Как открывать малые планеты сейчас?
Что сейчас открывают любители астрономии? Переменные звезды, новые, сверхновые, астероиды, кометы и даже оптические послесвечения гамма-вспышек. Идет постоянная гонка, в которой профессионалы, используя последние достижения физики и высоких технологий, пытаются наращивать площади и проницание на небесной сфере, что успевают исследовать за единицу времени. А любители астрономии оказываются в ролях догоняющих. Зато именно любители могут себе позволить посвятить десятки лет исследованиям только одного объекта, кропотливо и тщательно записывая все свои результаты наблюдений. Если открывать и исследовать переменные звезды сейчас стало легче для любителей астрономии, то конкуренция на ниве открытия новых малых тел в Солнечной системе очень высока. Созданные роботы-телескопы (LINEAR, NEAT, Catalina, Spacewatch и др.) оперативно вычищают полностью околоэклиптическую часть и прилегающие области небесной сферы от неизвестных движущихся светил до 18 – 20 зв. вел. Слабее объекты конечно находят, но не все проекты имеют хорошее проницание. Таким образом, у любителей остается небольшие и слабые надежды:
А) обнаружить околоземный астероид в непосредственной близости от Земли, когда он яркий и находится вдалеке от эклиптики
Б) попытаться провести поиски с большим проницанием, и надеяться, что до него там 2-3 недели ни кто не производил таких поисков.
Обсерватория АЗТ-22 (Майданак, Узбекистан)
Мне повезло оказаться в дни осеннего равноденствия 2007г в одной из лучших обсерваторий Евразии – Майданак. И при этом была предоставлена возможность провести свою наблюдательную программу на АЗТ-22. Основной целью трехнедельной экспедиции было покрытие звезды 9-й зв. вел. системой Плутона, что могло ответить на вопрос о существовании предполагаемого кольца из обломков на орбите вокруг ледяной карликовой планеты. Данное явление должно было произойти во второй вечер моего пребывания и остается еще как минимум полмесяца свободного времени. Быстро разобрался с 40-см Харьковским телескопом (выставляя его на долгие осенние часы для фотометрирования переменных звезд) на который установил 16Мп камеру FLI, таким образом, я смог отлучаться на АЗТ-22 в рабочее время. Первое на что я обратил внимание это большое число мониторинговых целей, которые снимаются уже не первый месяц и при этом отсутствие практики
обязательной проверки свежего снимка на новые объекты. По приезду на гору познакомился с Алексеем Сергеевым (Харьков) который приехал сюда для проведения фотометрического мониторинга гравитационных линз. Он до этого уже открыл пару астероидов на снимках по своей программе мониторинга, но у него не один год практики и профессиональное образование. А вот все остальные снимки, которые получает технический персонал обсерватории, оказываются не обследованными. Алексей плохо представлял весь алгоритм регистрации открытия малой планеты. Тут мой опыт и знания оказались как ни как кстати.
Статистика открытий по наблюдениям АЗТ-22
Самый крупный инструмент в обсерватории Майданак АЗТ-22 (D=1500mm, F=11575mm) оснащенный 16Мп камерой с 15 микронным пикселем, в результате чего поле зрения составляет 18 х 18 угл. мин. и масштабом изображения 0.2673 угл. сек. на пиксель. Среднее значение FWHM=1 угл. сек.
Открыватели астероидов Короткий Станислав (Москва) и Сергеев Алексей (Харьков) у АЗТ-22 (Майданак, Узбекистан)
Все эти параметры говорят о отличных условиях для поисковых задач с большим проницанием. Но перед пред началом реализации каких либо наблюдательных программ всегда проводят предварительную оценку ожидаемых результатов подобных работ. Для этого мы с Алексеем использовали снимки уже идущих наблюдательных программ. Просмотрев кадры с М31 за месяц (была разработана специальная методика поиска) мы обнаружили пять транзиентных источников, но не высокой яркости (19.5 – 22.0m). Трудно говорить о их природе: это могут быть цефеиды, карликовые новые или новые, чьи вспышки сильно поглощены в пыли и газе. Обследовав несколько площадок на предмет движущихся объектов, так же выявили факты присутствия неизвестных на данный момент малых планет. И это не на самой эклиптике! Данный факт был сигналом к началу проведения поисковой программы.
Методика работы: блинкование 3-х кадров по 300 сек, что были разнесены между собой на полтора часа в MaxImDL, астрометрирование в IzmCCD, аналитическая обработка в Excel.
Было решено первую сессию провести в направлении на антисолнечную точку. Тому было несколько причин.
Первая наблюдательная сессия была проведена в ночь 2/3 октября. Тогда мы разделили антисолнечную область неба на 5 кадров вдоль эклиптики с небольшим перекрытием. В результате было обнаружено 6 известных и 30 ранее не известных объектов! Т.е. в среднем по 6 новых астероидов на кадр! В дальнейшем выяснилось, что 6 объектов из 30 до нас успели открыть за последние две недели (мы тут опоздали), но остальные 24 были абсолютно новыми! Из этих данных мы получили потрясающий результат: в среднем на кадре 2.5 известных и 5 новых астероидов, т.е. в два раза больше! В фильтре R предельную звездную величину мы оценили в 22.5m. Уже через неделю выяснись, что один из предварительно обозначенных объектов был отождествлен с ранее наблюдаемым.
Пример одного из снимков, на котором мы видим 7 новых и только один ранее известный астероид! (программа IzmCCD)
Настала очередь второй ночи, после которой мы могли отсылать астрометрию новых объектов с надеждой застолбить их открытие за нами. Так как астероиды вследствие разных угловых скоростей постепенно разбредаются по небесной сфере, то в ночь 3/4 октября нам уже потребовалось снимать 6 избранных площадок с наибольшими плотностями ранее найденных объектов. В планировании выбора центров площадок нам очень помогал Excel и отличное владение им Алексея. Так же мы постоянно следили за работой наших коллег-конкурентов, что могли раньше нас вычистить эту область неба. Но нам повезло, т.к. ни кто из крупных телескопов не наблюдал в близи антисолнечной точки.
Карты покрытия обзорными поисковыми программами небесной сферы рядом с антисолнечной точкой на 7 октярбря 2007г (для просмотра в полном размере карт кликните по ним)
Получив во вторую ночь 18 снимков мы обнаружили: 25 из 30 новичков от прошлой ночи + 16 новых объектов, что ранее не наблюдались нами и отсутствовали в каталоге. Таким образом мы могли рассчитывать на открытие сразу 25 новых объектов за 2 ночи потратив на съемку в сумме одиннадцати площадок:
11 х 3 х 5 мин = 165 мин экспозиции
33 х 20 сек = 11 мин скачивания кадров
33 х 1 мин = 33 мин перенаведений
Итого: 3 часа 30 мин
*Время на отождествление не тратили (только в самом начале немного мучались).
Трудности с Интернетом на горе, отсутствие вразумительной формы-примера оформления сообщения об открытии астероидов и отсутствие опыта регистрации новых объектов не дали возможности все 25 объектов с ходу занести в каталог. Первое и долгожданное (вымученное) письмо с предварительными обозначениями мы получили только 5-го октября 2007. В нем был список всего из семи предварительных обозначений. Но неразбериха, что творилась в обозначении астероида, открытого за неделю до этого ввела нас в тупик и мы не знали как принимать это: все семь известны или это наши открытия? И с каждым днем, постепенно разбираясь во всех тонкостях этого дела, мы плавно осознавали, что сделали ЭТО! Мы первооткрыватели!
Но нас совершенно не удовлетворил результат 7 из 24 и мы продолжили программу наблюдений. Остро не хватало функции просчета предварительных эфемерид в IzmCCD. Все приходилось делать в ручную в Excel с применением полиномов первой степени – и они отлично справлялись с поставленной задачей.
Пример работы по планированию и отождествлению новых объектов с помошью Excel. Синии ромбики - это наблюдения в первую сессию, розовые - во вторую ночь наблюдений, желтые треугольники - расчетное положение в третью наблюдательную сессию, а голубые крестики - обнаруженные объекты в третью наблюдательную сессию. По оси Х отложены доли часов Прямого Восхождения, а по оси Y градусы склонения
Третья сессия наблюдений по программе поиска новых астероидов прошла в ночь 5/6 октября и была самой большой: 7 площадок, на которых мы выявили 17 ранее нами наблюдаемых и 18 абсолютно новых объекта! По сложившейся уже практике, днем после наблюдений отправляем астрометрию всех новых объектов, что пронаблюдали две и более ночи. Но и тут мы не смогли дать предварительные обозначения всем новым объектам. Таким образом, нам требовалась еще как минимум одна наблюдательная сессия. Но ее могло и не быть. Приехали южные корейцы на 4 ночи и их плотная программа наблюдений поглотила все ночное время АЗТ-22. При этом они уезжали в одно утро со мной с горы – 11 октября. Тогда уже не оставалось шанса на успешное окончание программы наблюдений «AntiSolar». После совещаний с персоналом обсерватории и корейскими наблюдателями мы получили в свое распоряжение полтора часа ночи 9/10 октября. Их мы потратили на съемку 4-х избранных площадок на которых рассчитывали обнаружить 6 ранее наблюдаемых наших новых объекта, что не получили предварительные обозначения по различным причинам. Но мы пошли на новшество: сняли один из не используемых в эту ночь фильтров и снимали без фильтров в интегральном потоке света. Да, конечно качество изображения на краях кадра резко ухудшилось, но зато мы выиграли в проницании как минимум 1 зв. вел.! Все шесть объектов были обнаружены, а так же еще 22 новых, что ранее ни кто до нас не наблюдал более чем 1 ночь!
Примеры астероидов, что находили в ходе реализации программы. На левой анимации показан астероид 19.5m (73042), а на правой показан новый объект, что был открыт на этих изображениях. 3 кадра по 300сек в фильтре R
Итоги всей программы наблюдений «AntiSolar»:
Потрачено времени экспозиции: 22 площадки по три кадра с пятиминутной экспозицией=
5 часов 30 минОбнаружено ранее не известных объектов:
79Обнаружено ранее известных объектов:
29Занесено новых объектов в каталоги:
23 (но один был отождествлен с ранее наблюдаемым)
Новые объекты, что не были занесены в каталоги (утерянные):
56 Распределение по яркости 58 астероидов (три первые сессии), что были найдены неизвестными (фильтр R):
19.0-19.50
m - 1 астероид
19.5-19.99
m - 3 астероида
20.0-20.50
m - 4 астероида
20.51-21.0
m - 9 астероидов
21.01-21.5
m - 22 астероида
21.51-22.0
m - 17 астероидов
22.01-22.5
m - 2 астероида
Из этих данных мы можем получить оценки плотности неизвестных астероидов около антисолнечной точки в зависимости от яркости:
19.0-19.50
m - 0.62 астероида/кв.градус
19.5-19.99
m - 1.85 астероида/кв.градус
20.0-20.50
m - 2.47 астероида/кв.градус
20.51-21.0
m - 5.55 астероида/кв.градус
21.01-21.5
m - 13.58 астероида/кв.градус
Но это немного заниженные оценки, так как мы не наблюдали во всех трех сессиях абсолютно новые площадки (были повторы для уточнения орбиты уже найденных объектов). Для более слабых малых планет данная зависимость распространяется, но в связи с конечным проницанием инструмента она не прослеживается.
Из первой наблюдательной сессии мы потеряли всего 4 объекта, при этом один из них наблюдался 2 ночи подряд, но автомат не дал ему предварительное обозначение.
Таким образом, можно считать, что мы отработали объекты на 90% (только 3 объекта из 30 открытых в первую ночь не стали доводить до публикации). Из 23 астероидов, что получили предварительные обозначения для 8 не были опубликованы элементы орбиты, что скорее всего связано с малостью дуги и малым числом наблюдений.
Из всего выше сказанного я смею делать вывод о успешной реализации программы «AntiSolar» по поиску новых астероидов в направлении на точку противостояния. Общее число потерянных астероидов растет лавинообразно с увеличением новых площадок в области эклиптики. Успеть угнаться за всеми при ограниченном времени наблюдений не представляется возможным, поэтому была выбранная политика наблюдения только тех объектов, что обнаружили в первую ночь.
АЗТ-22 во время одной из наблюдательной сессии
К сожалению, сейчас АЗТ-22 простаивает, т.к. у ПЗС-камеры отказала система охлаждения. Это может привести к потери астероидов, т.к. ранее мы рассчитывали пронаблюдать их еще раз в конце октября.
