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

Детальне вивчення розподілу осьового обертання астероїдів дає можливість підійти до вирішення ряду важливих космогонічних задач поясу, повязаних 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. Значна відмінність орбіт астероїдів, форми та параметрів їх обертання перешкоджає створенню універсального методу визначення координат полюсу та напрямку обертання. 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. · 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).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. 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). 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. Таким чином, аналізуючи зміну величини Psyn астероїда, можна визначити його сидеричний період, орієнтацію осі обертання та напрямок обертання за спостереженнями епох екстремумів. (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.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. 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. 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. 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.

Основний зміст роботи

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 (b0 = 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 D»125 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.

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 .ru