кольца могут окружать и Плутон.
--- Конец цитаты ---
А вот выдержка из реферата Н. И. Перова "Оценка времени жизни кольца Плутона в атмосфере планеты" (http://www.referat-s.ru/mathematics/26405):
--- Цитировать ---На основании 60-летних наблюдений астрономов Главной астрономической обсерватории РАН периодических изменений блеска системы Плутон–Харон, происходящих с периодом 7.8 лет [3], в работе [2], с использованием модели движения частицы в рамках дважды осреднённой ограниченной задачи трёх тел, с учётом сжатия Плутона, было сделано предположение о существовании вблизи Плутона на расстоянии 2510–2520 км гипотетического кольца, состоящего из частиц с характерным радиусом Rr.
<…>
2. Perov N. I. A method of localization of unknown minor bodies in multiple systems of major bodies / Proceedings of International Conference "AstroKazan-2001", September 24–29, 2001, Kazan State University: Publisher "DAC", 2001. P. 253–256.
3. Rylkov V. P., Vityazev V. V., Dementieva A. A. Pluto: an analyses of photographic positions obtained with the Pulkovo normal astrograph in 1930–1992 / Astronomical Transactions. 1995. V. 6. P. 265–281.
--- Конец цитаты ---
Lupus:
Я нашёл abstract к статье в Nature об открытии колец Урана в 1977 г. (это в тему про покрытие Плутоном 27 сентября 2007 г.). Вот что пишут:
--- Цитировать ---Nature 267, 328 - 330 (26 May 1977); doi:10.1038/267328a0
The rings of Uranus
J. L. ELLIOT, E. DUNHAM & D. MINK
Laboratory for Planetary Studies, Cornell University, Ithaca, New York 14853
AT least five rings encircle the planet Uranus—as indicated by five brief occultations of the star SAO 158687 that occurred both before and after its occultation by Uranus on 10 March 1977. We observed these events with our three-channel occultation photometer1, attached to the 91-cm telescope aboard the Kuiper Airborne Observatory (KAO). Both Uranus and the star were contained within a focal plane aperture whose diameter, projected onto the sky, was 46 arc s. A beamsplitter and focal plane television system allowed us to monitor the position of the image in this aperture simultaneously with the photometric measurements. The wavelengths of the three photometric channels used were chosen to yield favourable ratios of starlight to Uranus light2 and are given in Table 1. For each channel a cooled photomultiplier (RCA C 31034), connected to a photon-counting system, was used as a detector. The data were recorded as a continuous series of 10-ms integrations of photon counts, and a strip chart recorder displayed the signals from our channels 2 and 3 so that we could monitor the progress of the occultation in real time.
References 1. Elliot, J. L., Veverka, J. & Goguen, J. Icarus 26, 387 (1975).
2. Elliot, J. L., Veverka, J. & Millis, R. L. Nature 265, 609 (1977).
3. IAU Circ. 3038 (1977).
4. IAU Circ. 3040 (1977).
5. IAU Circ. 3048 (1977).
6. IAU Circ. 3051 (1977).
7. Millis, R. L., Wasserman, L. H. & Birch, P. Nature 267, 330–331 (1977).
8. Danielson, R. E., Tomasko, M. G. & Savage, B. D. Astrophys. J. 178, 887 (1973).
9. IAU Circ. 3047 (1977).
10. Smith, B. A. in The Atmosphere of Uranus (ed D. M. Hunten) 162 (1974).
11. The Rings of Saturn (eds Palluconi, F. D. & Pettengill, G. H.) 175 (NASA SP-343, US Government Printing Office, Washington, D.C., 1974).
12. Harris, A. W. & Peters, C. F. Paper 081-E Honolulu Meeting of the DPS, January 1977.
13. Cameron, A. G. W. Icarus 24, 280 (1975).
14. Alfvén, H. & Arrhenius, G. Evolution of the Solar System, 319 (NASA SP-345. U.S. Government Printing Office, Washington, D.C., 1976).
15. Ibid p. 6.
16. Brahic, A. Icarus 25, 452 (1975).
17. IAU Circ. 3058 (1977).
--- Конец цитаты ---
Довольно нехилый девайс, но оно и понятно -- авторы хотели исследовать атмосферу Урана.
Про падение блеска я не нашёл информацию, но зато нашёл значения оптической толщины (optical depth) колец (http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/uranringfact.html):
--- Код: --- Radius Radius/ Optical Albedo Width Eccentricity
(km) Eq. radius Depth (x10-3) (km)
Uranus Equator 25,559 1.000
6 41,837 1.637 ~0.3 ~15 1.5 0.0010
5 42,234 1.652 ~0.5 ~15 ~2 0.0019
4 42,571 1.666 ~0.3 ~15 ~2 0.0011
Alpha 44,718 1.750 ~0.4 ~15 4-10 0.0008
Beta 45,661 1.786 ~0.3 ~15 5-11 0.0004
Eta 47,176 1.834 ~0.4- ~15 1.6
Gamma 47,627 1.863 ~0.3+ ~15 1-4 0.0011
Delta 48,300 1.900 ~0.5 ~15 3-7 0.00004
Lambda 50,024 1.957 ~0.1 ~15 ~2 0.
Epsilon 51,149 2.006 0.5-2.3 ~18 20-96 0.0079
--- Конец кода ---
В среднем, она равна 0,5.
Оптическая толщина (оптическая толща) t среды, безразмерная величина, характеризующая ослабление оптического излучения в среде за счёт совместного действия поглощения света и рассеяния света (но без учёта эффектов усиления излучения, обусловленного многократным рассеянием). Она связана с прозрачностью (transparency) Т:
t=-lnT, -- оптическая толщина (optical depth)
T -- прозрачность (transparency)
а прозрачность Т связана с оптической плотностью (optical dencity) D:
D=-lgT.
Отсюда получаем:
T=10-D => t=-ln(10-D) =>
D=lg(et), (*)
e=2,72...
Из определения оптической плотности (равна десятичному логарифму отношения потока излучения Ф0, падающего на слой, к ослабленному в результате поглощения и рассеяния потоку Ф, прошедшему через этот слой):
D=lg(Ф0/Ф), (**)
Ф - оптический поток (light stream)
Из (*) и (**) получаем, что
Ф = Ф0/et, (***)
Из формулы Погсона:
lg(E1/E2)=0,4*dm,
E=Ф/S, где Е - освещённость (illumination), S - площадь (area).
Отсюда получаем:
dm = lg(et)/0,4 -- падение блеска (magnitude falling)
Подставляем значения для t из таблицы с сайта:
dm = lg(e0,4)/0,4=0,434m
Таким образом, по моим подсчётам ослабление блеска для колец Урана было от 0,109m (t=0,1) до 0,543m (t=0,5).
Балануца Павел:
--- Цитировать ---То есть 27 сентября 2007 г. примерно в 14 ч 48 м UT Земля может пройти между тенями, отбрасываемыми Плутоном и его спутником Хароном.
--- Конец цитаты ---
14.48 по всемирному , это 18.48 по Московскому. В это время еще светло будет... :P и как проводить наблюдения покрытия? ???
Lupus:
Мда... В Минске в этот день Солнце сядет в 15:50 UT.. Так что найти звезду 8,7m маловероятно...
Алексей Лосюк:
--- Цитата: Балануца Павел от 17 июня 2007, 18:24:39 ---14.48 по всемирному , это 18.48 по Московскому. В это время еще светло будет... :P и как проводить наблюдения покрытия? ???
--- Конец цитаты ---
Господа участники обсуждения! Напоминаю первое сообщение в теме: покрытие ожидается восточнее Урала и в республиках Средней Азии!
Спрашивается: зачем же я о нём здесь написал? А написал я о нём, зная о завидной мобильности наблюдателей "Ка-Дара". Насколько мне известно, Стас сейчас едет в Казахстан. Так что же ему помешает отправиться ради наблюдения уникального явления куда-нибудь в Киргизию, Узбекистан или Монголию?! ;)
Навигация
Перейти к полной версии