Относительная фотометрия астероида Шейла

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2014, том 57, №11-12_

АСТРОНОМИЯ

УДК 523. 532

Н.Н.Киселев, Ф.Д.Рахматуллаева*, А.К.Антонюк**, Н.Пить ** ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ФОТОМЕТРИЯ АСТЕРОИДА ШЕЙЛА

Главная астрономическая обсерватория НАН Украины, Институт астрофизики АН Республики Таджикистан,

Научно-исследовательский Институт «Крымская астрофизическая обсерватория» Министерства образования, науки и молодежи Республики Крым.

Представлены результаты фотометрических наблюдений астероида 596 Шейла , проведённые на 1.25 м телескопе АЗТ-11 Крымской астрофизической обсерватории в период 30 мая - 4 июня 2011 г. Получено 438 изображений астероида в стандартных фильтрах BVR1 с помощью ПЗС камеры FLI1024. Астероид относится к классу недавно выявленных объектов, неожиданно проявивших кометную активность. Анализ полученных данных показал, что астероид сохранил видимое значение блеска, несмотря на столкновение с малым телом в декабре 2010 г., приведшим к вспышке блеска и появлению кометной активности астероида. Сделан вывод, что столкновение астероида Шейла не было катастрофичным, т.е. не привело к его полному распаду.

Ключевые слова: фотометрия астероида - комета.

Астероид главного пояса Шейла был обнаружен 21 февраля 1906 г. Августом Копфом из Гей-дельберга на фотографических пластинках. Основные орбитальные и физические характеристики астероида приведены в табл. 1, где указана дата, на которую вычислены элементы орбиты, q - пери-гелийное расстояние орбиты, Q - афелийное расстояние, a - большая полуось, е - эксцентриситет, i -наклонение.

Особый интерес к астероиду возник после того, как 11 декабря 2010 г. С.Ларсон по наблюдениям в обсерватории Mount Lemmon (США) обнаружил, что его блеск увеличился почти в два раза и он, как комета, проявил признаки комы [1, 2]. Позднее у астероида были обнаружены два пылевых хвоста (рис. 1). По этой причине астероид был отнесён к небольшой группе объектов со свойствами и астероидов и комет, так называемым кометам Главного пояса астероидов. Ранее исследования астероида проводились по наблюдательным данным, полученным с помощью космического аппарата Swift UV [3] и телескопа Hubble Space Telescope [4].

Адрес для корреспонденции: Рахматуллаева Фируза Джамшедовна. 734042, Республика Таджикистан, г.Душанбе, ул.Бухоро, 22, Институт астрофизики АНРТ. E-mail: firuzakhon.co@mail.ru

Рис. 1. Изображение астероида 596 Шейла, полученное во время его вспышки.

Таблица 1

Основные характеристики астероида Шейла

Орбитальные характеристики Физические характеристики

Дата: 23.07.2010г. Абсолютная звездная величина 8.9

q 2.4428 а.е Видимая зв. вл. 11.7 -15.3

Q 3.4103 а.е. Диаметр, км 133.34

a 2.9265 а.е. Период вращения (час) 15.848

e 0.16529 Геометрическое альбедо 0.0379

i 14.662 град B-V, зв. вл. 0.714

Сидерический период обращения 5.01 года U-B, зв. вл. 0.177

По спектру астероида, полученному в диапазоне 2500-5000 А, обнаружено значительное покраснение в ультрафиолетовой области (13% на 103 А). Измерения показали, что вспышка астероида имела эпизодический характер и не связана с выделением газов СО, СО2+, OH, NH, CN, C2, C3, обычно характерных для комет [3]. Показано, что из астероида было выброшено 6x108 кг пыли со скоростью 57 м/с. Наиболее вероятной причиной внезапной активности астероида Шейла является его столкновение с небольшим объектом из Главного пояса астероидов. Согласно данным, полученным космическим телескопом Hubble, астероид Шейла столкнулся со скоростью 5 км/ч с неизвестным астероидом диаметром 35 м [4]. В результате образовались фрагменты диаметром не более 100 м (предполагая значение альбедо астероида равным 0.04), а также пылевая кома с сечением рассеяния площадью почти 2.2*104 км2, что соответствует облаку микронных частиц массой около 4*107 кг. После такого столкновения на поверхности астероида мог образоваться кратер диаметром приблизительно 300 м [3].

Прямые снимки некоторых астероидов, полученные с помощью космических аппаратов, показали наличие кратеров, которые имеют более голубой цвет по сравнению с остальной поверхностью. Большая часть поверхности астероидов покрыта реголитом темно-красного цвета из-за процес-

сов космического выветривания. Области синего цвета на астероидах связаны с недавними выбросами внутреннего более свежего материала.

Наблюдения астероида Шейла были выполнены с целью обнаружения изменений фотометрических характеристик астероида, а именно формы кривой блеска, видимого и, следовательно, абсолютного блеска, которые могли произойти в результате столкновения.

Наблюдения, обработка и анализ полученных данных Фотометрические наблюдения астероида Шейла проведены с помощью ПЗС камеры FLI 1024 на 1.25 м телескопе АЗТ-11 в Крымской астрофизической обсерватории c 30 мая по 4 июня 2011 г. Поле зрения камеры составляет 8x8 угловых минут. Использовались стандартные BVRI фильтры, позволяющие выделить соответствующий диапазон спектра при наблюдениях. Даты и время наблюдений астероида в долях суток мирового времени, количество полученных изображений, а также гео-и гелиоцентрические расстояния астероида приведены в табл. 2.

Таблица 2

Список наблюдений астероида Шейла

Дата и время наблюдений, Количество r, Д,

2011г. кадров a^. a^.

Май 30.852-30.896 49 2.837 3.026

Май 31.798-31.812 21 2.833 3.036

Июнь 1.799-1.849 82 2.832 3.046

Июнь 3.799-3.880 92 2.829 3.067

Мы использовали экспозиции 120, 60, 30 и 30 с для B, V, R и I фильтров соответственно. Фотометрическая обработка наблюдательных данных проводилась с помощью стандартной программы Maxim DL 5. Первичная обработка заключалась в учёте шумов считывания матрицы, темнового тока и плоских полей. Астероид достаточно быстро перемещался от ночи к ночи, поэтому на кадрах, полученных в разные ночи, выбирались разные звёзды сравнения. Координаты и видимые звёздные величины использованных опорных звезд приведены в табл.3, где а - прямое восхождение и S -склонение звезды, V - её видимая звёздная величина.

Таблица 3

Координаты и видимый блеск звёзд сравнения

Дата наблюдений № звезды Координаты звезд 2000.0 V

2011 г. а S

май 30 1 2 09h 40m 3.5s 09h 40m 23.4s 28o 32'26'' 28o 29' 43'' 12.5 14.6

май 31 1 2 09h 41m 5.4s 09h 41m 21.5s 28o24' 40'' 28o 18' 23'' 11.8 12.7

июнь 1 1 2 09h 42m 36.1s 09h 42m 41.2s 28o 06' 35'' 28o 12' 20'' 14.3 12.3

июнь 3 1 2 3 09h 44m 53.1s 09h 44m 45.8s 09h 44m 36.6s 27o 52' 31'' 27o 53' 43'' 27o 51' 12'' 13.6 14.3 14.3

К сожалению, из-за отсутствия благоприятных фотометрических условий в наблюдениях нам не удалось привязать блеск использованных звёзд сравнения к фотометрическим стандартам. Поэто-

му мы приводим результаты фотометрических наблюдений астероида лишь в полосе V (видимый диапазон спектра) с учётом видимых значений блеска использованных звёзд.

Составная кривая блеска астероида, вычисленная с периодом 15.848 ч, приведена на рис. 2.

>

св

К -

V -

ч

<и «

§

(U &

§

s §

S PQ

15 14,8 14,6 14,4 14,2 14

A x * x

♦ 30.V

31.V

A2.VI

x3.VI

0,4

0,5 0,6

0,7

0,

0,9

1

Фаза осевого вращения Рис. 2. Зависимость блеска в полосе V астероида Шейла от фазы осевого вращения.

Фазы осевого вращения вычислены относительно первоначального момента эпохи JD2457700.0. Данные, полученные в разные ночи, отмечены различными символами. Как видно из рис 2, данные за три ночи наблюдений попали на близкие фазы периода вращения в интервале 0.50.6. По этой причине трудно сделать заключение о полной амплитуде изменения блеска астероида. Однако, по нашим данным, можно сделать вывод, что колебания блеска не превосходили 0.1 звёздной величины. Средний видимый блеск астероида V=14.64±0.10 звёздной величины, полученный по нашим наблюдениям, близок к эфемеридному значению 14.6 звёздной величины. Это свидетельствует о том, что абсолютный блеск астероида 8.9 звёздной величины, который он имел до столкновения с малым телом, сохранил своё значение.

Заключение

Таким образом, вспышка астероида Шейла не была вызвана катастрофическим столкновением, повлекшим за собой полный распад объекта. Вероятнее всего, астероид практически сохранился, а последствия удара выразились в кратерообразовании на поверхности и в проявлении кометной активности вследствие пылевого облака.

Поступило 29.10.2014 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Larson S.M. (596)Scheila - IAU Circ.2010, 9188, 1

2. Larson S., Kowalski R., Sato H. (596) Scheila - CBAT. 2010, 32583,1.

3. Bodewits D., Kelley M. S., Li J.-Y. et al. Collisional Excavation of Asteroid (596) Scheila - ApJ 2011,v.733, L3.

4. Jewitt D., Weaver H., Mutchler M. et al. Hubble Space Telescope Observations of Main-belt Comet (596) Scheila. - ApJ 2011, v.733, L4.

5. Chapman C. S-Type Asteroids, Ordinary Chondrites, and Space Weathering: The Evidence from Galileo's Fly-bys of Gaspra and Ida - Meteoritics1996, v.31, pp.699-725.

6. Chapman C., Veverka J., Belton M. et al. Cratering on Gaspra - Icarus 1996, v.120, pp. 231-245.

Н.Н.Киселев, Ф.Д.Рахдоатуллоева*, А.К.Антонюк**, Н.Пить** ФОТОМЕТРИЯИ НИСБИИ АСТЕРОИДИ ШЕЙЛА

Саррасадхонаи астрономии Академияи илм^ои миллии Украина,

*Институти астрофизикаи АИ Цум^урии Тоцикистон, **Институти илмй-тадкцкртии Расадхонаи астрофизикии Крим, Вазорати маориф, илм ва цавонони Цум^урии Крим

Натичах,ои мушох,идах,ои фотометрии астероиди Шейла 596, ки тавассути телескопи АЗТ-11 диаметраш 1.25м дар Расадхонаи астрофизикии ^рим аз 30 май то 4 июни соли 2011 гузаронида шудаанд, бо 438 аксх,ои астероидии филтрх,ои стандартиаш BVRI, ки онх,о тавассути камераи ПЗС FLI-1024 ба даст омада чамъбаст карда шудаанд. Астероид дар гузаштаи начан-дон дур ба гурухд объектх,ои фаъолияти кометавй дошта дохил шуд. Та^лили маълумотх,ои ба даст омада нишон дод, ки астероид дар мох,и декабри соли 2010 бо дигар чирми хурди кайх,онй бархурданаш ниго^ накарда нурафканиашро хело хуб нигох, доштааст. Далели ин гуфтах,о оми-ли пайдоиши фаъолияти кометавй гаштани дурахши астероид шуда метавонад. Чунин мешумо-ранд, ки бархурди астероиди Шейла бо дигар чирми хурди кай^онй хдлокатовар набуд, яъне ба маънои дигар ба порах,о худ шудани астероид оварда нарасонид. Калима^ои калиди: фотометрияи астероид - комета.

N.N.Kiselev, F.D.Rahmatullaeva*, A.K.Antonyuk**, N.Pit* RELATIVE PHOTOMETRY OF SHEILA ASTEROID

Main astronomical observatory NAS Ukraine, Institute of Astrophysics of the Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan, Science and research institute of astrophysics observatory of Crimea, The Ministry of Education, science and youths of the Crimean Republic In this paper the results of photometric observations of Sheila 596 asteroid made by 1.25 m telescope AZT-11 of the Crimean astrophysical Observatory in the period of May 30 - June 4, 2011 are present. As a result, some 438 images of BVRI standard filters are made using a CCD camera FLI 1024. The asteroid belongs to a class of recently discovered objects, which unexpectedly showed cometary activity. Analysis of the obtained data showed that the asteroid has retained visual magnitude, despite its collision with a small body in December 2010 that led to outburst of brightness and emergence of comet activity of the asteroid. This paper concludes that collision of Sheila asteroid was not catastrophic, i.e., did not lead to its complete disintegration.

Key words: photometry of asteroid - comet.