Фотографические наблюдения покрытий звезд астероидами
ЗиВ ?2/2005
В.В.Белоусов
С развитием информационных технологий резко увеличилось количество известных астероидов и возросла точность вычисления их эфемерид. Однако дефицит свободного времени крупных телескопов не позволяет тщательно изучить все эти малые планеты. Поэтому большое значение приобретают наблюдения покрытий звезд астероидами, выполненные любителями астрономии. Не случайно в последнее время в нашем журнале публикуются статьи о предстоящих покрытиях. При правильной организации эти наблюдения могут принести важные результаты. Метод наблюдения покрытий, предлагаемый в данной статье, поможет существенно увеличить число успешных наблюдений.
Съемка неподвижным фотоаппаратом
В настоящее время используются следующие способы наблюдения покрытий: визуальный, с помощью электрофотометра, запись на видеокамеру и, пожалуй, все. Рассматриваемый здесь способ, возможно, тоже известен астрономам. Он очень прост, но принципиально отличается от остальных. Используется суточное движение звезд. Если фотографировать покрываемую звезду неподвижным фотоаппаратом, то на снимке получаются треки всех звезд, доступных при данном объективе и светочувствительности пленки. В момент покрытия свет от звезды пропадает и в треке получается разрыв, длина которого зависит от длительности явления и фокусного расстояния объектива. Чтобы обеспечить хорошее временнОе разрешение снимка, звезда должна быть достаточно яркой и фокусное расстояние довольно большим. Если звезда слабая, то необязательно ее отождествлять, достаточно знать лишь примерное положение с учетом поля зрения объектива. При этом не требуется часовой механизм. Телескопы без часового механизма имеются у многих любителей астрономии, а установить на телескоп фотоаппарат совсем не сложно. Очень важное отличие от обычной астрофотографии в том, что при наблюдении покрытий данным способом освещенность на фотопленке прямо пропорциональна квадрату диаметра объектива и обратно пропорциональна первой степени фокусного расстояния (а не квадрату фокусного расстояния!). Например, объективы с диаметрами 50 мм и 300 мм и относительным отверстием 1:7 равноценны при съемке звезд с одинаковыми выдержками, но при наблюдении покрытий второй объектив зарегистрирует звезды в 6 (300:50) раз более слабые (т.е. на 1.95m). Также важно, чтобы длина трека звезды не превышала размера кадра, иначе информация будет просто потеряна. При больших фокусных расстояниях звезда пересекает поле зрения быстро, а поскольку нужно наблюдать как можно дольше до и после расчетного момента покрытия, насколько позволяет фон неба, предлагаю следующее. Позволим звезде дойти до края кадра, а затем микрометрическими винтами сдвигаем ее назад по прямому восхождению и немного смещаем по склонению, чтобы треки звезды не наложились. Для этого удобно использовать дополнительную гидирующую трубу (если она есть).
Поначалу вызывает затруднение определение предельной звездной величины, доступной используемому телескопу. Я начал наблюдения с покрытия 26 августа 2003 г. звезды SAO 144929 (8.7m) в созвездии Водолея астероидом Бертольда, с объективом от зрительной трубы 'Турист-3' (D = 50 мм, F = 350 мм). Даже приближенно не зная, какова предельная звездная величина у этого объектива, сделал пробные снимки и по ним определил ее значение. Для указанного объектива это 8m. Поскольку 26 августа 2003 г. покрывалась звезда величиной 8.7m, то, несмотря на хорошую погоду, она на снимке, к сожалению, не получилась.
Главные преимущества представленного метода наблюдений покрытий - исключительная простота, малая трудоемкость, общедоступность, высокая чувствительность. В отличие от других методов достаточно одного снимка, одного разрыва в треке звезды, чтобы доказать открытие спутника астероида или факт покрытия. Особенно интересны наблюдения объектов пояса Койпера, это единственная возможность изучения окрестностей этих тел для любителей. Благодаря малому собственному движению астероидов пояса Койпера точность наблюдений возрастает. Рискну предсказать, что предлагаемый метод увеличит на порядок число успешных наблюдений покрытий.
Поиск спутников астероидов
Прохождение полосы покрытия через какую-либо местность - явление очень редкое, например через Тульскую область в 2004 г. проходит всего пять полос покрытий, с учетом неточности информации (Земля и Вселенная, 2003, ? 5). Число наблюдений можно увеличить, если наблюдать также вдали от расчетных полос, с целью поиска предполагаемых спутников астероидов.
Таблица 1. Двойные и возможно двойные астероиды.
Снимок трека звезды SAO 98318 в созвездии Рака во время ее покрытия астероидом (269) Юстиция 17 февраля 2004 г., 19ч26м - 10ч56м UT. Самая яркая звезда - альфа Рака. Штрих показывает направление суточной параллели (при неподвижном фотоаппарате).
Спутники могут находиться на расстоянии многих тысяч километров от астероида, то есть покрытия с целью поиска спутников можно наблюдать, даже если полоса покрытия проходит по противоположной стороне Земли! Нужно, чтобы выполнялись три условия: звезда должна располагаться над горизонтом, быть достаточно яркой и, конечно, необходимо темное время суток в месте наблюдений. 17 февраля 2004 г. я наблюдал покрытие звезды SAO 98318 (8.1m) астероидом (269) Юстиция. Полоса покрытия проходила по Якутии и Сахалину, на расстоянии около 6500 км от Тульской области. Поскольку перечисленные три условия выполнялись, мне удалось фотографировать звезду в течение 30 минут. Конечно, временнОе разрешение объектива от зрительной трубы невелико, но все-таки можно сделать вывод, что покрытия длительностью более 0.5 с не зарегистрировано. Это означает, что в узкой полосе длиной около 24 000 км (смещение астероида за 30 мин) на расстоянии около 6500 км от астероида спутники размером более 7 км отсутствуют. Нужно отметить, что приведенные в двух статьях (Земля и Вселенная, 2003, ? 1, ? 5) данные о покрытиях неполные. Указаны полосы покрытий к востоку от Тульской области, частично дана информация о покрытиях к югу и северу от центра России, а западнее его полосы покрытий не указаны совсем. Ведь эти покрытия тоже можно наблюдать. Более того, диаметр Земли - не предельное расстояние для наблюдений! Даже если тень астероида проходит мимо Земли, все равно можно наблюдать звезду с целью поиска спутников малой планеты. Здесь все аналогично частному солнечному затмению, когда тень Луны проходит мимо Земли, но затмение можно увидеть.
Наблюдаем слабые звезды
Попробуем увеличить предельную звездную величину при съемке, не меняя объектива. Во-первых, можно просто использовать более светочувствительную фотопленку (при увеличении светочувствительности в 2 раза предельная звездная величина увеличивается на 0.75). Во-вторых, известен способ увеличения светочувствительности пленки освещая ее рассеянным светом перед съемкой. В литературе указано, что таким способом достигалось увеличение чувствительности до 20 раз (Г. Уокер 'Астрономические наблюдения', 1990 г.). Для этого можно навести фотоаппарат на покрываемую звезду, открыть затвор (раньше времени покрытия), установив выдержку, равную половине от предельной (винтом по прямому восхождению не даем звезде уйти из поля зрения). Затем немного повернем фотоаппарат вокруг оптической оси, чтобы отличить покрываемую звезду от ранее снятых, так как нас не интересуют другие звезды, и снимаем покрытие. Фон неба будет источником рассеянного света. В-третьих можно примененить часовой механизм со смещенной полярной осью. Если сдвинуть полярную ось на небольшой угол (например, на 30њ), то изображения звезд будут смещаться под углом к суточным параллелям медленнее, чем при суточном движении звезд. В результате зарегистрируются более слабые звезды: чем меньше смещение полярной оси, тем слабее звезды можно наблюдать. Это эквивалентно уменьшению фокусного расстояния объектива при одном и том же диаметре. В таком случае ухудшается временнАя разрешающая способность, но если звезда очень слабая, то с этим придется смириться. Точность хода часового механизма не влияет на результат наблюдения. При неравномерном вращении часового механизма треки звезд получаются в виде волнистых линий. Кстати, смещение полярной оси - известный способ проверки качества часового механизма, но для наблюдения покрытий он ранее не применялся. Считаю этот метод очень перспективным, т.к. на достаточно больших любительских телескопах (диаметром 200-300 мм) он позволяет наблюдать покрытия звезд до 13-14m! Таких покрытий, вероятно, порядка сотни в год, и это дает возможность любителям астрономии систематически наблюдать их. Большой удачей для любителей могло бы стать открытие нового небесного тела - спутника астероида.
Аппаратура и результаты наблюдений
Автор с астрономическими приборами, сконструированными им. 1 - объектив от зрительной трубы 'Турист-3': L = 50 мм, F = 350 мм; 2 - часовой механизм с приводом от будильника; 3 - объектив Максутова - Кассегрена с переменным фокусным расстоянием: D = 72 мм, F = 900 - 300 мм; 4 - микроскоп с разным увеличением; 5 - экваториальный механизм с ручным приводом для съемки звездного неба (слева - площадка для крепления фотоаппарата; справа - крепление гидирующей трубы).
Для наблюдений покрытий я изготовил часовой механизм с приводом от будильника, на который устанавливается объектив от зрительной трубы, а самодельный объектив Максутова - Кассегрена служит противовесом; микроскоп для рассматривания полученных негативов; механизм для съемки звездного неба с ручным приводом. Что касается результатов, то они пока неутешительны. С 26 августа 2003 г. по 8 ноября 2004 г. можно было бы наблюдать 21 покрытие. Из них 17 помешала зарегистрировать плохая погода! 26 августа 2003 г. звезда оказалась слишком слаба (еще не использовалось смещение часового механизма). Наблюдению покрытия 2 апреля 2004 г. и 28 ноября помешала яркая Луна (на фоне светлого неба были видны только самые яркие звезды). Так что единственное пока успешное наблюдение - покрытие 17 февраля 2004 г. астероидом (269) Юстиция, и то полоса явления была далеко, а открытие спутника - исключительно маловероятное событие. Хорошо, если бы любители астрономии опробовали предложенный метод и сообщили о полученных результатах.
В.В. Белоусов
301220 Тульская обл.
Щекинский р-н
пос. Лазарево,
ул. Новая, д. 1, кв. 12
|
 |
