Как открыть астероид?

Что такое астероид?

Буквальный перевод термина «астероид» означает «звездоподобный», то есть выглядящий в телескоп как звездочка, не имеющий видимого диска. Остается лишь отделить его от комет отсутствием кометной активности (голова, хвост, спектральные особенности) и от карликовых планет - неправильной формой.

Физически астероиды представляют собой обломки так не образовавшейся планеты между орбитами Марса и Юпитера, а также осколки от многочисленных столкновений различных объектов.

Зачем их искать?

Научный интерес к ним разнообразен: это и исследование эволюций орбит различных тел, и Солнечная система на заре развития, и добыча полезных ископаемых, и прямое исследование законсервированного первичного вещества протопланетного диска, и эффект Ярковского и вероятные столкновения с Землей и многое-многое другое.

Какое потребуется оборудование?

Солидное. Хотя общее количество астероидов в Солнечной системе исчисляется миллионами, самые яркие давно и успешно обнаружены. Любитель со скромным бюджетом может рассчитывать лишь на редкие пролеты близких к Земле объектов.

Конкретнее: сейчас сражение за астероиды разворачивается на полях 20-21й звездной величины. Заметная скорость движения астероидов дает возможность ставить лишь ограниченную экспозицию, за которую их изображения ещё не сильно смазываются. А в случае использования светосильных инструментов недалеко от города на первый план выйдет быстро накапливающийся фон неба. Поэтому победа будет в первую очередь за апертуристыми и светосильными инструментами и во-вторых за отличными фотоприемниками. Все вместе стоит немалых денег.

В качестве наименьшего инструмента, который еще имеет смысл использовать при поисках можно рассматривать ньютон 200-250мм f5.0 с чувствительным ч/б фотоприемником. Уверенно понесет его монтировка стоимостью от 100тр. Приемник обойдется в не меньшие деньги. Плюс сама труба, автогид и прочие полезные запчасти на сумму около 30-50тр.

Применение более простого оборудование тоже может привести к открытию астероида, но расплачиваться придется несравнимыми временными затратами, поэтому «мелкоскопы» рекомендуется использовать там, где они принесут максимум пользы – например в художественной фотографии, астероидных покрытиях или для открытия переменных звезд.

Какие потребуются навыки?

Для начала научитесь фотографировать небо и мало-мальски обрабатывать фотографии в форматах RAW (зеркалки) и FITS (астрокамеры). Я советую освоить примерно такую цепочку:

1. пейзажное широкоугольное (фокус 8-18мм) астрофото с неподвижного штатива с короткими выдержками

2. астрофото Млечного пути в фокусах 50-200мм с пультиком и использованием небольших монтировок и астротрекеров

3. художественное астрофото объектов глубокого космоса с фокусами 300-600мм на небольших монтировках с автогидом

4. поисковое астрофото на чб камеру в фокусах 800-1500мм с гидированием и автоматизацией съемки в Максимке, НИНЕ и других управляющих программах.

Справились, поучаствовали в конкурсах астрофото, освоили калибровку, знаете, что такое FitsHeader и гистограмма, поискали зодиакальный свет, Плутон и переменные звезды? Отлично, а теперь поехали!

Как и где искать?

Если Вы – счастливый обладатель двухметровой камеры Шмидта, то искать можете везде. Буквально везде. С более скромными инструментами придерживайтесь плоскости эклиптики (+- 15 градусов по склонению), именно там летает львиная доля всех малых тел. Есть еще такой маленький лайфхак под названием «противосолнечная точка» (ПСТ) - дело в том, что из-за так называемого оппозиционного эффекта астероиды, расположенные строго напротив Солнца, выглядят чуть ярче своих собратьев, расположенных в стороне. И это реально может подарить владельцу малого телескопа шанс увидеть недоступные ранее тела. Текущее положение ПСТ можно подсмотреть в программах-планетариях, например в Стеллариум.

Увы, лунные ночи (равно как и городские условия) для поисков не подойдут – астероиды и так слабые, а на ярком фоне совсем пропадут.

Еще разумно заходить на страничку «обзоров» на сайте международного центра малых планет и выбирать для себя неохваченные поисками участки.

Главная задача – снять серию кадров. Выдержку одиночных кадров рекомендуется подбирать так, чтобы за это время «средний» астероид в главном поясе успевал "разползтись" максимум на 1-2 пикселя. Еще большие выдержки приведут только к снижению точности измерений координат. Выигрыша по проницающей способности практически не будет из-за того же размазывания. На светосильных инструментах придется дополнительно учитывать яркость фона неба, которая быстро ограничит предельную экспозицию при съемке в неидеальных пригородных условиях. Также важно хорошее ведение монтировки: качественная механика, точно выставленная полярная ось, надежный автогид.

Методики съемки полей существуют самые разные: кто-то снимает 3 кадра одного поля, потом 3 кадра второго, три кадра третьего и возвращается опять к первому. Кто-то ведет одну и ту же площадку на протяжении 20-30 минут. Кто-то делает один кадр первой площадки, один второй, один третьей… пятой и снова возвращается на первую.

Можно посоветовать экспериментировать и подбирать свою уникальную систему, наиболее эффективную для Ваших астроклиматических условий и технических характеристик.

Важным моментом является длительность наблюдений. Для регистрации астероида необходимо сопровождать его минимум 2 ночи и хотя бы по 30 мин в каждой. Поэтому можно не следить за одной и той же площадкой непрерывно, а приезжать к ней скажем каждые 10-20 минут и делать снимок.

Как обрабатывать?

Есть, серия кадров получена, переходим непосредственно к поиску на кадрах. Было бы неплохо на этом этапе откалибровать Ваши фотографии, это уменьшит фон и уберет битые пиксели, столбцы, виньетирование, пылинки и тп. После этого отправляем Вашу серию в одну из астрономических программ: Максимка, ИзмССД, Астрометрика и др. Все они позволяют совмещать серии по звездам и делать анимацию. Да, именно анимация позволяет легко увидеть смещение астероидов и других подвижных объектов относительно звезд.

В Максимке, например, советую последовательность Align (вручную, по 2м звездам) - Animate (0,1 - 0,2 сек). А дальше аккуратно и внимательно просматриваем кадры на увеличении 100-200% перемещаясь от края к краю.

Ура, есть, вот он, летит, голубчик!!!

Что делать дальше?

MPChecker проверка астероидов

Для начала проверить известный объект или нет. А проверить астероид теперь проще простого. Открываем страничку MPChecker и вводим туда дату наблюдений со временем в дробных долях суток (момент времени должен относиться примерно к середине кадра на котором делалась астрометрия), определенные из Максимки координаты объекта на этот момент, радиус в котором MPC будет искать по базе астероиды на этот момент, предельную звездную величину на снимке и код обсерватории (к примеру, КрАО 095, САО 115, Пулково 084). Если Вы снимали не в обсерватории, поставьте там 500 - это код для центра планеты.

Время в дробных долях суток можно рассчитать по шаблону для Экселя ((ss/60+mm)/60)+hh)/24. Либо примерно, скажем если Вы снимали 7о августа в 03:10, то это 1/8я часть суток, то есть примерно 0,13. Аналогичный результат получается если время съемки перевести в минуты и поделить на количество минут в сутках: (60х3 + 10)/(24х60) = 190/1440 = 0,13. Значит в дату вставляем 7.13. Время везде всемирное, UT.

Клацаем Produce list и получаем на выходе список известных астероидов в данной области. Примерно такой:

(51458) 2001 FL42 10 12 56.5 +11 11 24 18.9 0.8W 0.3N 38- 13+ 17o None needed at this time.

(177492) 2004 EB38 10 13 30.5 +10 56 13 19.2 0.5E 0.9S 37- 3+ 11o None needed at this time.

(114385) 2002 YX 10 12 32.4 +11 06 40 19.3 0.7W 0.6N 37- 17+ 15o None needed at this time.

(336709) 2010 CJ85 10 12 39.6 +10 51 12 20.1 0.1W 0.9S 28- 12+ 11o None needed at this time.

Скорее всего астероид с наименьшим параметром "Offsets" (например 0.8W 0.3N) и является тем, который Вы видите. Offsets указан в минутах. Но что делать если в определенных Вами координатах нет известных астероидов?

Отправлять улов в Международный центр малых планет! МРС то есть.

Если Вы хотите сделать это однократно, то используйте данный шаблон от Дениса Денисенко MPC.TXT. Код обсерватории на этот раз должен точно соответствовать Вашему месту съемки. Если Вы снимаете не в обсерватории, то придется сначала получить свой собственный код обсерватории. Смысл это делать есть только в том случае, если Вы планируете в дальнейшем отправлять наблюдения именно из этой же точки на местности. Почитать про получение кода русскими любителями можно здесь и здесь. Кстати, там тоже приведены шаблоны для отправки наблюдений в МРС с подробным описанием каждого пункта.

Для постоянной отправки наблюдений в МРС стоит освоить профессиональные программы, самые толковые из которых это отечественная IzmCCD Игоря Измайлова из Пулковской обсерватории и забугорная Astrometrica. Последняя является бесплатной только первые 100 дней использования и я еще ее не попробовал. Поэтому пока расскажу про вторую.

ИзмССД

Идем на сайт Игоря IZMCCD, скачиваем и устанавливаем программу. Для адекватной работы ее требуется настроить. В верхнем меню "Вид" выбираем "Свойства" и вносим в первой вкладке следующие данные: имя обсерватории, МРС код, координаты, высота над уровнем моря. Во второй вкладке: имя телескопа, фокусное расстояние и размер пикселя приемника. Остальное пока не трогаем и лишь в самой последней вкладке нужно указать путь к звездным каталогам.

Каталоги Измссд

Помните, это же требовал Максимка? Звездные каталоги нужны для отождествления звездного поля на Ваших снимках, что позволит "накинуть" на кадр координатную сетку и точно определить положение любого объекта. Последняя рекомендация для IzmCCD в случае съемки в северном полушарии с проницающей силой 20m - это новый каталог UCAC4.

Привожу прямые ссылки на оба каталога на ftp: GSC1.1, UCAC4. На том же сайте Страсбурского центра данных доступны и все остальные астрометрические каталоги. Выбирайте нужный, скачивайте на винчестер любым ftp-клиентом (например FileZilla) и указывайте к папке каталога путь в настройках IzmCCD.

Идентификация поля в Изме

Открываем файл. Лучше всего использовать формат .Fits, в нем снимают большинство астрономических приемников. Для увеличения точности рекомендуется предварительно откалибровать изображение: учесть темновые кадры и плоские поля.

Начинаем работу. Давим "Вычисление, идентификация" - в меню либо третью слева желтую кнопку на панели. В открывшемся окне "выборка из каталога" указываем какой каталог надо использовать, координаты центра кадра (с ошибкой не более чем в половину поля зрения), граничные звездные величины (звезды какой яркости будут использоваться для отождествления, также как мы делали в Максимке) и нажать ОК.

В случае успешной идентификации появится сообщение типа "20 звезд отождествлено". Снова клацаем ОК и все звезды из каталога будут обозначены на кадре зелеными кружками - программа как бы "зацепилась за них". Теперь жмем следующую кнопку на панели - кнопка с синим треугольничком, как у плеера. Отождествленные звезды будут измерены и отмечены красными кружками.

Переходим к первой кнопке в меню "Вычисления, измерения" и жмем левой кнопкой мыши на объекте координаты которого хотим отправить в МРС. Он будет обведен красной окружностью. Остается лишь нажать "Вычисления, вычислить координаты" (кнопка с красными буквами α,δ) и измеренные координаты объекта будут продемонстрированы в открывшемся информационном окошке и сразу записаны в файл MPCReport.txt в корневом каталоге с программой.

Если на Вашем кадре много звезд, особенно рядом с астероидом, то можно использовать соседнюю кнопку "Вычислить координаты локально" - это позволит уменьшить влияние аберраций телескопа в виде кривизны поля на точность измерения координат.

Полученный файл содержит координаты в формате МРС, поэтому вписывайте в него номер астероида, прикрепляейте к нему свою "шапку" по приведенным выше шаблонам и высылайте на адрес obs()cfa.harvard.edu.

Формат сообщений для известных и неизвестных объектов слегка отличается, цитирую Дениса Денисенко: "Форма отправки астрометрии одинаковая, везде работает 80-колоночный формат. Разница только в том, что обозначения занумерованных объектов надо писать в первых пяти позициях, а ненумерованных - с 6-й по 12-ю. Свои внутренние обозначения тоже должны быть в колонках с 6-й по 12-ю. Робот МПЦентра их сам отождествит с известными астероидами."

Пример оформления сообщения по известному объекту для МРС в стиле минимализма:

сообщение в MPC

Внимание! Тщательно проверьте все поля на предмет ошибок! Сообщения, отправленные в Центр малых планет, сначала попадают к роботу, который в случае обнаружения ошибок просто отбракует Ваше письмо.

Комментарий от Дениса Денисенко: "Как человек, регистрировавший две обсерватории в Центре Малых Планет и наблюдавший еще на шести, добавлю: исключительно важно с самого начала соблюдать формат сообщений с астрометрией. В МПЦентре 4-5 сотрудников, а обсерваторий - около 2 тысяч. У них реально нет времени исправлять ошибки невнимательных наблюдателей, проще добавить обсерваторию в черный список. Поэтому перед отправкой каждого письма (а особенно первого) проверьте, что астрометрия уходит как plain text без html-форматирования и табуляций вместо пробелов, в строках не более 80 символов, постоянные номера астероидов стоят в первых пяти позициях, а предварительные и временные обозначения - с 6-й по 12-ю. Если вы правите файл вручную, проверьте, не забыли ли вы поменять год, месяц и день наблюдения - к сожалению, это очень распространенная ошибка. Именно поэтому лучше пользоваться специальными программами для астрометрии, которые сразу генерируют MPC report в правильном формате."

Подробное описание вида файла для отправки есть на страничке МРС. Доступно, понятно, есть образец заголовка, даже с небольшим разбором ошибок.

Весьма полезным будет почитать общее руководство на сайте МРС. Как в плане английского, так и для профилактики своих ошибок. Астрометрия - штука серьезная.

Для регистрации нового астероида требуются данные по нескольким ночам в течении недели, причем желательно чтобы в каждую ночь объект наблюдался не менее 30 минут.

Советую проверить данные при помощи генератора эфемерид, либо в программе FindOrb. Погрешность в яркости не должна быть больше 1m, а ошибка в координатах - 1". Строки астрометрии с такими погрешностями нужно просто удалить из своих данных перед отправкой.