Пользователь |
|
|
Обновления |
|
|
Доска объявлений |
|
|
|
Астротека |
Статьи: Библиотечка наблюдателя
Пол Мэйли - Покрытия звезд астероидами – Руководство наблюдателя
Дата публикации: 11-08-2004
Источник: http://www.eclipsetours.com/occultationa
|
|
|
ПОКРЫТИЯ ЗВЕЗД АСТЕРОИДАМИ Руководство наблюдателя
Пол Мэйли, Вице-президент IOTA 1. ЗАЧЕМ НАБЛЮДАТЬ ПОКРЫТИЯ
Несомненно, что покрытия относятся к числу наиболее впечатляющих небесных явлений, засвидетельствовать которые под силу любителю астрономии. Как при затмении, во время покрытия один небесный объект проходит перед другим. Это событие предоставляет астрономам удачную возможность детальней изучить данные объекты, а любителям дает шанс внести ценный вклад в исследования профессионалов, что и является основной задачей Международной ассоциации по регистрации покрытий - IOTA. Наши усилия направлены на то, чтобы поднять интерес любителей всего мира к наблюдению покрытий.
Автор показывает тайским монахам, как получить данные расчетов по предстоящим покрытиям звезд астероидами (Бангкок, март 2003). Астероиды обычно движутся на расстоянии 100-300 млн. км от Земли, хотя немногие изредка приближаются настолько, что оказываются внутри лунной орбиты. Звезды же, свет которых заслоняют астероиды, удалены на миллиарды миллиардов километров. На следующей схеме показано, что движущийся вокруг Солнца астероид должен оказаться строго на одной прямой между звездой и земным наблюдателем. Отбрасываемая тень бежит по поверхности Земли со скоростью, пропорциональной орбитальной скорости астероида и скорости вращения Земли. Например, если расстояние между точками А и В составляет около 1000 км, то тень преодолеет его примерно за 4 минуты.
Если вы относитесь к тем любителям астрономии, которые стремятся ощутить важность собственных наблюдений, сделать в этой жизни нечто значимое и стать одним из немногих свидетелей редкого явления – то покрытия именно для вас. Их наблюдение не только дает шанс сделать астрономическое открытие – обнаружить новый компонент звездной системы или спутник астероида, но также позволяет определить размеры и уточнить элементы орбиты малой планеты, оценить ее форму, вычислить более точные координаты звезды. При этом не важно, где именно вы живете. Если вы имеете компьютер и телескоп апертурой 4-6 дюймов, если вы надежно определили положение наблюдательной площадки по топографической карте или с помощью GPS, если у вас есть радиоприемник, принимающий сигналы точного времени и магнитофон – то смело можете приступать к наблюдению этих редких и значимых явлений. На сайте IOTA постоянно предлагаются свежие данные расчетов предстоящих покрытий. Чтобы найти нужную звезду, нужно уметь ориентироваться на небе, поскольку блеск большинства покрываемых звезд не превышает 10m. Неоценимую помощь при регистрации события окажут переносной магнитофон и чувствительная видеокамера. Ниже представлены более детальные рекомендации, с которыми я советую ознакомиться, если вы желаете принять участие в изучении покрытий. Много полезных сведений можно найти в популярных журналах - SKY AND TELESCOPE и ASTRONOMY, а также на сайтах, посвященных наблюдениям покрытий.
2. КАКОВЫ РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЙ
В солнечной системе имеется много тысяч малых планет, орбиты которых лежат преимущественно между Марсом и Юпитером. Астероиды настолько малы и так далеки, что их размеры и форму невозможно определить в самые сильные телескопы, но наблюдение покрытий позволяет произвести такие измерения. Когда астероид ненадолго затмевает звезду, то размер тени на поверхности Земли пропорционален его диаметру. Если несколько наблюдателей расположатся поперек полосы покрытия, то результаты их измерений моментов времени исчезновения и появления звезды (или промежутка времени между снижением и повышением ее яркости) окажутся различными. Предположим, что астероид отбрасывает эллиптическую тень, обозначенную зеленой линией на следующей схеме (действительная форма тени может оказаться весьма неправильной), а трое наблюдателей расположились вдоль шоссе так, чтобы свет фар проходящих машин им не мешал. Первый наблюдатель зарегистрирует сравнительно продолжительное покрытие (показано пунктирной линией) длительностью 4,5 с. Второй наблюдатель, оказавшийся вблизи середины полосы, зафиксирует наибольшую длительность покрытия – 10,3 с, тогда как для третьего звезда исчезнет всего на 1,2 с.
Итак, чем ближе к середине полосы – тем длиннее тень астероида. Продолжительность покрытия прямо зависит от длины его сечения, проходящего перед звездой при наблюдениях из данной точки. Если бы в нашем примере фигурировал настоящий астероид, то, как показано на следующем рисунке, по результатам регистрации покрытия тремя наблюдателями была бы определена его общая форма.
Ниже представлен график, обобщающий результаты наблюдений многочисленных любителей астрономии, выполненных при покрытии астероидом Паллада звезды 1 Лисички в 1983 г. Это оказалась самая крупная и успешная экспедиция, которую мне удалось организовать. Значительная часть данных получена техасскими любителями. Десятки точек, объединенных на одном графике, обнаруживают эллиптический силуэт астероида. Пробел в нижней части графика объясняется облачностью в Южном Техасе во время покрытия. Обычно всего лишь нескольким наблюдателям удается оказаться в нужном месте и выполнить измерения, поскольку полоса покрытия довольно узкая, а точность ее вычисления может оказаться весьма невысокой. Причина, по которой наблюдения Паллады оказались столь удачными, состоит в том, что крупный астероид (второй по величине в солнечной системе) покрывал яркую звезду блеском 4,7m. Это позволило за несколько месяцев до покрытия подготовить надежный прогноз. Всего было выполнено 130 регистраций, тогда как ранее число наблюдений одного события не превышало двадцати. До сих пор ни одно покрытие не позволило даже близко приблизиться к достигнутому в 1983 г. великолепному результату (см. отчет в февральском номере журнала ASTRONOMY за 1984 г.).
В наблюдениях приняли участие 262 любителя астрономии из Техаса и Оклахомы, 82 из Аризоны и Нью-Мексико, 18 из Луизианы и Миссисипи, 28 из Калифорнии, 80 из Флориды и 24 из других мест. Само покрытие зарегистрировано из 68 точек в Техасе, из 40 во Флориде, из 6 в Аризоне, из 4 в Калифорнии, из 3 в Луизиане и из одной точки в Нью-Мексико. Цепь наблюдателей оказалась настолько плотной, что Биллу Дарнеллу из Хьюстона удалось зацепить самый краешек астероида, обнаружив, как звезда замерцала, прежде чем на секунду скрыться. Наблюдатели, расположенные севернее Хьюстона, не увидели покрытия.
Наблюдатели были размещены согласно «методу параллельных хорд», предложенному автором в конце семидесятых и опубликованному в 58 номере журнала ASTRUM (сентябрь 1984). Схема размещения весьма проста и зависит от ориентации и ширины полосы покрытия. Ряды параллельных линий наносятся с севера и с юга вдоль полосы; расстояние между ними диктуется размером астероида (т.е. ожидаемой шириной тени) и вероятным числом наблюдателей. Смысл состоит в том, чтобы никаких два наблюдателя не регистрировали в точности одинаковое событие, но каждый наблюдатель зафиксировал бы уникальный участок тени астероида. Желательно заранее определить точки пересечения этих параллельных линий с основными дорогами, чтобы подобрать там подходящие наблюдательные площадки.
До 1977 г. было зарегистрировано всего-навсего семь покрытий звезд астероидами! Впервые такое событие наблюдалось визуально в Швеции в 1958 г., а первые фотометрические измерения состоялись три года спустя. С 1977 г. до покрытия 1 Лисички Палладой число наблюдений возросло в шесть раз. Когда результаты этого покрытия были окончательно обработаны, то выяснилось, что 90% пригодных данных предоставили любители. По результатам измерений профессионалов, диаметр астероида составил 522 км, а любительские данные дают значение 516 км. Таким образом, переносные телескопы вкупе с магнитофонами, на которых голосом фиксировалась продолжительность покрытия, обеспечили общую ошибку в пределах 1%.
На следующем графике представлены измерения размеров Паллады. Они убедительно доказывают, что любители астрономии и в XXI веке останутся вполне способными получать ценные научные результаты. Любители являются соавторами публикаций, где обработаны их наблюдения, что также служит явным свидетельством их научных достижений.
На график, по осям которого указаны поперечные размеры астероида в километрах, нанесены пары точек, соответствующих моментам исчезновения и появления звезды на каждой наблюдательной площадке. Пунктирные синие линии между стрелками указывают относительную продолжительность покрытия, - линия 1D-1R соответствует самой северной площадке, а линия 130D-130R – самой южной. Расстояние между точками пары определяется промежутком времени, в течение которого звезда не была видна конкретному наблюдателю. Правый верхний угол графика соответствует северной части астероида, а южная оконечность (слева внизу) осталась не охваченной наблюдениями вследствие сплошной облачности на этом участке полосы покрытия. График даже обрисовывает отдельные впадины и выступы на эллиптическом силуэте астероида, что стало возможным благодаря обобщению 130 успешных регистраций.
Автором 11 декабря 1979 г. получена первая в мире фотография покрытия звезды астероидом. Это удалось сделать с крыши отеля «Пегас» в Джорджтауне, Гайана. Использовался 90-мм фотографический телеобъектив Celestron, неподвижно закрепленный на штативе. На этом снимке, опубликованном в SKY AND TELESCOPE, видны два звездных трека, причем трек звезды SAO 80950 прерывается. Длительность покрытия (обозначено стрелками) составила почти 27 с. Негатив обработан с целью повышения контраста. Полоса покрытия может пройти в любом месте поверхности Земли. Подавляющее большинство покрываемых звезд имеет величину 9-12m, а покрытия, доступные невооруженному глазу – исключительно редкое событие. Разумеется, что покрытия случаются в любое время и в любой день недели.
Случается проделать долгий путь, чтобы оказаться в ожидаемой полосе покрытия, но так ничего и не увидеть. Гарантий тут нет. Результаты вычислений пути тени не всегда надежны, однако точность их повышается – главным образом, благодаря астрометрическому спутнику Hipparcos. За несколько недель до покрытия астрономы дополнительно определяют положение астероида и уточняют предсказание полосы. Все более и более слабые астероиды берутся в расчет, так что скоро в любой местности можно будет ожидать не менее пяти покрытий в год.
На сайте IOTA вы найдете карты предстоящих покрытий с указанием погрешности вычислений. Полоса может пройти там, где живут ваши друзья, которых можно попытаться привлечь к наблюдениям. Я каждый раз, когда отправляюсь в разъезды, знакомлюсь с картами на случай, что окажусь в подходящем месте. Тогда я беру в дорогу переносные инструменты в надежде, что погода не подведет. В далеком прошлом я предпринял два специальных путешествия во Францию и в Бразилию, дабы пронаблюдать покрытия ярких звезд – и оба оказались неудачными вследствие неточностей расчета полосы. Такие случаи разочаровывают, но тем более радует успех!
3. ГДЕ НАЙТИ РАСЧЕТЫ ПОКРЫТИЙ
Подробные сведения об ожидаемых покрытиях и разъяснение их обстоятельств содержатся на сайте Стива Престона «Предсказания покрытий».
Для каждого события приводятся карты с указанием ожидаемой полосы и погрешностями ее расчета. В таблице указаны координаты звезды, ширина полосы и коридор ошибок. Для отдельных пунктов земной поверхности указан размер тени, высота и азимут звезды, а также высота Солнца. Поисковые карты приведены в разных масштабах: карта созвездия, участки неба в 5 градусов и в 2 градуса, а также карта окрестностей звезды в 30 минут.
Сам астероид видеть не обязательно, - он может оказаться намного слабей звезды. Если же астероид доступен в телескоп, то уже за час до покрытия можно проследить, как он медленно подкрадывается к звезде.
Добавление редактора
3.1. «Шапка» карты
В заголовке карты указаны номер и название астероида; обозначение затмеваемой звезды по каталогам Hipparcos, Tycho или UCAC; дата покрытия по Всемирному времени (UT) и моменты начала и конца прохождения тени астероида по поверхности Земли.
В левой колонке - данные о звезде: визуальная звездная величина Mv; фотографическая звездная величина Mp (если известна); координаты (прямое восхождение RA и склонение Dec) на эпоху равноденствия 2000.0 с учетом собственного движения на дату покрытия.
В средней колонке - данные о явлении: расчетная максимальная длительность в центре полосы в секундах; ожидаемое падение блеска в звездных величинах; расстояние от Солнца (элонгация); расстояние от Луны; фаза Луны (процент освещенности); величина неопределенности взаимного положения звезды и астероида в угловых секундах (большая и малая полуось) и позиционный угол эллипса ошибок.
В правой колонке - данные об астероиде: блеск; диаметр (физический в километрах и угловой в секундах дуги); горизонтальный экваториальный параллакс в секундах дуги (величина, обратная расстоянию до астероида - параллакс 8.8" соответствует расстоянию в 1 а.е., 4.4" - 2 а.е., 0.2" - 44 а.е.); смещение астероида за час относительно звезд по прямому восхождению (в часовых секундах) и по склонению (в угловых секундах).
3.2. Карта полосы видимости покрытия
Изображен вид земного шара с «подзвездной» точки, то есть полушарие Земли, на котором звезда в момент середины покрытия находится над горизонтом. Граница дня и ночи дана сплошной линией; штриховые линии сооответствуют точкам, в которых глубина погружения Солнца под горизонт равна 5 и 10 градусам. На дневной стороне сплошные линии проведены через каждые 10°.
Путь тени астероида на поверхности Земли проведен с учетом сжатия Земли, ее вращения во время события и нелинейности движения астероида. Границы полосы начерчены в предположении сферического астероида с указанным диаметром, что является лишь приближением к эллиптической или неправильной форме большинства малых планет.
Метки на полосе приведены с интервалом в 1 минуту, большие метки - через каждые 5 минут. В зависимости от масштаба карты и скорости движения астероида время указано либо у всех минутных меток, либо только у кратных 5 или 10. Значения со знаком «-» соответствуют часу, предшествующему центральному моменту явления, значения со знаком «+» - последующему часу.
Штриховой линией, параллельной расчетной полосе, указывается область неопределенности явления. Обычно она дается на уровне 1σ (одного стандартного отклонения) на картах, составленных по расчетам Стива Престона, и на уровне 3σ на картах Яна Манека. Эти линии показывают пределы возможного сдвига полосы с вероятностью 68% и 99.5% соответственно. Наблюдать необходимо не только внутри номинальной полосы, но и, по крайней мере, в пределах 1σ по обе стороны от границ.
Также на карте приведен эллипс ошибок, который показывает неопределенность времени явления вдоль полосы.
Поисковая карта на врезке содержит окрестности затмеваемой звезды - участок неба размером 2 на 2 градуса со звездами до 12-й величины. Вокруг затмеваемой звезды проведена окружность радиусом 6 угловых минут. Штриховой линией указан путь астероида на фоне звезд. Каждый штрих соответствует 24 часам. Штрихи проведены начиная с 0 часов Всемирного времени после даты покрытия на 10 суток назад.
3.3. Как работать с прогнозами покрытий
Индивидуальному наблюдателю это в принципе и не нужно. Ему необходимо сделать следующее:
1. | Заранее измерить координаты точки, где обычно проводятся наблюдения, с помощью приемника GPS с точностью до 30 м (1 секунда широты и долготы) или хотя бы по топографической карте с точностью до 1 км и прислать их координатору. | 2. | Сообщить координатору о предельной величине звезд, доступной наблюдениям, о возможности выезда с телескопом (с указанием максимального расстояния поездки) и количества явлений в год, которые вы готовы наблюдать. | 3. | Перед конкретным покрытием получить от координатора ожидаемое время явления, расстояние от центра полосы покрытия и рекомендации о наблюдении в обычном месте или с выездом во избежание дублирования хорд. Сообщить координатору о готовности к наблюдениям, в случае невозможности выезда - наблюдать с обычной точки. |
Далее перейти к пункту 5 - провести наблюдения, о результатах доложить.
Региональному координатору действительно необходимо рассчитать расстояния наблюдателей от центра полосы, выяснить, насколько равномерно они перекрывают область неопределенности покрытия и в случае необходимости дать рекомендации мобильным наблюдателям, куда им выехать для наилучшего охвата.
4. КАК НАБЛЮДАТЬ ПОКРЫТИЯ
4.1. Визуальные телескопические наблюдения
Если покрываемая звезда видна в бинокль (т.е. ярче 7m), то его и можно применять, только следует позаботиться об устойчивом штативе. Я бы посоветовал бинокль 10х50, хотя и любой другой сгодится, если звезда в него хорошо видна. Однако, поскольку наблюдателю предстоит неподвижно пребывать в сосредоточенности не менее шести минут (три минуты до расчетного времени покрытия и три – после), то очень важно расположиться удобно, чтобы не отвлекаться. Поэтому если звезда стоит выше 40°, то лучше подойдет зрительная труба с диагональной призмой или астробинокуляр. Существуют и специальные кресла для наблюдений в бинокль, избавляющие от необходимости запрокидывать голову. Даже если предстоят наблюдения в телескоп, то бинокль все равно поможет быстрей найти нужный участок неба.
Но зачем же наблюдать так долго, если покрытие длится всего несколько секунд? Это связано с неточностями расчета положения астероида, с возможностью наличия у него спутника и с необходимостью оценки мерцания звезды вследствие атмосферных возмущений. При визуальных наблюдениях за такое время напряженного сосредоточенного всматривания в окуляр глаз вполне может устать. Видеосъемка успешно решает эту проблему и к тому же позволяет многократно изучать запись. Очевидным недостатком визуальной регистрации является невозможность воспроизведения. Дополнительную погрешность вносит время реакции наблюдателя, а также субъективность оценок изменений блеска звезды. [Точность визуальной регистрации можно повысить, если заранее оценить личное время реакции и определить поправку часов согласно Циркуляру EAON – прим. перев. ]
Для звезд блеском до 12m рекомендуется 8-дюймовый телескоп на монтировке с часовым приводом, оснащенный подходящим искателем, который заблаговременно следует выставить вдоль оптической оси телескопа. Искатель должен быть выставлен настолько тщательно, чтобы звезда в центре поля зрения искателя оказывалась точно в центре поля зрения окуляра телескопа. Это исключительно важно. Настройку оптической оси искателя легко выполнить днем по удаленным объектам. Нужен такой угол зрения искателя, чтобы в нем одновременно присутствовали 3 или 4 опорные звезды с карты окрестностей.
Чтобы предотвратить выпадение росы на объектив, желательно установить бленду с подогревом. Если такой нет, то можно применять небольшой фен, но он потребляет больше энергии и не настолько удобен, как подогреваемый противоросник.
Требуются следующие минимальные наблюдательские навыки:
- умение ориентироваться на небе и пользоваться звездной картой;
- умение выставить полярную ось телескопа;
- опыт наведения телескопа или бинокля в нужное место;
- умение выбрать удобную, защищенную от засветки наблюдательную площадку.
Желательно также иметь свой транспорт, чтобы иметь возможность быстро перебраться в место под ясным темным небом. Необходимый минимум оборудования:
- переносной магнитофон с кассетой и свежими батарейками;
- коротковолновый радиоприемник, принимающий эталонные сигналы частоты и времени (ЭСЧВ);
- карта неба и карта окрестностей нужной звезды;
- топографическая карта или приемник GPS;
- запасные батарейки;
- электронный секундомер, точно выставленный по ЭСЧВ;
- красный фонарик;
- телескоп со всеми необходимыми принадлежностями.
Из других инструментов могут весьма пригодиться компас, простейший угловой высотомер и набор ключей. Компас и высотомер помогут на дневном свету выставить полярную ось монтировки, а ключи позволят подтянуть разболтавшиеся соединения штатива или подрегулировать червячные передачи экваториальной головки.
С координатором наблюдений следует заблаговременно согласовать положение площадки и применяемое оборудование. За несколько дней до покрытия весьма желательно потренироваться в поиске нужной звезды и хорошенько изучить ее окрестности, иначе есть риск промахнуться. Если возможно, то на площадку лучше выбраться за сутки до наблюдений и в реальных условиях проверить исправность всего оборудования и методику измерений, а также убедиться в том, что во время покрытия звезда не спрячется за деревьями или строениями. В день покрытия надо следить за погодой, чтобы в случае облачности успеть переместиться на резервную площадку.
Для определения координат площадки рекомендуется использовать приемник GPS. Точность определения местоположения с помощью глобальной системы позиционирования может достигать 3 метров. Запишите широту и долготу площадки с точностью до десятых долей угловой секунды. Знать высоту над уровнем моря обычно не обязательно.
В ночь покрытия:
1. | Подготовьте оборудование за два часа до покрытия, аккуратно настройте полярную ось монтировки и заранее поймайте звезду в окуляр. | 2. | Убедитесь, что найдена нужная звезда, сверившись с картой окрестностей | 3. | Не позже, чем за 10 минут до покрытия еще раз проверьте уровень записи сигналов точного времени и вашего голоса на магнитофон. | 4. | За три минуты до покрытия начните запись сигналов ЧВ и непрерывные наблюдения звезды. В момент ее исчезновения (или снижения яркости) издайте короткий возглас или звуковой сигнал. Повторите его, когда звезде вернется прежний блеск, но не отрывайтесь от окуляра, - есть шанс обнаружить еще одно покрытие спутником астероида. [Привязка записи к началу известной минуты (либо сама регистрация покрытия без диктофона) выполняется по секундомеру согласно Циркуляру EAON – прим. ред. ] | 5. | Через три минуты после покрытия прекратите наблюдения и выключите магнитофон. |
На следующий день сообщите координатору свои результаты независимо от того, удалось ли или нет увидеть покрытие. Укажите точные координаты площадки и результаты измерений с необходимыми комментариями и оценками погрешностей [для этого служит стандартная форма – прим. перев. ]. Копии магнитофонных и видеозаписей успешных наблюдений следует отправить в IOTA для анализа, а наблюдателю необходимо сохранить оригиналы.
Но зачем же отправлять результаты, если покрытие в вашей точке не состоялось? Дело в том, что «отрицательный» результат наблюдений также имеет высокую ценность. Очень важно достоверно определить, где же именно не было покрытия, особенно когда расчет полосы выполнен недостаточно надежно. А если прогноз был точен и вы, будучи в расчетной полосе, не увидели покрытия, то данный результат может сыграть решающую роль при обработке всего массива наблюдений, указывая на возможную двойственность астероида.
4.2. Видеосъемка с телескопом (звезды до 12m)
На мой взгляд, это самый удобный способ, но он годится не для всех телескопов, - нужен инструмент апертурой порядка 8 дюймов, установленный на устойчивой монтировке с часовым приводом, работающим от батареек или автомобильного аккумулятора. При этом на сравнительно дешевую видеокамеру, обладающую высокой чувствительностью, можно снять звезды блеском до 12m. Для присоединения камеры к телескопу используются специальные переходники, имеющиеся в магазинах астрономических товаров.
Я применяю компактную черно-белую камеру PC164, которую легко присоединить к телескопу и подключить к 12-вольтовому источнику питания. Вес ее мало сказывается на балансировке телескопа. Нужен также переносной видеомагнитофон с возможностью одновременной записи изображения и звука. Экран видеокамеры должен позволять выполнить точную фокусировку. Обычные 2,5-дюймовые экранчики вполне позволяют сфокусироваться и проверить, на нужную ли звезду нацелен телескоп. Для записи голоса лучше применять нагрудный микрофон, показанный вместе с камерой на следующей фотографии.
Сигналы точного времени подаются на звуковой канал камеры. Желательно иметь цифровой радиоприемник с широким диапазоном частот, чтобы выбрать радиостанцию с наиболее четким сигналом. [Станция RWM в Москве работает круглосуточно на частотах 4996 кГц, 9996 кГц и 14996 кГц (т.е. 60, 30 и 20 метров соответственно) – прим. ред. ].
Когда все оборудование будет собрано, то образуется путаница проводов. Кабели следует закрепить так, дабы не зацепиться за них в темноте и оставить достаточно места, чтобы удобно расположиться у телескопа, непрерывно контролируя положение звезды в кадре и при необходимости поправляя телескоп винтами точных движений. Желательно иметь в кадре пару других звезд для оценки прозрачности атмосферы и возможного влияния облачности на колебания яркости нужной звезды. Саму камеру стоит развернуть в окулярном переходнике так, чтобы ориентация изображения на экране совпадала со звездной картой [а поисковые карты желательно оформить на компьютере согласно типам изображений искателя и телескопа – прямое, перевернутое или зеркальное – прим. перев. ].
Звезда все время должна находиться в фокусе. Постарайтесь заблаговременно вывести ее в центр поля, чтобы в течение нескольких минут до расчетного времени покрытия и нескольких последующих минут не прикасаться к фокусеру и винтам точных движений, дабы не вызвать нежелательную вибрацию. Для этого полярная ось должна быть выставлена достаточно точно, а часовик должен ровно вести телескоп.
[При обработке результатов выполняется покадровый просмотр видеозаписи, позволяющий легко найти по два соседних кадра, соответствующих моментам начала и завершения покрытия. Поскольку кадры привязаны к сигналам точного времени, то моменты определяются с погрешностью около 1/30 с [4]. – Прим. перев. ]
Так как же выглядит покрытие звезды астероидом? Для примера рассмотрим звезду SAO 060107 блеском 7,6m, которую 14 января 2002 г. покрыл астероид 516 Амгерстия диаметром 76 км. Я заснял покрытие на 8-дюймовый «шмидт-кассегрен» Celestron из Атлантик Бич во Флориде, применив электрический усилитель яркости изображения Collins и охранную камеру Watec, пригодную на слабом свету. Видимость не была отличной, но покрытие наблюдалось отчетливо, хотя в данном случае произошло лишь частичное снижение яркости. Полное исчезновение гораздо легче уловить глазом, но когда блеск астероида близок к блеску звезды, то результирующее изменение яркости может оказаться почти неразличимым. Наблюдения таких покрытий осложняются, если из-за погодных условий видимость оказывается невысокой.
| За 40 минут до покрытия слабый астероид виден совсем рядом с яркой звездой. Поскольку блеск астероида составлял 12,3m, то обнаружить его глазом в телескоп было бы непросто. | | За несколько минут до покрытия изображение астероида утонуло в сиянии звезды. | | Покрытие! Яркость изображения резко упала, поскольку на месте звезды виден только астероид. | | Покрытие завершилось. Звезде вернулся прежний блеск. |
Поле зрения С8 весьма узкое, поэтому приходится применять редукторы фокуса f/6.3 или f/3.3 для того, чтобы в кадр вмещалось побольше звезд.
8-дюймовый телескоп с монтировкой я перевожу в автомобиле, а когда приходится лететь на самолете, то укладываю в сумку Meade 2045D и разборный штатив, позволяющий установить инструмент под нужным углом и компенсировать дисбаланс, вызванный весом усилителя яркости и видеокамеры. К сожалению, ноги штатива алюминиевые и он оказывается слишком шатким.
На фотографии показано, как у этого телескопа выполняется настройка полярной оси. Длина одной из трех ног регулируется, что позволяет наблюдать на широтах до 45°. Чтобы выйти за этот предел, потребуется подкладывать под опору штатива подходящий брусок, только в искатель заглядывать будет очень неудобно. Кошка в комплект оборудования не входит.
4.3. Видеосъемка с телеобъективом (звезды до 7m)
При съемке покрытий ярких звезд я применяю объектив Nikon f/3,5 с фокусным расстоянием от 75 до 150 мм. Трансфокатор хорош тем, что позволяет выбирать нужное поле зрения. Видеокамера PC164 с объективом, укрепленным через переходное кольцо, устанавливается на фотографическом штативе. Остальное оборудование совпадает с перечисленным выше.
Выбор объектива диктуется яркостью покрываемой звезды. Желательно иметь два-три разных объектива, чтобы выбрать наиболее подходящий, а в идеале вообще стоит дублировать все оборудование. Если это невозможно, то всегда следует иметь запасной вариант, позволяющий быстро перейти к визуальным наблюдениям, если видеоаппаратура выйдет из строя. В качестве необходимого минимума надо запастись двумя комплектами батарей, двумя магнитофонными кассетами и двумя видеокассетами.
5. РАСПОРЯДОК НАБЛЮДЕНИЙ
7 дней до покрытия | Проверить обновленный и уточненный прогноз покрытия на сайте IOTA. | В течение недели до покрытия | Упражняться в поиске нужной звезды. Быстро нацелить на нее телескоп – половина успеха. Некоторые опорные звезды, бывает, скрываются за облаками, что сильно затрудняет наведение. Следует хорошо изучить заданный участок неба, который может оказаться или слишком беден, или чересчур усыпан звездами. И то, и другое осложняет поиск. Наведению может также помешать засветка от близкой Луны или от фонарей. | 1 день до покрытия | Окончательно согласовать с координатором местоположение основной и запасной наблюдательных площадок. | 2 часа до покрытия | Прибыть на площадку, установить оборудование и проверить его работоспособность. | 30 минут до покрытия | Поймать нужную звезду в подходящий окуляр. Расположиться удобно и удостовериться, что руки свободны. | 20 минут до покрытия | Проверить уровень записи голоса и сигналов точного времени на магнитофон; прослушать запись. Надиктовать необходимые комментарии: условия наблюдения, состояние атмосферы, качество изображения звезды и т.п. | 3-5 минут до покрытия | Включить запись сигналов и выполнить голосом их привязку к началу известной минуты. Приступить к непрерывным наблюдениям. Быть в полной готовности, чтобы в моменты изменения яркости звезды издать короткий возглас. | 3-5 минут после покрытия | Прекратить наблюдения и запись. | 1 день после покрытия | Сообщить координатору результаты независимо от того, удалось ли увидеть само покрытие. Сообщить точные координаты площадки и применявшееся оборудование. | 3 дня после покрытия | Заполнить стандартную форму и отправить ее координатору или в IOTA. |
|
Типичные ошибки и возможные помехи:
- заранее не выполнялись тренировочные наблюдения покрываемой звезды;
- телескоп был нацелен не на ту звезду;
- наблюдатель не умел обращаться с новым телескопом;
- применялся телескоп без часового привода;
- у радиоприемника, магнитофона или видеокамеры сели батарейки;
- объектив телескопа покрылся росой;
- применялся окуляр, дающий неподходящее увеличение;
- у телескопа отсутствовал искатель;
- искатель не был выставлен вдоль оптической оси телескопа;
- не хватило отвертки или ключа, чтобы собрать телескоп;
- полярная ось была выставлена неточно;
- забыли вставить кассету в магнитофон;
- частота уплыла и сигналы не были записаны;
- в минуту покрытия наблюдатель был ослеплен светом фар проходящей машины;
- наблюдатель вторгся на частную территорию, откуда был изгнан перед самым покрытием;
- изображение сильно дрожало из-за проходящих по шоссе грузовиков;
- видимость оказалась настолько плохой, что мерцание звезды не позволило определить моменты изменения яркости;
- наблюдатель замерз и не смог в нужную минуту сосредоточиться;
- наблюдатель накинул на голову покрывало, чтобы избавиться от засветки, и в результате окуляр запотел;
- глаза не адаптировались к темноте, поскольку отсутствовал красный фонарик;
- концы треноги въехали в слишком мягкий грунт и звезда была потеряна;
- наблюдатель был атакован ордами комаров и утратил внимание;
- звезда оказалась слабей, чем рассчитывал наблюдатель;
- покрытие наблюдалось неуверенно вследствие незначительного изменения яркости звезды;
- не был установлен подходящий уровень записи сигналов точного времени или голоса;
- наблюдатель заболтался и пропустил покрытие;
- апертура телескопа оказалась недостаточной для наблюдения слабой звезды;
- слишком крупный телескоп не позволил найти нужную звезду среди россыпей других звезд;
- отказала система GO-TO, а наблюдатель не умел наводить инструмент вручную;
- звезда стояла слишком низко, что не позволило найти ее вовремя;
- засветка неба превышала яркость звезды.
Еще раз подчеркнем, что на площадку стоит прибыть заблаговременно и удостовериться, что звезду не загораживают деревья или не засвечивают фонари, что вам не угрожают собаки, змеи, насекомые, что телескоп не раскачивает ветром или он не утопает в болоте. Надо знать, что вы не вторглись недозволенно на частную территорию. Быть может, стоит предупредить местную полицию. Зачем? Немало наблюдателей было ослеплено фарами полицейских машин и втянуто в расспросы перед самым покрытием! Если полиция будет извещена, то ваше странное поведение у обочины не покажется таким подозрительным, но все равно желательно запастись копией сообщения IOTA для объяснений. Старайтесь не выезжать на наблюдения в одиночку и не берите с собой много денег. Поддерживайте связь с организатором по сотовому телефону.
6. ОРГАНИЗАЦИЯ ГРУППОВЫХ НАБЛЮДЕНИЙ
Лучший способ измерить силуэт астероида – привлечь к наблюдениям как можно больше любителей, готовых выдвинуться в точки, распределенные перпендикулярно полосе покрытия. Поскольку ширина полосы рассчитана с некоторой погрешностью (например, плюс-минус сама эта ширина), то цепочка наблюдателей должна расположиться там, где ошибка минимальна. Допустим, что имеется всего трое наблюдателей. Тогда первый должен разместиться на оси полосы, а двое других – по ее краям.
Если же имеется десять наблюдателей, то их следует распределить на примерно равных расстояниях от оси так, чтобы результаты не дублировались. Зачастую это сделать невозможно - например, если полоса проходит через разные страны, или если наблюдатели привязаны к конкретным точкам, или если наблюдениям препятствует рельеф местности, не говоря уж о погоде. Допустим, что полоса шириной 200 км проходит через Гавайи. Карта показывает, что северная оконечность астероида останется не охваченной наблюдениями.
На карту с шагом 20 км нанесены линии, параллельные оси полосы. Поскольку покрываемая звезда стоит на высоте 30° над западным горизонтом, то для наблюдателей на восточном побережье она окажется закрытой горами. Если имеется семь наблюдателей, то их следует распределить на западном берегу с интервалом 20 км. Если же наблюдателей больше, то расстояние между ними уменьшится. Стоит попытаться привлечь к наблюдениям любителей с соседних островов (показаны на карте вверху справа), чтобы охватить недоступные участки тени.
7. ОПЫТ НАБЛЮДЕНИЙ АВТОРА
В следующей таблице представлен список моих успешных регистраций покрытий звезд астероидами и спутниками планет на июль 2004 г. Почему он такой короткий? Дело в том, что до 2001 г. расчеты предстоящих покрытий выполнялись с невысокой точностью, что превращало наблюдения в лотерею. Ныне предсказания стали более достоверными благодаря стремительному развитию астрометрии и вычислительной техники.
№ | Дата | Астероид или спутник | Звезда | Метод наблюдений | Место наблюдений | 1 | 05.03.77 | (6) Hebe | γ Ceti | визуальный | Виктория, Техас | 2 | 11.12.79 | (9) Metis | SAO 80950 | визуальный | Джорджтаун, Гайана | 3 | 07.10.81 | (88) Thisbe | SAO 187124 | визуальный | Чиенн, Вайоминг | 4 | 15.11.82 | (375) Ursula | SAO55791 | визуальный | Уинни, Техас | 5 | 26.04.83 | (52) Europa | BD+21 1797 | визуальный | Хьюстон, Техас | 6 | 29.05.83 | (2) Pallas | λ Vulpeculae | визуальный | Сплендора, Техас | 7 | 11.04.85 | (129) Antigone | BD+20 2390 | визуальный | Паркер, Колорадо | 8 | 03.01.91 | (4) Vesta | SAO 93228 | видеосъемка | Лэйпир, Мичиган | 9 | 09.10.93 | (27) Euterpe | PPM 174714 | визуальный | Думас, Техас | 10 | 17.12.96 | (704) Interamnia | BD+3 633 | визуальный | Феникс, Аризона | 11 | 04.12.97 | (105) Artemis | SAO 134036 | визуальный | Феникс, Аризона | 12 | 08.09.01 | TITANIA | ZC 3167 | визуальный | Баркузимето, Венесуэла | 13 | 31.10.01 | (48) Doris | TYC1315-01463-1 | видеосъемка с усилителем | Хьюстон, Техас | 14 | 14.01.02 | (516) Amherstia | SAO 060107 | видеосъемка с усилителем | Атлантик Бич, Флорида | 15 | 27.03.02 | (654) Zelinda | TYC 0168-02620 | видеосъемка с усилителем | Виола, Канзас | 16 | 20.04.02 | (139) Juewa | TYC 6148-00023 | видеосъемка с усилителем | Окридж, Калифорния | 17 | 24.05.02 | (102) Miriam | TYC 6252-01873 | видеосъемка с усилителем | Рио Рика, Аризона | 18 | 13.08.02 | (688) Melanie | TYC 5236-00201-1 | видеосъемка с усилителем | Хьюстон, Техас | 19 | 14.11.02 | (350) Ornamenta | TYC 0111-01007-1 | видеосъемка с усилителем | Одем, Техас | 20 | 01.01.03 | (233) Asterope | TYC 0726-00419-1 | видеосъемка с усилителем | Санта Фе, Техас | 21 | 03.01.03 | (726) Joella | TYC 4848-02317-1 | видеосъемка с усилителем | Кэш, Техас | 22 | 15.01.03 | (95) Arethusa | TYC 0191-00774-1 | визуальный | Маккук, Техас | 23 | 23.03.03 | (704) Interamnia | HIP 36189 | видеосъемка | Кона, Гавайи | 24 | 18.06.03 | (85) Io | TYC 0530-01006-1 | видеосъемка с усилителем | Хьюстон, Техас | 25 | 29.07.03 | (654) Zelinda | TYC 6285-03426-1 | видеосъемка с усилителем | Стилуэл, Оклахома | 26 | 01.08.03 | TITANIA | TYC 5806-696-1 | видеосъемка с усилителем | Бразос Бенд, Техас | 27 | 24.10.03 | (978) Aidamina | HIP 106841 | видеосъемка с усилителем | Граница Техаса и Нью Мексико | 28 | 07.12.03 | (115) Thyra | TYC 5769-00278-1 | видеосъемка с усилителем | Аризона Сити, Аризона | 29 | 14.12.03 | (231) Vindobona | TYC 2389-01522-1 | видеосъемка с усилителем | Маунтанэйр, Аризона | 30 | 31.12.03 | (208) Lacrimosa | TYC 1397-01764-1 | видеосъемка с усилителем | Сплендора, Техас | 31 | 30.06.04 | (522) Helga | TYC 6310-01494-1 | видеосъемка с усилителем | Иниокерн, Калифорния | 32 | 03.07.04 | (64) Angelina | TYC 1215-01306-1 | видеосъемка с усилителем | Крамер Джанкшн, Калифорния | 33 | 18.07.04 | (41) Daphne | TYC 0531-02020-1 | видеосъемка с усилителем | Фрэндсвуд, Техас |
|
Свыше двадцати лет я наблюдал только визуально, пока в 2001 г. не приобрел усилитель яркости изображения Collins и приступил к видеорегистрации [эффективность которой вкупе с повышением точности прогнозов убедительно показывает график роста числа наблюдений автора, добавленный «АиТ» – прим. перев. ]. Это замечательное устройство значительно повышает удобство и визуальных наблюдений, и видеосъемки, хотя для звезд ярче 10m оно ни к чему. Я применяю усилитель, поскольку он повышает шансы зафиксировать покрытия звезд блеском 11-12m. Когда в поле зрения присутствуют только слабые звезды или когда нужная звезда является компонентом двойной, то усилитель весьма полезен.
На каждое наблюдение, указанное в таблице, до 2001 г. приходилось около десятка «пустышек». Ныне это отношение повысилось до 1:2. Так что не сдавайтесь, если не удалось сразу увидеть покрытие! Надо набираться опыта, невзирая на капризы погоды и отказы оборудования. Изучение расчетов покрытий позволит вам оценить их ошибки и найти верный путь, на котором ждут неповторимые удивительные мгновения.
ЛИТЕРАТУРА И ССЫЛКИ
|
|
Обсуждение материала
|
Последние сообщения
|
|
|
Сообщение из темы: Письмо из Киева в группе "Покрытия" |
Автор | Сообщение |
omu
Редактор
Зарегистрирован: 11-01-2003 Сообщения: 169
|
Добавлено: 05-10-2004 07:12:12 Заголовок: Письмо из Киева в группе "Покрытия" |
|
|
Здравствуйте дорогие наблюдатели.
К Вам обращается заведующий отделом астрометрии Астрономической обсерватории Киевского национального университета. Мы высоко ценим наше сотрудничество по наблюдениям покрытий звезд. Все Ваши наблюдения собираются и включаются в общую базу данных по покрытиям звезд. Мы очень заинтересованы в таких наблюдениях и в будущем.
Недавно в нашей обсерватории был создан телевизионный комплекс «СПАЛАХ» для такого рода наблюдений, который позволяет автоматизировать процесс наблюдений и существенно повысить точность и информативность результатов.
Он состоит из 1. компьютера с возможностью видеоввода информации (видеоплата VIVO или TV- тюнер); 2. чувствительной телевизионной камеры «SANYO» 3. GPS-приемника для точной временной привязки наблюдений. 4. программ для наблюдений и их обработки Система получилась не очень дорогая, но достаточно эффективная. Ее стоимость (без учета компьютера): камера – 2400 грн. ($435) + GPS-приемник 1500 грн. ($290). При наличии хорошей связи с Internet можно воспользоваться вместо GPS-приемника программами синхронизации системного времени компьютера с атомными часами. Чувствительность камеры позволяет видеть звезды до 12m на рефракторе обсерватории (D=20см, F=4.5м) в центре Киева в режиме непрерывного телевизионного сигнала. Реально обрабатываются покрытия до 10.5m. Точность временной привязки одного кадра составляет 10-15 мс, что с учетом длительности одного кадра 40 мс дает итоговую точность регистрации события 50-55 мс.
Если у Вас имеются финансовые возможности по покупке комплектующих изделий, то мы с удовольствием окажем Вам техническую помощь по созданию аналогичной системы для Вас с бесплатной передачей программного комплекса. Наша заинтересованность только в том, чтобы поднять наблюдения на новый технический уровень. В любом случае мы будем собирать и обрабатывать все наблюдения покрытий.
Если Вас заинтересовала наше сообщение, или есть потребность в дополнительной информации, мы обязательно ответим на Ваши вопросы.
С уважением, зав. отделом астрометрии АО КНУ, к.ф.-м.н. Клещенок В.В. klev@observ.univ.kiev.ua
по любым вопросам относительно явлений покрытий – Казанцева Л.В. (эфемериды, обработка, база данных результатов наблюдений) likaz@observ.univ.kiev.ua
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|