Фотометрическое исследование астероидов разных таксономических типов тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.04 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ АСТРОФИЗИКИ

На правах рукописи

ТУПИЕВА Фаниса Анваровна

УДК 523.44

ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АСТЕРОИДОВ РАЗНЫХ ТАКСОНОМИЧЕСКИХ ТИПОВ

Специальность: 01.03.04 - планетные исследования

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени качдидата физико-математических наук

Душанбе - 2004

Работа выполнена в Ордена Трудового Красного Знамени Институте астрофизики Академии Наук Республики Таджикистан

Научный руководитель - доктор физико-математических наук,

профессор A.B. Мороженко

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук,

профессор К.И. Чурюмов кандидат физико-математических наук, доцент П.Е. Егибеков

Ведущая организация - Казахский астрофизический институт им.

В.Г. Фесенкова

Защита состоится 2 июля 2004 г. в 10 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета К 047.009.01 в Институте астрофизикй АН Республики Таджикистан по адресу: Душанбе, ул. Бухоро 22.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке им. И. Ганди АН Республики Таджикистан.

Автореферат разослан 31__ мая 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета i—!гф.-м.н. Г.И. Кохирова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Изучение физических свойств астероидов является одной из важнейших задач в проблеме происхождения и эволюции Солнечной системы. В связи с освоением ближнего космоса и планируемых полетов к малым планетам резко возросла потребность в информации о физических характеристиках астероидов и в оценке блеска астероида при любых условиях его освещения.

Информация об оптических свойствах, структуре поверхности, фигуре астероида содержится в зависимостях блеска от фазового угла, в кривых блеска планеты. Интерпретация этих зависимостей дает толчок в развитии представлений о механизмах отражения света от поверхностей малых планет.

Цель и задачи работы.

1. Методом фотоэлектрических наблюдений получить в UBV системе фазовые зависимости блеска астероидов разных таксономических типов, для которых такие зависимости еще не получены.

2. Выяснить поведение показателей цвета U-B и B-V с вращением астероида вокруг своей оси и с изменением фазового угла.

3. Определить параметры кривых блеска и фазовых зависимостей блеска.

4. Выполнить сравнение фазовых зависимостей астероидов между собой, а также с Луной, Марсом и Меркурием.

5. Определить оптические параметры поверхностного слоя астероида.

< * ■ --.I

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С Петербург 200 УРК

2004-4 20155

Научная новизна работы.

1. Определены параметры кривых блеска и фазовые зависимости блеска и цвета астероидов 16 Психея, 19 Фортуна, 20 Массалия, 21 Лютеция, 22 Каллиопа, 29 Амфитрита, 44 Низа, 110 Лидия и 354 Элеонора.

2. Впервые обнаружены различия фазовых зависимостей блеска астероидов 16 Психея и 44 Низа с изменением их аспекта наблюдений и дано объяснение этим различиям; выявлены тонкие детали на фазовой кривой блеска астероида 19 Фортуна.

3. Впервые получены необычные фазовые зависимости цвета 44 Низы.

4. Впервые обнаружены цветовые вариации по поверхности астероида 44 Низа.

5. Впервые выявлено подобие фазовых зависимостей блеска Б- и М-астероидов с фазовой зависимостью Луны.

6. Показано подобие оппозиционного эффекта исследуемых С, Б и М-астероидов и Луны.

7. Впервые оценены пористость поверхностного слоя и спектральные альбедо астероидов 6 Геба, 16 Психея, 17 Фетида, 20 Массалия, 22 Каллиопа, 29 Амфитрита, 110 Лидия, 133 Кирена и 354 Элеонора.

На защиту выносятся:

1. Полученные данные о фазовых зависимостях блеска и цвета астероидов разных таксономических типов.

2. Результаты модельных расчетов фазовых зависимостей блеска эллипсоидальных астероидов с гладкой поверхностью.

3. Результаты сравнения фазовых зависимостей блеска астероидов и планет.

4. Результаты и методика определения пористости и альбедо исследуемых астероидов.

Научное и практическое значение работы.

Полученные результаты фотометрических наблюдений и оценок оптических параметров поверхности астероидов представляют материал для решения ряда вопросов физики малых тел, разработки механизмов отражения света поверхностями безатмосферных тел, космонавтики и космогонии Солнечной системы, для постановки новых задач наземных наблюдений.

Апробация работы.

Результаты работы докладывались на семинарах Отдела физики комет и астероидов Института астрофизики Академии наук Республики Таджикистан, Республиканской конференции молодых ученых (Душанбе, Таджикистан, 1979), Всесоюзных семинарах-совещаниях по физическим исследованиям астероидов (Харьков, Украина, 1981, 1983), Всесоюзной конференции по физике и динамике малых тел Солнечной системы (Душанбе, Таджикистан, 1982), Республиканской конференции молодых астрономов (Киев, Украина, 1985), заседании рабочей группы «Астероиды» (Душанбе, Таджикистан, 1987), Всесоюзной конференции по физике и динамике комет (КрАО, Украина, 1984), Всесоюзной конференции «Методы исследований движения, физика и динамика малых тел Солнечной системы» (Душанбе, Таджикистан, 1989), конференции, посвященной 70-летию Института астрофизики АН РТ (Душанбе, Таджикистан, 2002).

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и

списка литературы. Полный объем работы составляет 134 страницы машинописного текста и содержит 40 рисунков, 25 таблиц и список литературы из 101 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определена цель работы, перечислены методы исследования, сформулирована новизна и практическая ценность полученных результатов. Кратко изложено содержание работы и перечислены основные результаты, выносимые на защиту.

В первой главе «Фазовая функция блеска астероида» описаны методики наблюдений астероидов, обработки фотоэлектрических измерений блеска и определений фазовых зависимостей блеска.

В этой главе также даны модельные расчеты блеска вращающегося эллипсоида при различных фазовых углах и аспектах наблюдения для двух законов отражения: Ламберта и Ломмеля-Зеелигера. Показано, что величина фазового коэффициента зависит от способов исключения изменения блеска, связанного с вращением несферического тела. Наименьшее значение фазовый коэффициент имеет при приведении наблюденных величин блеска к максимуму кривой блеска. По наблюдениям астероида 354 Элеонора показано, что неучет изменения амплитуды кривой блеска с фазовым углом приводит к ошибочным определениям параметров фазовой зависимости блеска астероида: абсолютной звездной величины и фазового коэффициента.

Во второй главе «Фотоэлектрические наблюдения астероидов» приводятся результаты собственных наблюдений астероидов 16 Психея, 19 Фортуна, 20 Массалия, 21 Лютеция, 22 Каллиопа, 29 Амфитрита, 44 Низа, 110 Лидия и 354 Элеонора, принадлежащих к С, Б, М, Е, У-ти-

пам и анализ полученных результатов. Наблюдения были выполнены в 1979-1982 гг. на телескопе АЗТ-8 Гиссарской астрономической обсерватории (ГисАО) Института астрофизики АН Республики Таджикистан. Измерения блеска выполнялись в широкополосной стандартной ЦВУ фотометрической системе и охватывали диапазон фазовых углов от 0°.4 до 25°.

Для всех астероидов получен оппозиционный эффект и линейное изменение блеска для фазовых углов а > 7°. Исключение составляет 44 Низа, для которой линейное изменение блеска начинается уже с а> 3°. Для астероида 16 Психея установлено различие фазовых зависимостей блеска, полученных при экваториальном и полярном аспектах наблюдений. Для астероида 44 Низа получены две разные фазовые зависимости блеска противоположных сторон ее поверхности. Это различие связывается с обнаруженным цветовым пятном. Отмечается необычное увеличение блеска на фазовой кривой Фортуны в области а от 6° до 8°, которое может быть объяснено эффектом радуги.

Обсуждаются зависимости 11-В и В-У от фазового угла для исследуемых малых тел. Большинство астероидов проявляют незначительное увеличение показателей цвета с фазовым углом, тогда как 44 Низа - уменьшение показателя цвета и-В с а, причем разное для противоположных сторон ее поверхности. Полученные цветовые фазовые зависимости 44 Низы подтверждают, что ее оппозиционный эффект является результатом обратного когерентного рассеяния света.

Все астероиды, кроме Низы, показали отсутствие цветовых вариаций за период вращения. Для Низы впервые получено изменение цвета и~В до 0.2 зв.вел. Анализ всех кривых блеска Низы, полученных с 1949 г., а также обнаруженные цветовые вариации дают основание предположить, что к северу от экватора находится обширная область с

иной отражательной способностью.

В третьей главе «Сравнение фазовых кривых блеска астероидов» выполнено сравнение фазовых зависимостей блеска астероидов, Луны, Марса и Меркурия Дается обзор интерпретаций и сравнений фазовых зависимостей блеска астероидов, обосновывается использованный в работе способ сравнения.

По результатам сравнений получено, что для а <7° изменение блеска исследуемых астероидов одинаковое в пределах точности наблюдательных данных, исключая 44 Низу. Различие фазовых коэффициентов Психеи (0.027 зв.вел./град. при полярном аспекте и 0.035 зв.вел./град. при экваториальном) полностью объясняется несферической формой астероида. По усредненной в области оппозиционного эффекта фазовой кривой блеска и на базе теневого механизма рассеяния света получена величина пористости поверхностого слоя астероидов -0.96. Показано, что фазовые кривые S, М-астероидов и Луны на всем наблюдаемом интервале фазовых углов подобны.

В четвертой главе «Оптические параметры поверхностей избранных астероидов» дана методика определения пористости поверхностного слоя астероидов, а также геометрического и сферического альбедо S и М-астероидов. Хорошее совпадение полученных значений геометрического альбедо с радиометрическими данными космического спутника IRAS говорит о применимости используемой методики. Полученные результаты вычислений средних спектральных оптических параметров астероидов 6, 16, 17, 20, 22, 29, 110, 133 и 354 приводятся в таблице, где Л - альбедо однократного рассеяния, Аг и Ас - геометрическое и сферическое альбедо, D -диаметр.

Таблица. Оптические параметры астероидов

Астероид Полоса л Лг Лс Д км Аг Д км (радиометр.)

6 Геба V 0.304 0.256 0.108 206 0.268 185

(1958-1972) В 0.258 0.216 0.089

и 0.200 0.167 0.068

16 Психея V 0.144 0.120 0.048 249 0.120 253

(1979) в 0.128 0.106 0.042

и 0.101 0.084 0.033

17 Фетида V 0.185 0.154 0.062 97.1 0.171 90

(1977) в 0.155 0.129 0.052

и 0.117 0.097 0.038

20 Массалия V 0.304 , 0.256 0.108 140 0.210 145

(1979) в 0.252 0.211 0.088

и 0.182 0.152 0.061

22 Каллиопа V 0.186 0.155 0.063 175 0.142 181

(1979) в 0.177 0.148 0.059

и 0.160 0.133 0.053

29 Амфитрита V 0.277 0.232 0.098 199 0.179 212

(1978) в 0.229 0.192 0.079

и 0.168 0.140 0.056

110 Лидия V 0.169 0.140 0.056 102 0.181 86

(1979) в 0.162 0.135 0.054

133 Кирена V 0.304 0.256 0.108 72.1 0.256 66

(1979- 1980)

354 Элеонора V 0.304 0.256 0.108 156 0.195 155

(1979) в 0.228 0.190 0.078

и 0.146 0.121 0.048

- 10В заключении изложены основные результаты и выводы, полученные в диссертации и перспективы исследования астероидов:

1. Получены кривые блеска и фазовые кривые в ЦВУ спектральных полосах девяти астероидов разных таксономических типов.

2. Среди исследуемых астероидов только 44 Низа проявляет вариации цвета по поверхности, а также значительное уменьшение показателя цвета и-В с увеличением фазового угла.

3. Различие фазовых зависимостей блеска 16 Психеи, полученных при разных углах аспекта, объяснены несферической фигурой астероида.

4. Различие фазовых зависимостей блеска, полученных для противоположных сторон поверхности 44 Низа, обусловлено наличием цветовых вариаций.

5. Исследуемые С, в, М-астероиды показывают одинаковое изменение блеска в области оппозиционного эффекта, которое подобно лунному.

6. В рамках теневого механизма оппозиционного эффекта величина степени пористости поверхностных слоев С, в, М-астероидов равна 0,96.

7. Лунная фазовая зависимость блеска подобна фазовым кривым блеска в и М-астероидов на наблюдаемых интервалах фазовых углов.

8. Получены спектральные оптические параметры (альбедо однократного рассеяния частиц поверхности, геометрическое и сферическое альбедо) исследованных Б, М-астероидов.

9. Предложенный способ оценки альбедо для Б и М-астероидов позволяет определить блеск этих астероидов при любых условиях освещения.

10. Модельные расчеты фазовых зависимостей блеска разных эл-

липсоидов показали, что характер изменения блеска с фазовым углом зависит от способа учета кривой блеска.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:

1. Тупиева Ф.А. UBV-фотометрия астероидов 19 Фортуна и 29 Амфитрита. // Тезисы докладов на Республиканской конференции молодых ученых и специалистов, Душанбе, 1980, с. 48-49.

2. Лупишко Д.Ф., Величко Ф.П., Тупиева Ф.А., Чернова Г.П. Ориентация оси вращения и UBV-фотометрия астероида 354 Элеонора. // Письма в АЖ, 1981, т. 7, с. 437-441.

3. Лупишко Д.Ф., Тупиева Ф.А., Величко Ф.П., Киселев H.H., Чернова Г.П. UBV-фотометрия астероидов 19 Фортуна и 29 Амфитрита. //Астрон. вестник, 1981, т. 15, № 1, с. 25-31.

4. Тупиева Ф.А. Фотоэлектрические наблюдения астероидов. // Тезисы докладов на Республиканской научно-теоретической конференции молодых ученых и специалистов в Тадж. ССР, Душанбе, 1982, с. 89.

5. Лупишко Д.Ф., Вельская И.Н., Тупиева Ф.А., Чернова Г.П. Фотометрия астероидов 20 Массалия и 110 Лидия в 1979 г. // Вестник Харьк. ун-та, 1982, № 232, с. 54-58.

6. Лупишко Д.Ф., Вельская И.Н., Тупиева Ф.А., Чернова Г.П., UBV-фотометрия астероидов М-типа 16 Психея и 22 Каллиопа. // Астрон. вестник, 1982, т. 16, № 2, с. 101-108.

7. Тупиева Ф.А. Оптические параметры поверхностного слоя астероидов 110 Лидия и 22 Каллиопа. // АЦ, 1982, № 1236,4 октября.

8. Лупишко Д.Ф., Вельская И.H., Тупиева Ф.А. Фотометрия астероида М-типа 21 Лютеция в 1981 и 1983 гг. // Письма в АЖ, 1983, т. 9,№ 11, с. 691-694.

9. Тупиева Ф.А. О влиянии вращения астероида на фазовую зависимость блеска. // Бюллетень Ин-та астрофизики АН Тадж. ССР, 1987, № 77, с. 43-46.

10. Тупиева Ф.А. Оптические свойства поверхностных слоев избранных астероидов. // Тезисы докладов на Всесоюзной конференции «Методы исследования движения, физика и динамика малых тел Солнечной системы», Душанбе, 1989.

11. Лупишко Д.Ф., Тупиева Ф.А., Величко Ф.П., Вельская И.Н. Фотометрия астероидов 2, 4, 16, 17, 19, 20, 22 и 505. // Бюллетень Ин-та астрофизики АН Тадж. ССР, 1989, № 80, с. 13-17.

12. Каюмов В.В., Тупиева Ф.А. Исследование фотометрической системы телескопа АЗТ-8. // Бюллетень Ин-та астрофизики АН Тадж. ССР, 1989, № 80, с. 41-43.

13. Тупиева Ф.А. Сравнительный анализ фазовых зависимостей блеска астероидов. // Кинематика и физика небесн. тел, 1991, т. 7, № 3,

14. Тупиева Ф.А. UBV-фотометрия 44 Низа. // Докл. АН Республики Таджикистан, 1999, т. 42, № 12, с. 4-8.

15. Tupieva F.A. UBV photometry 44 Nysa. // Astron. Astrophys., 2003, v. 408, p. 379-385.

По теме диссертации опубликовано 15 работ. В совместных работах вклад автора выражается в проведении наблюдений, обработке результатов наблюдений.

с. 42-51.

о

»

РНБ Русский фонд

2004-4 20155

i

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ФАЗОВАЯ ФУНКЦИЯ БЛЕСКА АСТЕРОИДА.

1.1.Методика наблюдений. Определение внеатмосферных звездных величин астероидов.

1.2. Методика построения фазовой кривой блеска астероида.

1.3. Модельные расчеты фазовой кривой блеска астероида.

1.4. Выводы.

ГЛАВА 2.ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ

АСТЕРОИДОВ.

2.1. С-астероиды.

2.2. S-астероиды.

2.3. М-астероиды.

2.4. Е-астероиды.

2.5. и-1астероиды.

2.6. Выводы.

ГЛАВА 3. СРАВНЕНИЕ ФАЗОВЫХ КРИВЫХ БЛЕСКА

АСТЕРОИДОВ.

3.1. Эффект оппозиции.

3.2. Связь фазового коэффициента с альбедо и макрорельефом.

3.3. Сравнение фазовых кривых блеска астероидов на всем наблюдательном интервале фазовых углов.

3.4. Сравнение фазовых функций блеска астероидов, планет и спутников.

3.5. Выводы.

ГЛАВА 4. ОПТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПОВЕРХНОСТЕЙ

ИЗБРАННЫХ АСТЕРОИДОВ.

4.1. Методика.

4.2. Оптические параметры S и М-астероидов.

4.3. Выводы.

Пояс астероидов занимает особое место в Солнечной системе. Структура пояса астероидов, физическое состояние вещества малых планет определены эволюцией не только самого пояса, но и всей Солнечной системы. Поэтому изучение астероидов может дать ценную информацию для решения космогонических вопросов.

Среди основных методов изучения астероидов фотометрия занимает одно из ведущих мест. Благодаря интенсивным фотометрическим наблюдениям астероидов в последние тридцать лет получена огромная информация об абсолютном блеске, периодах вращения вокруг своей оси, размерах, формах, показателях цвета и других характеристиках более 2000 малых планет. Эти сведения позволили выявить, что астероиды разделяются на несколько композиционных типов и семейств. Основные и наиболее многочисленные типы это С- и S-астероиды, которые в пределах пояса пространственно разделены. У S-астероидов среднее гелиоцентрическое расстояние составляет 2.6 а.е., С-астероиды расположены на больших гелиоцентрических расстояниях. Относительная распространенность астероидов С-типа составляет 75%, а S-типа - 15% (Zellner, 1979).

Из-за малых угловых размеров астероидов вся информация об оптических свойствах извлекается из наблюдений интегрального отраженного излучения. При этом значительная часть информации о структуре поверхности, альбедо частиц поверхностного слоя содержится в фазовых зависимостях блеска, К настоящему времени фазовые зависимости блеска определены менее, чем для сотни астероидов (Шевченко и Лупишко, 1998), а фазовые кривые блеска с большим числом однородных измерений, особенно при малых углах фазы а < 1°, построены для очень немногих астероидов. Медленное увеличение числа астероидов с измеренными фазовыми зависимостями блеска связано прежде всего со сложностью и трудоемкостью таких наблюдений. По имеющимся наблюдениям установлено, что блеск большинства астероидов меняется линейно с изменением фазового угла а от 7° до 30°, и нелинейно для а < 7°. При этом имеется в виду, что блеск уже освобожден от эффектов вращения астероида вокруг своей оси и изменения расстояний астероида от Солнца и Земли. Нелинейное увеличение блеска, впервые обнаруженное Gehrels (1956), получило название "оппозиционный эффект". Наблюдения высокоальбедных Е-астероидов показали линейное изменение блеска для а > 4° и резкий нелинейный рост при а < 2° (Harris et al., 1989), который получил название "спайк-эффект". Некоторые низкоальбедные С-астероиды показали линейное изменение блеска вплоть до а = 2° (Harris & Young, 1988; Shevchenko et al., 1996).

Было предложено несколько эмпирических и теоретических аппроксимационных выражений фазовых зависимостей блеска (Lumme & Bowell," 1981b; Bowell et al, 1989; Шевченко, 1997; Hapke, 1984; и др.), с помощью которых можно извлечь информацию о структуре и оптических свойствах поверхности, а также получить блеск астероида при любом его положении в пространстве. Последнее необходимо при планировании исследований этих объектов с помощью космических аппаратов, пролетающих через пояс астероидов.

Зависимость B-V и U-B от фазового угла, особенно в области оппозиционного эффекта, изучена крайне плохо. По имеющимся данным эти показатели цвета изменяются с углом фазы линейно (Шевченко и Лупишко, 1998), и лишь для астероидов 4 Веста (Gehrels, 1967) и 17 Фетида (Лупишко и др., 1979) отмечается нелинейное их поведение на некоторых участках фазовых углов.

Недостаток наблюдательного материала по фазовым кривым блеска и цвета ограничивает наши возможности установить связь параметров фазовых зависимостей с другими физическими характеристиками астероидов, такими как диаметр, период вращения.

Сравнение данных, полученных космическими аппаратами, и наземными измерениями, подтверждают высокую эффективность и достоверность результатов наземных фотометрических исследований астероидов.

Целью настоящей диссертационной работы является изучение фазовых зависимостей блеска и цвета астероидов разных таксономических типов. В процессе ее достижения решены следующие конкретные задачи:

1. методом фотоэлектрических наблюдений в UBV системе получены фазовые зависимости блеска астероидов, для которых такие зависимости были не известны;

2. выяснено поведение показателей цвета U-B и B-V с вращением астероида вокруг своей оси и с изменением фазового угла; ----—

3. определены параметры кривых блеска и параметры фазовых зависимостей блеска астероидов;

4. выполнено сравнение фазовых зависимостей астероидов между собой, а также с Луной, Марсом и Меркурием;

5. определены оптические параметры поверхностого слоя астероидов1 /

В работе применяются три метода исследований:

1. метод фотоэлектрических измерений блеска астероидов в стандартной широкополосной UBV фотометрической системе;

2. обработка и интерпретация наблюдений астероидов;

3. оценка физических характеристик поверхностного слоя избранных астероидов (пористость, альбедо) с использованием теневой модели оппозиционного эффекта.

Актуальность работы.

Исследование физических свойств астероидов имеет фундаментальное значение для решения проблемы происхождения и эволюции Солнечной системы. В связи с освоением ближнего космоса и планируемых полетов к малым планетам резко возросла потребность в информации о физических характеристиках астероидов.

Получение фазовых зависимостей блеска астероидов, содержащих информацию об оптических свойствах поверхности и ее структуре, их интерпретация в рамках различных теоретических моделей дает толчок развитию теории отражения света безатмосферными телами.

Научная новизна проведенных исследований:

1. Определены фазовые зависимости блеска и цвета астероидов 16 Психея, 19 Фортуна, 20 Массалия, 21 Лютеция, 22 Каллиопа, 29 Амфитрита, 44 Низа, 110 Лидия и 354 Элеонора.

2. Впервые обнаружены различия фазовых зависимостей блеска астероидов 16 Психея и 44 Низа с изменением их аспекта наблюдений, выявлены тонкие детали на фазовой кривой блеска астероида 19 Фортуна.

3. Впервые получена необычная фазовая зависимость цвета 44 Низы.

4. Впервые обнаружены цветовые вариации по поверхности астероида 44 Низа.

5. Показано подобие фазовых зависимостей блеска S- и М-астероидов с фазовой зависимостью Луны на наблюдаемых фазовых углах.

6. Показано подобие оппозиционного эффекта исследуемых С—, S— и М-астероидов и Луны.

7. Впервые оценена пористость поверхностного слоя и спектральное альбедо астероидов 6 Геба, 16 Психея, 17 Фетиды, 20 Массалия, 22 Каллиопа, 29 Амфитрита, 110 Лидия, 133 Кирена и 354 Элеонора.

Научное и практическое значение работы. Полученные результаты фотометрических наблюдений астероидов представляют материал для решения ряда вопросов физики малых тел, разработки механизмов отражения света поверхностями безатмосферных тел, космогонии Солнечной системы и космонавтики, а также постановки новых задач наземных наблюдений.

На защиту выносятся:

1. Результаты наблюдений астероидов разных таксономических типов.

2. Результаты сравнения фазовых зависимостей блеска астероидов между собой и планетами.

3. Результаты модельных расчетов фазовых зависимостей блеска.

4. Результаты и методика определения пористости поверхностного слоя и альбедо исследуемых астероидов.

Апробация работы.

Представляемая диссертационная работа отражает содержание 15 научных публикаций. Все опубликованные работы докладывались и обсуждались на семинарах отдела физики комет и астероидов Института астрофизики Академии наук Республики Таджикистан (АН РТ). Основные результаты работы были представлены и обсуждены на заседаниях Ученого совета Института астрофизики АН РТ в.виде научных докладов. Результаты и выводы работы в разные годы докладывались на: Республиканской конференции молодых ученых (Душанбе, Таджикистан, 1979), Всесоюзных семинарах-совещаниях по физическим исследованиям астероидов (Харьков, Украина, 1981, 1983), Всесоюзной конференции по физике и динамике малых тел Солнечной системы (Душанбе, Таджикистан, 1982), Республиканской конференции молодых астрономов (Киев, Украина, 1985), заседании рабочей группы «Астероиды» (Душанбе, Таджикистан, 1987), Всесоюзной конференции по физике и динамике комет (п. Научный, КрАО, Крым, Украина, 1984), Всесоюзной конференции «Методы исследований движения, физика и динамика малых тел Солнечной системы» (Душанбе, Таджикистан, 1989), конференции, посвященной 70-летию Института астрофизики АН РТ (Душанбе, Таджикистан, 2002).

Публикации:

По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, перечень которых приведен в списке литературы.

Структура и объем работы:

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Полный объем работы составляет 134 страницы, содержит 40 рисунков, 25 таблиц. Список литературы содержит 101 наименования.

4.3. Выводы.

Предложен способ оценки оптических характеристик поверхностей астероидов с умеренной отражательной способностью по фазовым кривым блеска.

Определены спектральные оптические параметры астероидов 6, 16, 17, 20, 22, 29, 110, 133, 354 и их фазовые зависимости блеска на всем интервале фазовых углов.

Полученные величины геометрического альбедо выше перечисленных астероидов хорошо согласуются с радиометрическими величинами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Наблюдения астероидов с целью определения их фазовых кривых блеска, а также интерпретация этих кривых дают ценную информацию о фотометрических и физических свойствах малых планет, хотя такие наблюдения весьма трудоемки.

В рамках поставленной задачи были осуществлены фотометрические наблюдения в UBV широкополосной системе девяти астероидов разных таксономических типов. Выполнено сравнение их фазовых кривых блеска, а также?получены физические характеристики некоторых малых планет.

Наше сравнение фазовых кривых блеска показало, что исследуемые С, S, М-астероиды в пределах ошибок измерений изменяют блеск в области оппозиционного эффекта (а < 7°), также как Луна. По усредненной фазовой кривой блеска этих астероидов, полученной для а <7°, в рамках теневой модели оппозиционного эффекта была определена средняя степень пористости их поверхностных слоев, которая оказалась равной 0.96, что говорит о сильной рыхлости этих слоев.

Изменение блеска астероидов Е-типа аналогично изменениям блеска астероидов С, S, М-типа только на интервале фазовых углов а < 2°.

Сравнение фазовых кривых блеска Марса, Луны и астероидов показало, что фазовая функция блеска Марса не соответствует ни одному типу астероидов, тогда как лунная зависимость блеска подобна фазовым кривым S и М-астероидов.

К настоящему времени еще очень слабо изучены цветовые зависимости астероидов.Выполненные нами однородные и длительные измерения блеска некоторых астероидов в UBV спектральных полосах позволили исследовать поведение показателей цвета U-B и B-V в пределах периода вращения планет и в широком диапазоне фазовых углов.

По нашим измерениям изучаемые астероиды не проявляют вариаций цвета по поверхности и показывают весьма слабое линейное увеличение U-B и B-V с ростом а ("покраснение" планеты). Исключением является астероид 44 Низа. Для нее обнаружены существенное уменьшение показателя цвета U-B с фазовым углом ("поголубение" планеты) и значительные U-B вариации с вращением, которое проявляется в виде цветового пятна. Для подтверждения реальности цветового пятна на поверхности Низы желательно выполнить поляризационные наблюдения астероида в том же аспекте, что был в 1982 г. (» 60°) Полученное нами различие фазовых'кривых блеска противоположных сторон поверхности Низы вызвано как раз этим цветовым пятном.

Различие фазовых кривых 16 Психеи полностью объясняется его несферической фигурой. Модельные расчеты показывают, что влияние формы астероида на фазовую зависимость блеска усиливается с ростом фазового угла и зависит от степени вытяну-тости астероида. Желательно и для других астероидов получить фазовые кривые блеска при различных значениях аспекта наблюдения.

Предложен способлшределения1 оптических параметров астероидов S и М-типов по фазовым кривым блеска. Метод позволяет рассчитать фазовые зависимости блеска для всего интервала фазовых углов по неполной наблюденной фазовой кривой.

В заключении выражаю благодарность научному руководителю доктору физ.-мат. наук, профессору А.В. Мороженко.

1. Гаврилова И.И., 1976 // О прозрачности атмосферы на Гиссарской астрономической обсерватории. // Бюллетень Инта астрофизики АН Тадж. ССР., № 66-67, с. 59.

2. Грецкий A.M., 1976 // Некоторые результаты спектрофотомет-рии колец Сатурна 1970-1972. // Вестн. Харьк. ун-та. Физика Луны и планет. Вопросы астрометрии, № 137, с. 21-31.

3. Герельс Т., 1974 // Фотометрия астероидов. // В кн.: Планеты и спутники., М:,"Мир, с. 578;

4. Казанасмас М.С., Завершнева Л.А., Томак Л.Ф., 1981 // Атлас и каталог звездных величин фотометрических стандартов. Киев.

5. Каюмов В.В., Тупиева Ф.А., 1989 // Исследование фотометрической системы телескопа АЗТ-8. // Бюллетень Инта астрофизики АН Тадж. ССР., № 80, с. 41-43.

6. Киселев Н.Н., 1975 // Исследование фотометрической системы телескопа АЗТ-8. // Бюллетень Ин-та астрофизики АН Тадж. ССР., № 66-67, с. 47-49.

7. Киселев Н.Н., Нарижная Н.В., 1980 // Результаты наблюдений Эроса во время великого противостояния 1975 г. // Астрон. вестн., т. 14, вып. 1, с. 61-63.

8. Лупишко Д.Ф., Вельская И.Н., 1982 // Результаты астрономических исследований астероидов. I. // Астрон. вестн., т. 16, № 4, с. 195-209.

9. Лупишко Д.Ф., Вельская И.Н., Тупиева Ф.А., Чернова Г.П., 1982а // Фотометрия астероидов 20 Массалия и 110 Лидия в1979 г. // Вестн. Харьк. ун-та., № 232, с. 54-58.

10. Лупишко Д.Ф., Вельская И.Н., Тупиева Ф.А., Чернова Г.П., 19826 // UBV-фотометрия астероидов М-типа 16 Психея и 22 Каллиопа. //Астрон. вестн., т. 16, № 2, с. 101-108.

11. Лупишко Д.Ф.,. Вельская И.Н., Тупиева Ф.А., 1983 // Фотометрия астероида М-типа 21 Лютеция в 1981 и 1983 гг. // Письма в АЖ, т. 9, № 11, с. 691-694.

12. Лупишко Д.Ф., Величко Ф.П., Тупиева Ф.А., Чернова Г.П., 1981а // Ориентация оси вращения и UBV-фотометрия астероида 354 Элеонора. // Письма в АЖ, т. 7, с. 437-441.

13. Лупишко Д.Ф., Киселев Н.Н., Чернова Г.П., 1979 // Оппозиционный эффект малой планеты 17 Фетида. // Письма в АЖ, т. 5, с. 201-205.

14. Лупишко Д.Ф., Киселев Н.Н., Чернова Г.П., Вельская И.Н.,1980 // Оппозиционный эффект и структура поверхности астероида 16 Психея. // Письма в АЖ, т. 6, № 3, с. 184-188.

15. Лупишко Д.Ф., Тупиева Ф.А., Величко Ф.П., Киселев Н.Н., Чернова Г.П.,19816 // UBV-фотометрия астероидов 19 Фортуна и 29 Амфитрита. // Астрон. вестн., т. 15, № 1, с. 25-31.

16. Мороженко А.В., 1975 // Оптические параметры атмосферы и поверхности Марса. // Астрон. вестн., т. 9, № 3, с. 137-142.

17. Мороженко А.В., Яновицкий Э.Г., 1971а // Оптические свойства поверхностного слоя Луны. // Астрон. журн., т. 48, № 1, с. 172-183.

18. Мороженко А.ВТ,"Яновицкий Э.Г7Г19716 // Оптическая модель поверхности Марса в видимом участке спектра. // Астрон. журн., т. 48, № 4, с. 795-809.

19. Мороженко А.В., Яновицкий Э.Г., 1973 // Оптические свойства поверхностного слоя Меркурия. // Астрон. вестн., т. 7, № 2, с. 57-64.

20. Путилин И.И., 1953//Малые планеты., М., Гостехиздат, с.412.

21. Рийвес В.Г., 1952 // Коэффициент фазы как показатель степени изрытости поверхности астероидов. // Публикации Тартуской астрон. обс,ерватории.,,т.Д2^Яо 2, с. 129-136.

22. Тупиева Ф.А., 1982 // Оптические параметры поверхностного слоя астероидов 110 Лидия и 22 Каллиопа. // АЦ, № 1236, 4 октября.

23. Тупиева Ф.А., 1987 // О влиянии вращения астероида на фазовую зависймостьГ блеска. // Бюллетень Ин-та астрофизики АН Тадж. ССР., № 77, с. 43-46.

24. Тупиева Ф.А., 1991 // Сравнительный анализ фазовых зависимостей блеска астероидов. // Кинематика и физика небесн. тел., т. 7, № 3, с. 42-51.

25. Тупиева Ф.А., 1999 // UBV-фотометрия 44 Низа. // Доклады АН РТ, т. 42, № 12, с. 4-8.

26. Чернова Г.П., Лупишко Д.Ф., Шевченко В.Г., Киселев Н.Н., Салиев Р., 1991 //Фотометрия и поляриметрия астероида 47 Аглая. // Кинемаимка и физика небесн. тел., т. 7, с. 20-26.

27. Шевченко В.Г., 1997 // Анализ фазовых зависимостей яркости астероидов. //Астрон. вестн., т. 31, № 3, с. 246-251.

28. Шевченко В.Г., Лупишко Д.Ф., 1998 // Оптические свойства астероидов по данным фотометрии. // Астрон. вестн., т. 32, № 3, с. 250-263'.

29. Харди ., 1967 // Методы астрономии., М., Мир, с.

30. Яновицкий Э.Г., 1964 // Физика Луны и планет, Киев, Наукова Думка, с. 92-109;• . • • •<<

31. Birch P.V., Tedesco E.F., Taylor R.C., Binzel R.P., Blanco C., Catalano S., Hartigan P., Scaltriti F., Tholen D.J., Zappala V., 1983 // Lightcurves and phase function of asteroid 44 Nysa during its 1979 apparition. // Icarus, v. 54, p. 1-12.

32. Blanco V.M., Demers S., Douglas G.G., Fitzgerald M. P., 1968 // Photoelectric cataloque magnitudes and colors of stars in the U, В, V systems. // Publ. U. S. Naval Obs., 2nd series, v. 21,,772 p.

33. Bowell E., Clark R., Chapman C.R., Gradie C. J., Morrison D.C., Zellner В.,.1978'// Taxonomy of asteroids. // Icarus, v. 35, № 3, p. 313-335.

34. Bowell E., Gehrels Т., Zellner В., 1979 // Magnitudes, colors, types and adopted diameters of the asteroids. // In: Asteroids. Ed. Gehrels Т., Tucson: Univ. of Arizona Press, p. 1108-1129.

35. Bowell E., Lumme K., 1979 // Colorimetry and magnitudes of asteroids. // In: Asteroids. Ed. Gehrels Т., Tucson: Univ. of Arizona Press, p. 133-169.

36. Bowell E., Hapke В., Domingue D. et al., 1989 // Application of photometric models to asteroids. // In: Asteroids. Ed. Binzel R.P., Gehrels Т., Matthews M.S., Tucson: Univ. of Arizona Press, p. 524-556.

37. Buratti B.J., Veverka J., 1985// Photometry of planetary surfaces: the roul of multiple scattering. // Icarus, v. 64, № 2, p. 320-328.

38. Chang Y.C., Chang Chia-shiang, 1962 // Photometric investigations of seven variable asteroids. //Acta Astron. Sinica, v. 10, p. 101-111.

39. Chang Y.C., Chang Chia-shiang, 1963 // //Acta Astron. Sinica, v. 11, p. 139.

40. Chapman C.R., Morrison D., Zellner В., 1975 // Surface properties of asteroids: A synthesis of polarimetry, radiometry and spectrophotometry; // Icarus, v: 25, № 1, p. 104-130.1. Т 129 '

41. Degewij J., Tedesco E.F., Zellner В., 1979 // Albedo and color contrasts on asteroid surfaces. // Icarus, v. 40, p. 364-374.

42. Di Martino M., Zappala V., De Sanctis G., Cacciatori S., 1987 // Photoelectric photometry of 17 asteroids//Icarus, v.69, p.338-353.

43. Dovgopol A.N.,- Krugly Yu.N., Shevchenko V.G., 1992 // Asteroid 126 Velleda: rotation period and magnitude-phase curve. // Acta Astronom., v. 42, p. 67-72.

44. Drummond J.D., Weidenschilling S.J., Chapman C.R., Davis D.R., 1988 // Photometric geodesy of main-belt asteroids. II. Analysis of lightcurves for poles, periods and shapes. // Icarus, v. 76, № 1, p. 19-77.

45. Dunlap J.L., Gehrels Т., Howes M.L., 1973 // Minor planets and related objects. IX. Polarymetry and photometry of (1685) Того. II Astron. J., v. 78, p. 491-501.

46. Gehrels Т., 1956 // Photometric studies of asteroids. V. The lightcurve and phase function of 20 Massalia. // Astrophys. J., v.123, p. 331-338.

47. Gehrels Т., 1967 // Minor planets. I. The rotation of Vesta. // Astron. J., v. 72^№ 8^p. 929-938.

48. Gehrels Т., Owings D., 1962 // Photometric studies of asteroids. IX. Additional light-curves. // Astrophys. J., v. 135, p. 906-924.

49. Gehrels Т., Roemer E., Taylor R.C., Zellner B.H., 1970 // Minor planets and related objects. IV. Asteroid (1566) Icarus. // Astron. J., v. 75, p. 186-195.--

50. Gehrels Т., Taylor R.C., 1977// Minor planets and related objects. II. Phase function for (6) Hebe// Astron. J., v.82, № 3, p.229-237.

51. Gehrels Т., Tedesco E.F., 1979 // Minor planets and related objects. XXVIII. Asteroids magnitudes and phase relations. // Astron. J., v. 84; p. 1079-1087:

52. Gradie J., Veverka J., 1986 // The wavelength dependence of phase coefficients. // Icarus, v. 66, № 3, p. 455-467.

53. Groeneveld I., Kuiper G.P., 1954 // Photometric studies of asteroids. II. // Astrophys. J., v. 120, p. 529-546.

54. Hapke B.W., 1963 // A theoretical photometric function for the lunar surface. // J. Geophys. Res., v. 68, 4571-4586.

55. Hapke B.W., 19667/ An improved lunar theoretical photometric function. // Astron. J., v.71, p. 333-339.

56. Hapke B.W., 1984 //Bidirectional reflectance spectroscopy. III. Correction for macroscopic roughness//Icarus, v.59, №1, p.41-59.

57. Harris A.W., Carlsson M., Young J.W., Lagerkvist СЛ., 1984 // The lightcurve and phase relation of asteroid 133 Cyrene. // Icarus, v. 58, p. 377-382.

58. Harris A.W., Young J.W., 1988 // Two dark asteroids with very small opposition effects. // Lunar and Planet Sci. Abstr. Pap. 19th LPSC. March 14-18. Pt. 2. Houston, v. 19, p. 447-448.

59. Hoag A.A., Johnson H.L., Iriarte В., Mitchell R.J., Hallam K.L., Sharpless S., 1961 // Photometry of stars in galactic cluster fields. // Publ. U.S. Navel Obs., v. 2, № 7, 349-542.

60. Johnson T.V., Fanale F.P., 1973 // Optical properties of carbonaceous chondrites and theirs relationship to asteroids. // J. Geophys. Res., v. 78, 8507-8518.

61. Johnson H.L., Morgan W.W., 1953 // Fundamental stellar photometry for standards of spectral type on the revised system of the Ierkes spectral atlas. // Astrophys. J., v. 117, p. 313-352.

62. Lumme K., Bowell E., 1981a // Radiative transfer in the surfaces of atmosphereless bodies. I. Theory. // Astron. J., v. 86, № 11, p. 1694-1704.

63. Lumme К., Bowell E., 1981b // Radiative transfer in the surfaces of atmosphereless bodies. II. Interpretation of phase curves. // Astron. J., v. 86, № и, p. 1705-1721.

64. Magnussion P., 1986 // Distribution of spine axes and senses of rotation for 20 large asteroids. // Icarus, v. 68, p. 1-39.

65. McCheyne R.S., Eaton N., Meadows A.J., 1985 // Visible and near-infrared lightcurves of eight asteroids. // Icarus, v.61, № 3, p. 443-460.

66. McCord T.B., Chapman C.K., - 1975 // Asteroids: spectral reflectance and color characteristics. // Astrophys. J., v. 195, p. 553-562.

67. McCord T.B., Gaffey M., 1974 // Asteroids: surface compositions from reflection spectroscopy. // Science, №. 186, p. 352-355.

68. Mishchenko М.1Г, Dlugach J.M:, 1993 // Coherent backscatter and the opposition effect for E-type asteroids. // Planet. Space Sci., v. 41, p. 173-181.

69. Moffett T.J., Barnes T.G., 1979 // Equatorial UBVRI photoelectric sequences. // Astron. J., v. 84, № 5, p. 627-632.

70. Morrison D., 1977 // Asteroid sizes and albedos. // Icarus, v. 31, p. 185-220.

71. Morrison D., Zellner В.,.19797/ Polarimetry and radiometry of asteroids. // In: Asteroids. Ed. by T. Gehrels. Tucson: Univ. of Arizona Press, рЛ 090-1097.

72. Nelson R.M., Hapke B.W., Smythe W.D., Horn L.J., 1998 // Phase curves of selected particulate materials: The contribution of coherent backscattering to the opposition surge. // Icarus, v. 131, p. 223-230.

73. Piironen J.O., 4-982^-//-Photoelectric observation of 44 Nysa during 1981 opposition. // Astron. Astrophys., v., 112, p. 172-173.

74. Reed K.L, Gaffey M.J., Lebofsky L.A., 1997 // Shape and albedo variations of asteroids 15 Eunomia. // Icarus, v. 125, p. 446-454.

75. Scaltriti F., Zappala V., 1976 // Photoelectric lightcurve and pole determination of 433 Eros. // Icarus, v. 28, № 1, p. 29-36.

76. Scaltriti F., Zappala V., 19807/ The similarity of the opposition effect among asteroids. // Astron. Astrophys., v. 83, p. 249-251.

77. Scaltriti F., Zappala V., Stanzeli R., 19787/ Lightcurves, phase function and pole of the asteroid 22 Kalliope. // Icarus, v. 34, № 1, p. 93-99. .

78. Shatzelf A.V., 1954 // Photometric studies of asteroids. III. The light-curve of 44 Nysa. // Astrophys. J., v. 120, p. 547-559.

79. Shevchenko V.G., Chiorny V.G., Kalashnikov A.V., Krugly Yu.N., Mohamed R.A., Velichko F.P., 1996 // Magnitude-phase dependencies for three asteroids.JJ Astron. Astrophys. Suppl. Ser., v. 115, № 3, p. 475-479.

80. Surdej A., Surdej J., 1978 // Asteroid lightcurves simulated by the rotation of a three-axes ellipsoid model. // Astron. Astrophys., v. 66, № 1/2, p. 31-36.

81. Taylor R.C., Gehrels*T:, Capen R.C., 1976 // Minor planets and related objects. XXI. Photometry of eight asteroids. // Astron. J., v. 81, p. 778-786.

82. Taylor R.C., Gehrels Т., Silvester A.B., 1971 // Minor planets and related objects. VI. Asteroid 110 Lydia. // Astron. J:, v. 76, № 2, p. 141-146.

83. Taylor R.C., Tedesco E.F., 1983 // Pole orientation of asteroid 44 Nysa via photometric astrometry, including a discussion of the method's application and its limitations. // Icarus, v. 54, p. 13-22.

84. Tedesco E.F., Sather R.E., 1981 // Minor planets and related objects. XXIX. Asteroid 29 Amphitrite. // Astron. J., v. 86, №10, p. 1553-1558.

85. Tedesco E.F., Taylor R.C., Drummond J., Harwood D., Nickoloff I., Scaltriti F., Schober H.J., Zappala V., 1983 // Worldwidephotometry and lightcurve observations of 1 Ceres during the 1975-1976 apparition. // Icarus, v. 54, № 1, p. 23-29.

86. Tupieva F.A., 2003 // UBV photometry 44 Nysa. // Astron. Astrophys., v. 408, p. 379-385.

87. Van Houten-Groeneveld I., van Houten C.J., 1958// Photometric studies of asteroids. VII. // Astrophys. J., v. 127, p. 253-273.

88. Van Houten-Groeneveld I., van Houten C.J., Zappala V., 1979 // Photometric photometry of seven asteroids. // Astron. Astrophys. Suppl., v. 35, p. 223-232.

89. Vehrenberg H., 1970 11 Atlas stellarum 1950,0. Northen part. Dusseldorf: Trengesell— Verlag.

90. Veverka J., 1971 // The physical meaning of phase coefficients. // In: Physical studies of minor planets. Ed. Gehrels Т., NASA SP-267, Washington, p. 79-90.

91. Veverka J., Goguen J., Yang S., Elliot J., 1978 // Scattering of light from particulate surfaces. I. A laboratory assessment of multiple-scattering effects. // Icarus, v. 34, № 2, p. 406-414.

92. Whitaker E.A., 1979 // Implications for asteroidal regolith properties from comparisons with lunar phase relation and theoretical considerations. // Icarus, v. 40, № 3, p. 406-417.

93. Yang Xiu-yi, Zhang You-yi, Li Xiao-qing, 1965 // Photometricobservations of variable asteroids. III. // Acta Astron. Sinica, v. 13, № 1, p. 66-74.

94. Zappala V., van Houten-Groeneveld I., 1979 // Pole coordinates of the asteroids JLMetis, 22 Kalliope 44 Nysa. // Icarus, v.40, p. 289-296.

95. Zappala V., van Houten-Groeneveld I., van Houten C.J., 1979 // Rotation period and phase curve of the asteroids 349 Dembowcka and 354 Eleonora. //Astron. Astrophys. Suppl., v. 35, p. 213-221.

96. Zellner В., 1975 // 44 Nysa: An iron-depleted asteroid. // Astrophys. J., v. 198, p. L45-L47.

97. Zellner В., 1979 // Asteroid taxonomy and the distribution of the compositional types. // In: Asteroid. Ed. Gehrels Т., Tucson: Univ. of Arizona Press, p. 783-808.

98. Zellner В., Andersson L., Gradie J., 1977a // UBV photometry of small and distant asteroids. // Icarus, v. 31, p. 447-455.

99. Zellner В., Leake M., Lebertre Т., Dusean M., Dollfus A., 19776

100. The asteroid albedo scale. I. Laboratory polarimetry ofthmeteorites. // Proc. Lunar. Sci^Conf. 8 , p. 1091-1110.