WWW.KNIGA.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Книги, пособия, учебники, издания, публикации

 


ИЗВЕСТИЯ

КРЫМСКОЙ

Изв. Крымской Астрофиз. Обс. 103, № 3, 225-237 (2007)

АСТРОФИЗИЧЕСКОЙ

ОБСЕРВАТОРИИ

УДК 523.44+522 Развитие телевизионной фотометрии, колориметрии и спектрофотометрии после В. Б. Никонова В.В. Прокофьева-Михайловская, А.Н. Абраменко, В.В. Бочков, Л.Г. Карачкина НИИ “Крымская астрофизическая обсерватория”, 98409, Украина, Крым, Научный Поступила в редакцию 28 июля 2006 г.

Аннотация Применение современных телевизионных средств для астрономических исследований, начатое по предложению В.Б Никонова в 1963 г., успешно продолжено и после его смерти в 1987 г. Все описанные ниже наблюдения были получены на телевизионном комплексе, работающем на отечественных передающих телевизионных трубках типа суперизокон. За последние 18 лет получены следующие основные результаты: в магнитосфере Юпитера обнаружены быстродвижущиеся натриевые облака, образовавшиеся перед падением на него фрагментов Q кометы Шумейкер-Леви-9; впервые обнаружено существование спутников у ряда астероидов; дано объяснение появлению гидросиликатов на поверхности М-астероидов; проведены спектрофотометрические исследования ряда звезд, астероидов и ядра галактики NGC 4151; показана внегалактическая природа ряда компактных объектов, расположенных около некоторых галактик и др. Количество публикаций после смерти В.Б. Никонова составило более 90, что свидетельствует о правильности выбранного им направления.

PROGRESS OF THE TELEVISION PHOTOMETRY, COLORIMETRY AND SPECTROPHOTOMETRY AFTER V. B. NIKONOV, by V.V. Prokof’eva-Mikhailovskaja, A.N. Abramenko, V.V. Bochkov, L.G. Karachkina. Applications of present television equipments to astronomical investigations proposed by V. B. Nikonov in 1963 were successfully continued after his death. Observations, described in this article, were obtained using television complex with setup tubes of the superizokon type developed in the USSR The following main results were obtained during the last 18 years:

high-speed clouds of sodium atoms were discovered in the magnetosphere of Jupiter prior the fall of the fragments Q of the Shoemaker-Levy 9 comet; for the first time satellites of several asteroids were discovered; hydrosilicates occurrences on the surface of M-asteroids were explained; spectrophotometrical observations of the set of stars, asteroids and nuclear of galaxy NGC 4151 were performed;





extragalaxy nature of several compact objects near some galaxies was demonstrated et al. The number of publications after the death of V. B. Nikonov exceeds 90 that demonstrates correctness of his approach.

Ключевые слова: телевидение, астрофотометрия, кометы, астероиды, звезды, активные галактики.

226 В.В. Прокофьева-Михайловская и др.

1. Введение. Краткая история телевизионной астрономии Около 70 лет тому назад появились первые описания электронных телевизионных систем, сделанных в США русским ученым В.К. Зворыкиным (Фанкин, 2005). Он родился в 1889 г. в г. Муроме, окончил с отличием в 1912 г. Петербургский технологический институт, занимался там электронным телевидением под руководством профессора Б. Л. Розинга. В 1918 г. В.К.

Зво-рыкин эмигрировал в США, где и продолжил начатые работы. В начале 30-х годов он неоднократно приезжал в СССР, делал доклады о своих работах и знакомился с советскими разработками (Дунаевская, Урвалов, 1997; Галинский, Урвалов В.А., 1968; Дунаевская и др. 2000).

Применение телевизионной аппаратуры для наблюдений астрономических объектов началось в Крымской астрофизической обсерватории (КрАО) АН СССР с 1962 г., когда по приглашению проф. В.Б. Никонова группа московских инженеров под руководством В.Ф. Анисимова привезла для испытаний созданную ими аппаратуру. Испытания прошли успешно (Анисимов и др., 1963). Уже в 1964 г. на полуметровом телескопе МТМ-500 были зарегистрированы изображения предельно слабых звезд 20m с экспозицией 4 с. За это время на входной фотокатод передающей трубки приходило всего около 40 фотонов (Абраменко и др., 1965а, 1965б).

Успешный опыт наблюдений слабых звезд дал мощный толчок дальнейшему развитию телевизионной астрономии в КрАО. Оно стало возможным благодаря высокой активности сложившегося в процессе работы творческого коллектива, состоящего из группы московских инженеров НИИ Прикладной физики под руководством В.Ф. Анисимова, разрабатывающих телевизионную аппаратуру, создателей высокочувствительных передающих трубок во ВНИИ ЭЛП (электронно-лучевых приборов), работающих под руководством Н.Д. Галинского, а также ряда сотрудников обсерватории. Успех телевизионных наблюдений был обусловлен энтузиазмом заведующего отделом В.Б. Никонова, уделявшего постоянное внимание этому направлению.

Развитие телевизионной астрономии шло одновременно по нескольким направлениям. Были созданы:

- новые методики наблюдений астрономических объектов;

- методы фотометрирования телевизионных изображений звезд и планет;

- аппаратура для автоматизации наблюдений.

Проводилось совершенствование телевизионной аппаратуры и ее модернизация с целью обеспечения решения задач наблюдательной астрономии. Оперативно, в условиях астрономических наблюдений испытывались новые передающие трубки, измерялись их квантовая эффективность, ошибка поля и другие важные для астрономических наблюдений характеристики. На основе испытаний выдавались рекомендации изготовителям трубок, которые учитывали их при создании новых типов передающих телевизионных трубок.



Полученные результаты описаны в двух изданиях монографии “Телевизионная астрономия”, вышедших в 1974 и 1984 гг. (Абраменко и др., 1984а), где они представлены в сравнении с мировым уровнем развития телевизионных наблюдений в то время.

9 июля 1987 г., после болезни, В. Б. Никонов скончался. К этому времени основные работы по созданию телевизионного комплекса с оцифровкой видеоинформации, получаемой на его выходе, и ее обработкой в мини-ЭВМ, были выполнены (Абраменко и др., 1988). Стояла задача дальнейшего совершенствования аппаратуры и разработки методик применения телевизионной техники для решения различных задач современной астрофизики. Работы, которым В. Б. Никонов положил начало, продолжались.

Телевизионные астрономические наблюдения, развитию которых посвящена настоящая статья, получены были, в основном, с помощью передающих телевизионных трубок суперизокон, отличающихся от обычных изоконов тем, что при их изготовлении в одной стеклянной колбе с ними был смонтирован каскад электронно-оптического усиления сигнала. Это обеспечило действующую квантовую эффективность в реальных условиях наблюдений слабых звезд около 4%, причем квантовый выход входного фотокатода в максимуме его чувствительности Развитие телевизионной фотометрии, колориметрии и спектрофотометрии после В. Б. Никонова составлял 10-20%. Ниже мы опишем достигнутые за последние 18 лет результаты. Многие разработки были начаты по предложению В.Б. Никонова еще при его жизни.

2 Технические разработки с целью обеспечения высокой точности измерений 2.1 Сбор, хранение и обработка фотометрических и спектрофотометрических данных наблюдений в ЭВМ В начале 80-х годов совместно с московскими инженерами, сотрудниками НПО “Орион”, Ю.С. Александриным и В.Н. Якушиным была начата разработка и изготовление специального устройства, позволяющего оцифровывать видеосигнал части телевизионного кадра и вводить цифровые данные в память ЭВМ. Использовался сигнал внутри строба, расположенного вдоль кадровой развертки, причем из-за ограниченности памяти ЭВМ (15 ВСМ5 с памятью всего 1 К) в первых работах оцифровывался сигнал всего от 200 телевизионных строк (Абраменко и др.

1982, 1983). Сразу были достигнуты точности измерений интенсивностей в спектрах звезд до 1% и яркостей звезд до 0.6%.

По мере появления более совершенных ЭВМ ими заменялись старые и составлялись соответствующие программы. Одновременно увеличивалось число строк, информация от которых оцифровывалась. Первый опыт использования персонального компьютера (ПК) для регистрации спектров, получаемых на специально разработанной телевизионной установке “Цефей”, предназначенной для регистрации спектров, был проведен летом 1994 г., когда проводились наблюдения эффектов падения осколков кометы Шумейкер-Леви 9 на Юпитер. Окончательно перейти на использование ПК удалось только в октябре 1995 г. Это была ЭВМ PC AT 286, которая в несколько модернизированном виде используется до сих пор, позволяя регистрировать цифровую информацию от 1200 строк растра.

Одновременно шла разработка программ как для сбора информации, так и для ее обработки при фотометрических и спекрофотометрических наблюдениях (Бочков, 2000а,б,в). Каждая запись, сделанная в ЭВМ, содержит одномерный массив цифровых данных, представляющий собой изменение видеосигнала вдоль кадровой развертки. Он несет в себе темновой ток передающей телевизионной трубки, сигнал от фона неба, от искусственных звезд, проектируемых во время наблюдений на входной фотокатод, и от спектра или изображений исследуемых объектов. Каждая цифровая запись характеризуется средним моментом времени ее получения.

Предварительная обработка включает в себя учет темнового сигнала, ошибки поля, которая получается при специальных записях сигнала при равномерной освещенности фотокатода от светодиодов, дисторсионных искажений, полученных при записях сигнала от точно нарезанной решетки, и фона неба. В результате предварительной обработки получаются инструментальные величины, которые при наличии калибровки искусственных звезд теста можно перевести в стандартные B, V, R величины или в единицы энергетической освещенности.

Был разработан ряд программ: CONTRAST – осуществляющая сбор данных во время наблюдений и запись их в базу данных (БД), суммирование данных телевизионных кадров поканально и запись в БД, индикацию во время наблюдений текущего момента звездного и всемирного времени, имени наблюдаемого объекта, его воздушной массы, часового угла, азимута, зенитного расстояния; TVView, дающая возможность просмотра наблюдательных данных и их редакцию; TVPHOT, осуществляющая предварительную обработку фотометрических наблюдений и SPHOT – для обработкии спектральных наблюдений.

Разработана специальная БД для хранения и обработки спектрофотометрических данных наблюдений (Бочков, Шумко, 2002; Бочков, Бусарев, 2003). В нее добавлены спектральные данные ряда астероидов главного пояса астероидов и спектры ярких стандартов. Для работы с данными было разработано 32-разрядное программное обеспечение под WINDOWS. Целевым образом БД используется для хранения спектров астероидов, данных о спектральной прозрачности земной атмосферы и хранения спектров отдельных участков Юпитера, полученных во время падения кометы Шумейкер-Леви-9 в 1994 г.

228 В.В. Прокофьева-Михайловская и др.

2.2 Энергетическая калибровка данных наблюдений В.Б. Никонов считал, что “основная проблема фундаментальной фотометрии – определение из наблюдений (без использования каких либо вспомогательных данных) свободных от систематических ошибок значений внеатмосферных фотометрических характеристик звезд”. По его предложению была осуществлена калибровка данных телевизионных фотометрических наблюдений звезд с помощью специального устройства (Абраменко и др. 1984б, 1985; Прокофьева и др. 1993). С введением цифровой обработки данных, полученных внутри строба, было разработано новое устройство. Оно позволяло проектировать во время наблюдений на фотокатод передающей трубки изображения 14 искусственных звезд (звездный тест) расположенных в два ряда. Размеры изображений этих звезд на фотокатоде были подобраны такими же, как звезд наблюдаемых, то есть около 3 угл. сек. В настоящее время, в связи с увеличением точности измерений, используется новый тест, дающий изображения 8 искусственных звезд, расположенных в два ряда по 4 шт. Сам звездный тест представляет собой тонкую фольгу с отверстиями, закрытыми фотопленкой разной оптической плотности. Разница блеска их изображений была определена по наблюдениям звезд известного блеска. Освещение отверстий в фольге производится специальным устройством, обеспечивающим их равномерную освещенность.

Источником света в течение многих лет были 25 светодиодов типа АЛ 102В, имеющие максимум излучения в области 570 нм. Лабораторные исследования показали, что их яркость в первом приближении описывается формулой:

где b=1.45±0.08, T - ток, проходящий через светодиоды, K - коэффициент пропорциональности.

Оказалось возможным менять яркость осветителя в 104 раз, что обеспечивало использование искусственных звезд в качестве эталона яркости при наблюдениях звезд в диапазоне их блеска около 10m.

Наблюдения искусственных звезд на фоне ночного неба рядом со звездами известного блеска позволили производить калибровку яркостей этих звезд в звездных величинах и использовать ее для определения блеска звезд неизвестной яркости. Был замечен небольшой сезонный эффект в величине калибровки, связанный с изменениями температуры светодиодов.

Сейчас, в связи с повышением точности фотометрических и спектрофотометрических наблюдений и появлением новых типов светодиодов, возникла необходимость их заменить на новые (Абраменко, Таран, 2003). Проведена большая работа по исследованию зависимости яркости различных типов светодиодов от проходящего через них тока, а также и других их параметров, причем исследования проводились в условиях постоянства их температуры. Полученные данные показали, что излучение осветителя, имеющего 20 светодиодов, стабильно с точностью до 1% как на малых, так и на больших промежутках времени и может быть воспроизведено с такой же точностью. Сделан вывод, что изображения искусственных звезд могут быть использованы в качестве фотометрических стандартов при температурной стабилизации светодиодов осветителя звездного теста. Яркость их может быть установлена в пределах изменения их блеска на 8m и контролироваться с точностью до 1%. В настоящее время зависимость яркости светодиодов от проходящего через них тока измерена в лабораторных условиях с высокой точностью. Полученные данные введены в память компьютера для использования при обработке наблюдений.

Таким образом, введенная по предложению В.Б. Никонова энергетическая калибровка телевизионных наблюдений по искусственному эталону (звездному тесту), позволила проводить Развитие телевизионной фотометрии, колориметрии и спектрофотометрии после В. Б. Никонова наблюдения на высоком уровне, получая внеатмосферные значения блеска звезд в известных фотометрических системах при фотометрических и колориметрических наблюдениях и внеатмосферные освещенности при спектрофотометрических исследованиях.

3 Спектрофотометрия звезд и ядер галактик Спектрофотометрические наблюдения на телевизионном комплексе менискового телескопа МТМ-500 были начаты и проводились А.Н. Абраменко и др. (1991, 1996) и В.В. Прокофьевой совместно с Л.М. Шариповой (1997). Диспергирующим прибором служил оригинальный бесщелевой спектрограф, защищенный авторским свидетельством Л.М. Шариповой и В.И. Проника (см. рис. 1). Спектрограф установлен на турели и во время наблюдений вводится в сходящийся пучок света, идущий от телескопа. Сделано было три спектрографа на базе трех прозрачных дифракционных решеток, изготовленных в г. Ленинграде в Государственном оптическом институте им. С.И. Вавилова и имеющих 100, 150 и 200 штр/мм. Дистанционным поворотом турели наблюдатель может установить любой из них. Спектр объекта проектировался на входной фотокатод передающей телевизионной трубки.

Рис.1. Схема бесщелевого спектрографа В. И. Проника и Л.М. Шариповой. 1- плосковогнутая линза, 2 призма малого угла преломления, 3 – прозрачная дифракционная решетка, нанесенная на плоскую поверхность плосковыпуклой линзы, 4, 5 - спектр объекта В качестве передающей телевизионной трубки применялся суперизокон. Для него специально был создан в Ленинграде во ВНИИ ЭЛП (Прокофьева и др. 1991) новый входной фотокатод, обладающий повышенной чувствительностью в ближней ультрафиолетовой области спектра (см. рис. 2).

Рис.2. Спектральная чувствительность нового суперизокона, изготовленного по просьбе астрономов (сплошная кривая), и старого образца передающей трубки (пунктирная) 230 В.В. Прокофьева-Михайловская и др.

Одновременно со спектрами звезд во время наблюдений производилась регистрация эталона яркости (звездного теста). Бесщелевой спектрограф дает изображения спектров звезд на фоне ночного неба. Для вычитания последнего в режиме регистрации спектров как исследуемых, так и стандартных звезд, в непосредственной близости от них каждый раз записывался фон неба, который в последующей обработке вычитался из полученных данных. Стандартизация цифровых записей спектров позволила провести энергетическую калибровку эталона яркости, которая использовалась для контроля прозрачности земной атмосферы по наблюдениям звезд-стандартов, что повысило точность спектрофотометрии.

По предложению А.В. Харитонова в Крымской Астрофизической Обсерватории был создан в околополярной области неба ряд из 12 вторичных спектрофотометрических стандартов, имеющих блеск от 9m до 12m (Прокофьева, Шарипова, 1998а). Точность определения внеатмосферных монохроматических освещенностей составила 2 – 3% для звезд 9-10m и 3-4% для звезд 11-12m. Внешняя сходимость была оценена по наблюдениям звезды HD 11696 (см. рис. 3).

Рис. 3. Сравнение полученного при телевизионных наблюдениях спектрального распределения энергии в спектре звезды HD 11696 с каталожным C той же аппаратурой проведены спектрофотометрические исследования ядра активной галактики NGC 4151 в минимуме ее блеска в 1988 г. (Прокофьева, Шарипова, 1998б). Л.М. Шариповой были выполнены также колориметрические исследования предельно слабых звездообразных компактных объектов 16m-20m, расположенных вблизи ядер шести активных галактик (Прокофьева и др., 1996а). Телевизионные снимки этих объектов были получены в BVRсистеме Джонсона. Точность измерений составляла от 0.m07 до 0.m2. Анализ положений звездообразных объектов на двухцветной диаграмме позволил впервые показать, что объекты, расположенные вблизи галактик 3C 390.3, Mrk 290, Mrk 298, имеют внегалактическую природу.

4 Фотометрия, колориметрия, спектрометрия и спектрофотометрия малых тел солнечной системы 4.1 Наблюдения кометы Галлея Астрофизические исследования малых тел солнечной системы были начаты в Крымской астрофизической обсерватории на телевизионном комплексе МТМ-500 в 1984 г., когда ожидалось появление кометы Галлея. Для ее наблюдений были привлечены силы практически всех обсерРазвитие телевизионной фотометрии, колориметрии и спектрофотометрии после В. Б. Никонова ваторий мира и многих любителей. Одной из важных задач было проведение позиционных наблюдений с целью наиболее точного определения орбиты кометы, что обеспечило бы подход к ней космических аппаратов с целью проведения исследований с близкого расстояния.

Были получены многочисленные телевизионные снимки кометы, использованные для позиционных и астрофизических исследований. В качестве приемника света применялся суперизокон, а регистрация телевизионного изображения производилась на фотопленку. Впервые изображение кометы на телевизионных снимках было зарегистрировано 4 ноября 1984 г. (Прокофьева, 1986). Блеск ее в это время составлял 20.m9. Время экспозиции было 8 мин. В течение 24 ночей вплоть до 20 апреля 1985 г. были сделаны измерения ее блеска в интегральном свете и в фотометрических полосах B и V. По снимкам сделано 114 определений ее положений, что составило около 5% аналогичных измерений, выполненных в СССР (Прокофьева, Таращук, 1990). Измерения производились относительно слабых звезд поля, координаты которых дополнительно определялись по снимкам, полученным на астрографе сотрудником КрАО Н.С. Черных. Средняя квадратичная ошибка определения положений кометы оказалась равной одной угловой секунде, что было на уровне данных большинства наблюдений.

Наиболее раннее обнаружение хвоста кометы было сделано по телевизионным снимкам, полученным в ночь с 19 на 20 сентября 1985 г. Е.П. Павленко и В.П. Таращук. Уменьшение яркости хвоста, изменение его формы и исчезновение было прослежено в течение трех суток.

Комета в это время находилась на расстоянии 2.5 а. е. от Солнца, и в процесс развития атмосферы около ее ядра, по-видимому, уже включилось испарение льда. Быстрое исчезновение наблюдавшегося хвоста свидетельствовало об эпизодическом характере этого процесса.

В период максимального приближения кометы к Земле на расстояние около 0.6 а. е. в ноябре-декабре 1986 г. В.П. Таращук и Е.П. Павленко получили многочисленные телевизионные снимки головы кометы, на некоторых из которых четко видны различные детали околоядерной области в виде лучей или выступов, направленных в разные стороны от ядра.

Таким образом, применение высокочувствительной телевизионной техники внесло существенный вклад в исследования кометы Галлея в 1984-1986 гг.

4.2 Наблюдения эффектов падения осколков кометы Шумейкер-Леви-9 на Юпитер В июле 1994 г. весь мир впервые стал свидетелем падения кометы на планету: на Юпитер в течение недели падали многочисленные обломки кометы Шумейкер-Леви-9 (Ш-Л-9), распавшейся в его гравитационном поле. Взрывы крупных фрагментов кометы в атмосфере планеты привели к появлению горячих облаков, поднявшихся над облачным покровом и наблюдавшихся на его лимбе в виде образований, получивших название плюмы. Яркость таких облаков ослабевала через десятки минут, и на месте падения фрагмента появлялись темные пятна, наблюдавшиеся в течение недель.

На телевизионном комплексе МТМ-500 были организованы как спектральные наблюдения участков Юпитера, так и наблюдения плюмов (Абраменко и др., 1996). В период с 12 июля по 30 августа были сделаны серии наблюдений деталей диска Юпитера, содержащие от 15 до спектров, полученных в течение ночи. Разрешение составляло 20 до 27 июля и 7 в последующее время. Всего было получено около 2000 спектров.

Статистическая обработка 300 спектров, полученных с 16 по 22 июля, когда на Юпитер падали наиболее крупные фрагменты кометы, позволила обнаружить в спектрах мест их падения присутствие полос CH, NH, OH, линий Н, Na, Ca, Li, Fe и их быструю переменность (Прокофьева, Таращук, 1996). Характерное время спектральной переменности составляло от десятков секунд до нескольких минут. Обнаруженные полосы и линии принадлежали как атмосфере Юпитера, так и веществу кометы (Чурюмов и др., 1995).

Наиболее интересными оказались спектры, полученные в течение нескольких часов наблюдений 20 июля, когда на Юпитер падали фрагменты Q. Регистрация оптического эха от спутника Юпитера Ио показала, что при падении фрагментов Q надежно было зарегистрироваВ.В. Прокофьева-Михайловская и др.

но не менее 7 эффектов падения осколков этих фрагментов (Прокофьева и др., 1996б). Многочисленные спектры указывали на быстрое развитие процессов возбуждения и высвечивания резонансной линии натрия, на внушительные размеры области появления линий, которая была сравнима с размерами Юпитера, на местоположение этой области, находящейся во внутренней магнитосфере Юпитера на расстоянии около 3RJ от его центра, и на высокие энергии возбужденных атомов натрия, проявившиеся в больших доплеровских скоростях. Объяснение появления высокоскоростных облаков натрия было дано в статье В.В. Прокофьевой и др. (2001). Ее авторы описали следующую картину: атомы натрия освобождались из частиц комы фрагментов кометы, лавинообразная ионизация атомов была вызвана столкновениями их с высокоэнергичными электронами внутренней магнитосферы Юпитера, ионы попадали в двунаправленные продольные электрические поля токовой трубки Ио-Юпитер и приобретали скорости до 1500км/сек, распространяясь на большие объемы. Линия D натрия появилась в результате рекомбинации ионов натрия. На рис. 4 и 5 приведены наблюдавшиеся эквивалентные ширины дублета натрия и схема прохождения осколками кометы токовых трубок спутников Юпитера Европы и Ио.

Рис. 4. Изменение эквивалентной ширины дублета натрия перед моментами падений фрагментов Q1 и Q кометы Ш-Л-9 на Юпитер Таким образом, проведение в Крымской астрофизической обсерватории скоростного спектрального мониторинга эффектов падения кометы Ш-Л-9 на Юпитер позволило впервые обнаружить образование высокоскоростных облаков кометного натрия в магнитосфере Юпитера.

Рис. 5. Схема пролета осколков фрагмента Q через токовые трубки спутников Юпитера Европы и Ио Развитие телевизионной фотометрии, колориметрии и спектрофотометрии после В. Б. Никонова 4.3 Обнаружение спутников у астероидов В конце 80-х годов по предложению проф. Ю. В. Батракова (Институт Теоретической Астрономии) в программу наблюдений на телевизионном комплексе МТМ-500 были включены астероиды (Батраков и др., 1992). Экспозиции порядка минут, хорошая фотометрическая точность и опыт исследований двойных звезд позволили сразу выйти на новые научные результаты, а именно на сложную структуру некоторых астероидов.

Новый метод исследования двойственной структуры астероидов развивался в КрАО. На телевизионном комплексе МТМ-500 были получены плотные ряды фотометрических наблюдений ряда астероидов, данные анализировались методами частотного анализа. Предполагалось, что частотный анализ может выявить периоды колебаний яркости, которые соответствуют периодам вращения компонентов астероида, их орбитального движения, а также той или иной прецессии.

Решающим в определении двойственности астероидов оказалась возможность получения на телевизионном комплексе одновременных измерений блеска объекта в трех областях спектра, по результатам которых определялись величины показателей цвета B-V и V-R (Абраменко и др. 1984а). Астероиды имеют на поверхности цветовые пятна, и поэтому частотный анализ показателей цвета обнаруживает периоды вращения компонент двойного астероида, если такие существуют. Анализ показателей цвета позволяет выделить именно периоды вращения тел.

По наблюдениям астероида 87 Сильвия было обнаружено два новых периода. Период 0.d2207 суток был найден как при анализе наблюдений, полученных в спектральной полосе B, так и при анализе показателей цвета B-V и V-R., период 0.d12 суток (или кратный 0,d065) найден по тем же данным (Прокофьева, 1992; Прокофьева, Демчик, 1992, 1994). Сделано предположение, что астероид двойной. Сейчас современными средствами наблюдений у астероида Сильвия зарегистрировано уже два небольших спутника (см. Прокофьева-Михайловская, 2006).

На основании найденных периодов вращения компонент астероида 423 Диотима 0.d62 и 0.d19 сделано предположение о его двойственности (Прокофьева, Карачкина, 1994, 2004; Прокофьева и др., 1995). Анализ фотометрических наблюдений астероида 4179 Тоутатис, а также данных Харьковской астрономической обсерватории и результатов радарных наблюдений позволили сделать предположение, что астероид является тесной двойной системой: период 7.d является периодом орбитального движения компонентов двойного астероида, а 2.d85 и 1.d66 – периодами вращения большего и меньшего его компонентов (Прокофьева и др., 1995а; Прокофьева, Таращук, 1998). Анализ наблюдений астероида 1620 Географ подтвердил его монолитную форму и позволил найти период вращения небольшого спутника. Сейчас известно, что этот астероид динамически связан с метеорным потоком Географиды.

На рис. 6 представлены в художественной форме первые наши результаты открытий спутников у ряда астероидов.

Высокая квантовая эффективность телевизионной аппаратуры и современные методы обработки информации обеспечили нам обнаружение сложной структуры астероидов раньше публикации о регистрации спутника у астероида Ида (Прокофьева и др., 1995б).

4.4. Спектрофотометрия астероидов На телевизионном комплексе МТМ-500 проводятся систематические спектрофотометрические наблюдения избранных астероидов (Абраменко и др., 2001; Бочков и др. 2002, 2003). В качестве диспергирующей оптики используются две прозрачные дифракционные решетки бесщелевого спектрографа.

234 В.В. Прокофьева-Михайловская и др.

Рис. 6. Художественное изображение найденных спутниковых астероидальных систем, выполненное сотрудницей КрАО О. Козловой.

Оригинальное, разработанное в КрАО устройство, обеспечивающее автоматическое отслеживание движущихся относительно звездного поля изображений астероидов, существенно облегчает их гидирование при наблюдениях их спектров. Согласно эфемеридам исследуемого астероида оценивается его движение по часовому углу и по склонению и устанавливается изменение скорости часового ведения и медленное движение по склонению для компенсации этого движения.

Используется методика калибровки спектров астероидов по спектрам звезд-стандартов с привязкой к калиброванному искусственному стандарту (звездному тесту). В результате получена высокая точность определения внеатмосферной освещенности от исследуемых астероидов, составляющая около 1%, что находится на современном уровне.


Рис.7. Примеры внеатмосферных спектров астероида 21 Лютеция, полученных в течение одной ночи 05/06 октября 2000 г. Моменты регистрации приведены по всемирному времени.

Интересны результаты спектрофотометричеких наблюдений М-астероида 21 Лютеция, к которому в 2010 г. приблизится космический аппарат “Розетта” (Бусарев и др., 2004). Около спектров его было получено с разрешением 4 и 3 нм в период с 31 августа по 20 ноября 2000 г.

На рис. 7 приведены 7 спектров астероида 21 Лютеция, произвольно сдвинутых по вертикали.

Развитие телевизионной фотометрии, колориметрии и спектрофотометрии после В. Б. Никонова На них уверенно регистрируется полоса поглощения гидросиликатов на длине волны 430-440 нм. (Прокофьева и др., 2005). Частотный анализ эквивалентных ширин этой полосы позволил обнаружить пятнообразное распределение гидросиликатов на поверхности астероида.

Наиболее часто встречающиеся размеры пятен оказались порядка 30-40 км. Известно, что такие размеры кратеров свидетельствуют об их сравнительной молодости. Они образовались в процессе столкновений астероида с планетозималями.

Таким образом, было получено объяснение появления гидросиликатов на поверхности Мастероида, прошедшего магматическое плавление.

5 Заключение По заветам В.Б. Никонова развитие телевизионного метода наблюдений продолжается как в области совершенствования методики наблюдений, так и в области получения новых результатов в исследованиях различных небесных тел.

Было сделано: сбор и обработка данных наблюдений в цифровом виде в современных ЭВМ, достигнуты точности телевизионной фотометрии и спектрофотометрии около 1%, сделано автоматическое отслеживание телескопом изображений астероидов и других движущихся относительно поля звезд объектов.

Был получен ряд новых научных результатов. Отметим на наш взгляд важнейшие. Высокая квантовая эффективность позволила произвести раннее обнаружение кометы Галлея, а контрастная чувствительность телевизионного комплекса обеспечила регистрацию появления хвоста у кометы и изучение тонкой структуры ее около ядерной области. Большие ряды наблюдений спектров Юпитера, полученные с высоким временным разрешением, обеспечили получение нового результата: обнаружения высокоскоростных облаков натрия в магнитосфере Юпитера, образовавшихся при падении на него фрагментов Q кометы Шумейкер-Леви-9. Разработка методики фотометрических наблюдений астероидов и их частотного анализа позволили обнаружить периоды вращения компонентов астероидов, что впервые показало реальность существования у них спутников. Анализ спектральных наблюдений М-астероида 21 Лютеция обнаружил пятенное распределение гидросиликатов на его поверхности, что подтвердило гипотезу, высказанную В.В. Бусаревым об их позднем занесении метеоритами.

Количество научных публикаций, основанных на телевизионных наблюдениях, при жизни В. Б. Никонова за 23 года с 1964 по 1987 г. составило 85, после его смерти за 18 лет оно составило более 90. Большое число полученных новых научных результатов подтверждает правильность направления работ, выбранного В.Б. Никоновым и завещанного нам.

Светлая память о большом ученом и замечательном человеке всегда будет и дальше освещать нам путь в науке.

Литература Абраменко А.Н., Агапов Е.С., Анисимов В.Ф., Ефимов Ю.С., Прокофьева В.В., Синенок С.М. // Изв. Крымск. Астрофиз. Обсерв. 1965а. Т. 33. С. 313.

Абраменко А.Н., Анисимов В.Ф., Агапов Е.С., Никонов В.Б., Прокофьева В.В., Синенок С.М. // Доклады АН СССР. 1965б. Т. 161. N 6. С. 1999.

Абраменко и др. (Abramenko A.N., Alexandrin Yu.S., Yakushin V.N., Prokof'eva V.V.) // Instrumentation for Аstronomy with large opticalТelescope. Coll. IAU. Ed. C.M.Humphries. Dordrecht.

Holland. Reidel Publ. Comp. 1982. N 67. P. 175.

Абраменко А.Н., Александрин Ю.С., Прокофьева В.В., Якушин В.Н. // Изв. Крымск. Астрофиз.

Обсерв. 1983. Т. 66. С. 218.

Абраменко А.Н., Агапов Е.С., Анисимов В.Ф., Галинский Н.Д., Прокофьева В.В., Синенок С.М. Телевизионная астрономия. Ред. В.Б. Никонов. Изд. 2-е. Москва. Наука.

1984а. 272 с.

236 В.В. Прокофьева-Михайловская и др.

Абраменко А.Н., Медведев В.Г., Павленко Е.П. Прокофьева В.В. // Новая техника в астрономии. Приборы и методы исследования. Ленинград. Наука. 1984б. С. 53.

Абраменко А.Н., Павленко Е.П., Прокофьева В.В. // Фотометрич. и поляриметрич. исследования небесных тел. Киев. Наукова думка. 1985. С. 184.

Абраменко А.Н., Прокофьева В.В., Бондарь Н.И., Майер В.А., Павленко Е.П., Шарипова Л.М.

// Изв. Крымск. Астрофиз. Обсерв. 1988. Т. 78. С. 182.

Абраменко А.Н., Майер В.А., Прокофьева В.В., Шарипова Л.М. // Оптико-механ. промышленность. 1991. N 2. С. 10.

Абраменко А.Н., Бочков В.В., Карачкина Л.Г., Прокофьева В.В. Таращук В.П. // Астрон. вестник. 1996а. Т. 30. С. 116.

Абраменко и др. (Abramenko A.N., Okhmat N.N., Prokof'eva V.V., Sharipova L.M.) // Odessa Astron. Publication. 1996б. V. 9. P. 117-118.

Абраменко и др. (Abramenko A.N., Bochkov V.V., Prokof'eva V.V.) // Proc. SPIE. 2000. V. 4008.

Абраменко и др. (Abramenko A.N., Bochkov V.V., Prokof'eva V.V.) // JENAM 2001 of the Eur.

Astron. Soc. Sept. 10-15. 2001. Abst. Ser. V. 18. P. 241.

Абраменко А.Н., Таран А.В. // Изв. Крымск. Астрофиз. Обсерв. 2003. Т. 99. С. 181.

Анисимов В.Ф., Агапов Е.С., Никонов В.Б., Прокофьева В.В., Синенок С.М. // Известия Крымской астрофиз. Обс. 1963. Т. 30. С. 3.

Батраков Ю.В., Карачкина Л.Г., Павленко Е.П., Прокофьева В.В. // Труды Всесоюзного совещания “Астероидная опасность” С.-П. окт. 1991. 1992. С. 134.

Бочков В.В. // Кинематика и физика небесных тел. 2000а. Т. 16. №1. С. 93.

Бочков (Bochkov V.V.) // Publication: Proc. SPIE. V. 2000б. 4009. P. 386.

Бочков (Bochkov V.V.) // Baltic Astronomy. 2000в. V. 9. N 4. 642.

Бочков, Шумко (Bochkov V., Shumko S.) // Proc. SPIE. 2002. V. 4848. P. 455.

Бочков В.В., Прокофьева В.В., Абраменко А.Н. // Изв. Крымск. Астрофиз. Обсерв. 2002. Т. 98.

Бочков, Бусарев (Bochkov V.V., Busarev V.V.) // Astron. & Astrophys. Transac. 2003. V. 22.

Issues 4-5. P. 383.

Бочков и др. (Bochkov V.V., Busarev V.V., Prokof'eva V.V.) // Astron. & Astrophys. Transac. 2003.

V. 22. Iss. 4-5. P. 621.

Бусарев и др. (Busarev V.V., Bochkov V.V., Prokof'eva V.V., Taran M. N.) // “The new ROSETTA targets” L. Colangeli et al., eds. Kluwer Acad. Publishers. 2004. P. 79.

Галинский Н. Д., Урвалов В.А. // Электронная техника. Серия 4. Электроннолучевые и Фотоэлектрич. приборы. 1968. Вып. 5. С. 3.

Дунаевская Н.В., Климин А.И., Урвалов В.А. // Борис Васильевич Круссер. ред. П.М. Степанов.

Москва. Наука. 2000. 105 с.

Дунаевская Н.В., Урвалов В.А // Астрономия на крутых поворотах XX века. Феникс. Дубна.

1997. 480 с. С. 361.

Прокофьева В.В. // Кометный циркуляр. 1986. N 357. С. 3.

Прокофьева В.В. // Кометный циркуляр. 1992. Nо 426. С. 13.

Прокофьева-Михайловская В.В. // Изв. Крымск. Астрофиз. Обсерв. 2006. Настоящий том.

Прокофьева В.В., Таращук В.П. // Позиционные наблюдения в СССР кометы Галлея в появление 1986 г. Киев. Наукова думка. 1990. С.130.

Прокофьева В.В., Демчик М.И. // Астрон. циркуляр. 1992. N 1552. С. 27.

Прокофьева В.В., Демчик М.И. // Письма в Астрон. журн. 1994 Т. 20. Nо. 4. С. 299.

Прокофьева В.В. Карачкина Л.Г. // Abstracts of the conf. devoted to centenary of ac.

N.P. Barabashov. Kharkov. 1994. P. 103.

Прокофьева В.В., Таращук В.П. // Кинематика и физика небес. тел. 1996. Т. 12. N 5. С. 82.

Прокофьева В.В., Шарипова Л.М. // Кинематика и физика небес. тел. 1997. T. 13. N3. C. 82.

Прокофьева В.В., Шарипова Л.М. // Изв. Крымск. Астрофиз. Обсерв. 1998а. Т. 94. С. 289.

Развитие телевизионной фотометрии, колориметрии и спектрофотометрии после В. Б. Никонова Прокофьева В.В., Шарипова Л.М. // Астрофизика. 1998б. Т. 41. Вып. 3. C. 333.

Прокофьева, Таращук (Prokof'eva V.V., Tarashchuk V.P.) // Astron. & Astrophys. Trans. 1998.

V. 15. P. 225.

Прокофьева В.В., Карачкина Л.Г. // Астрон. вестник. 2004. Т. 38. N 2. С. 108.

Прокофьева В.В., Абраменко А.Н., Богачева Л.Г., Верхошенцев А. Е. Осьминкина К.И., Павленко Е.П., Шарипова Л.М. // Оптико-механ. промышленность. 1991. N 7. С. 76.

Прокофьева В.В., Бочков В.В., Павленко Е.П. // Изв. Крымск. Астрофиз. Обсерв. 1993. Т. 88.

Прокофьева и др. (Prokof'eva V.V., Demchik M.I. Karachkina L.G.) // Astron. & Astrophys. Trans.

1995. V. 8. P. 291.

Прокофьева В.В., Таращук В.П., Круглый Ю.Н., Величко Ф.П.,Черный В.Г. // Письма в астрон.

журн. 1995а. Т. 21. N 1. C. 66.

Прокофьева В.В., Таращук В.П., Горькавый Н.Н. // Успехи физ.наук. 1995б. Т. 165. N6. С.661.

Прокофьева В.В., Таращук В.П., Лютый В.М., Метлов В.Г. // Письма в астрон. журн. 1996а.

Т. 22. С. 858.

Прокофьева В.В., Проник И.И., Шарипова Л.М. // Изв. Крымск. Астрофиз. Обсерв. 1996б.

Т. 93. С. 58.

Прокофьева В.В., Таращук В.П., Цап Ю.Т. // Кинематика и физика небес. тел. 2001. Т. 17. N 6.

Прокофьева В.В., Бочков В.В., Бусарев В.В. // Астрон. вестник. 2005. Т. 39. № 5. С. 457.

Фанкин Ю. А. // Русский дом. Номер 11. 2005. С. 36.

Чурюмов и др. (Churyumov K.I., Prokof'eva V.V., Tarashchuk V.P.)// Proc. European SL/JUPITER workshop. 1995. P. 114.





Похожие работы:

«ИЗВЕСТИЯ КРЫМСКОЙ Изв. Крымской Астрофиз. Обс. 103, № 3, 204-217 (2007) АСТРОФИЗИЧЕСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ УДК 520.2+52(091):52(092) Наследие В.Б. Никонова в наши дни В.В. Прокофьева, В.И. Бурнашев, Ю.С. Ефимов, П.П. Петров НИИ “Крымская астрофизическая обсерватория”, 98409, Украина, Крым, Научный Поступила в редакцию 14 февраля 2006 г. Аннотация. Профессор, доктор физико-математических наук Владимир Борисович Никонов является создателем методологии фундаментальной фотометрии звезд. Им разработан ряд...»

«Курс общей астрофизики К.А. Постнов, А.В. Засов ББК 22.63 М29 УДК 523 (078) Курс общей астрофизики К.А. Постнов, А.В. Засов. М.: Физический факультет МГУ, 2005, 192 с. ISBN 5–9900318–2–3. Книга основана на первой части курса лекций по общей астрофизики, который на протяжении многих лет читается авторами для студентов физического факультета МГУ. В первой части курса рассматриваются основы взаимодействия излучения с веществом, современные методы астрономических наблюдений, физические процессы в...»

«200 ЛЕТ АСТРОНОМИИ В ХАРЬКОВСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ Под редакцией проф. Ю. Г. Шкуратова ГЛАВА 2 НАУЧНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ ХАРЬКОВСКИХ АСТРОНОМОВ Харьков – 2008 СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА 1. ИСТОРИЯ АСТРОНОМИЧЕСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ И КАФЕДРЫ АСТРОНОМИИ. 1.1. Астрономы и Астрономическая обсерватория Харьковского университета от 1808 по 1842 год. Г. В. Левицкий 1.2. Астрономы и Астрономическая обсерватория Харьковского университета от 1843 по 1879 год. Г. В. Левицкий 1.3. Кафедра астрономии. Н. Н. Евдокимов...»

«200 ЛЕТ АСТРОНОМИИ В ХАРЬКОВСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ Под редакцией проф. Ю. Г. Шкуратова ГЛАВА 1 ИСТОРИЯ АСТРОНОМИЧЕСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ И КАФЕДРЫ АСТРОНОМИИ Харьков – 2008 Книга посвящена двухсотлетнему юбилею астрономии в Харьковском университете, одном из старейших университетов Украины. Однако ее значение, на мой взгляд, выходит далеко за рамки этого события, как относящегося только к Харьковскому университету. Это юбилей и всей харьковской астрономии, и важное событие в истории всей украинской...»






 
© 2014 www.kniga.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Книги, пособия, учебники, издания, публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.