Fotometria i modelowanie planetoid Pakiet Starlink. Metoda inwersji krzywych zmian blasku Anna Marciniak Obserwatorium Astronomiczne UAM, Poznań 21 marca 2015
Planetoidy - skamieniałe planetezymale (NASA/JPL-Caltech/JAXA/ESA)
Lutetia z sondy Rosetta (ESA 2010 MPS for OSIRIS Team)
Ceres z sondy Dawn (NASA/JPL)
Fotometria planetoid - główne narzedzie badawcze Relative Magnitude -2,0-1,9-1,8-1,7-1,6-1,5-1,4-1,3-1,2 984 Gretia P = 5.778 h Zero Phase at 1999 Jan 17.9512 UT (corr.) Jan 18.0 Borowiec Jan 20.0 Borowiec Jan 22.0 Borowiec -1,1 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Phase of Rotation 1999 Relative C and R Magnitude -4 714 Ulula -3,9 P = 6.9982 h -3,8-3,7-3,6 2009 Aug 10.0 Ludick Obs. Aug 16.9 SAAO -3,5 Aug 18.0 SAAO Sep 7.9 Borowiec Sep 8.9 Borowiec Sep 14.8 Borowiec -3,4 Sep 16.8 Borowiec Sep 17.8 Borowiec Sep 18.8 Borowiec -3,3 Sep 19.8 Borowiec Sep 26.9 Borowiec Zero Phase at 2009 Aug 9.9746 UT (corr.) Sep 27.8 Borowiec -3,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Phase of Rotation
Częstości rotacji a średnice planetoid Warner, Harris, Pravec 2009 http://www.minorplanet.info/lightcurvedatabase.html
Modelowanie - potrzebne dane z kilku opozycji 0,3 0,4 174 Phaedra P = 5.750 h -0,3-0,2 174 Phaedra Relative C Magnitude 0,5 0,6 0,7 0,8 Relative R Magnitude -0,1 0 0,1 0,2 P = 5.750 h 0,9 2005 Jan 16.9 Borowiec Feb 1.9 Borowiec Feb 6.9 Borowiec 1 Zero Phase at 2005 Feb 6.6992 UT (corr.) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Phase of Rotation 0,3 2007 0,4 May 24.0 SAAO May 28.0 SAAO Zero Phase at 2007 May 27.9083 UT (corr.) 0,5 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Phase of Rotation -0,4-0,3-0,2 174 Phaedra P = 5.750 h -0,2-0,1 0 174 Phaedra P = 5.750 h Relative C Magnitude -0,1 0 0,1 Relative C Magnitude 0,1 0,2 0,3 2006 0,2 Jan 27.9 Borowiec Apr 19.8 Borowiec Apr 20.9 Borowiec 0,3 Apr 24.9 Borowiec Apr 27.9 Borowiec Zero Phase at 2006 Apr 20.8104 UT (corr.) May 4.9 Borowiec 0,4 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Phase of Rotation 2008 0,4 Sep 12.9 Borowiec Sep 25.8 Borowiec Sep 26.1 Borowiec 0,5 Sep 27.8 Borowiec Sep 28.8 Borowiec Zero Phase at 2008 Sep 12.8633 UT (corr.) Oct 4.8 Borowiec 0,6 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Phase of Rotation
Model planetoidy P = 5.750249±0.000003 h λ p = 265 ± 1 β p = 5 ± 1
Statystyki parametrów rotacji wymodelowanych planetoid P sid, λ p, β p Dziś modelowane sa głównie planetki o krótkich okresach, mocno wydłużone i osiach rotacji z dala od ekliptyki Średni bład jasności danych astrometrycznych: 0.2 mag Planetki mało wydłużone i/lub o nisko położonym biegunie gina w szumie obserwacyjnym Hanuš et al. 2011
Statystyka okresów rotacji Próbka: pierwszy tysiac numerowanych planetoid (prawie kompletny przeglad P i amp.), pas główny ale: poważne efekty selekcji (duże/jasne/bliskie) okresy rotacji: od 2.66 h do 1641 h Średni okres: 21.162 h źródło: przeszukiwanie bazy LCDB (Warner, B. D., Harris, A. W., Pravec, P. 2009, The asteroid lightcurve database Icarus, 202, 134) http://www.minorplanet.info/lcdbquery.html
Statystyka okresów rotacji Próbka: pierwszy tysiac numerowanych planetoid (prawie kompletny przeglad P i amp.), pas główny ale: poważne efekty selekcji (duże/jasne/bliskie) okresy rotacji: od 2.66 h do 1641 h Średni okres: 21.162 h Mediana: 10.739 h Połowa populacji dużych planetoid ma długie okresy rotacji! źródło: przeszukiwanie bazy LCDB (Warner, B. D., Harris, A. W., Pravec, P. 2009, The asteroid lightcurve database Icarus, 202, 134) http://www.minorplanet.info/lcdbquery.html
Statystyka okresów obrotu. Granica: P = 12h Długookresowe (40% populacji jasnych planetoid) modelowane sa 1.5 raza rzadziej niż te o krótszych okresach. Wśród słabszych planetoid populacja długookresowych modelowana jest ponad dwa razy rzadziej niż populacja krótkookresowych.
Statystyka amplitud zmian blasku. Granica: a_max < 0.25 mag Próbka: 1-1000 (prawie kompletny przeglad P i amp.), pas główny amplitudy: od 0.01 mag do 1.5 mag Często podawane sa amp_min i amp_max, bo amplituda jest zmienna Planetek o amp_max < 0.25 mag jest wśród pierwszego tysiaca ponad 400 (w tym modele bieguna i kształtu ma 24% ich populacji) Nisko-amplitudowe stanowiac 43% populacji modelowane sa prawie dwukrotnie rzadziej niż pozostałe. Wśród słabszych obiektow, jest to prawie 8 razy rzadziej modelowana populacja
Statystyki okresów i amplitud jednocześnie Low amplitude and long period 21% total Undefined amplitude or period 4% total 43% of them modelled 13% of them modelled High amplitude and short period 31% total Low amplitude and short period 22% total 26% of them modelled High amplitude and long period 22% total 25% of them modelled
Program badawczy 155 planetek o okresach 12-50h i amplitudach do 0.2 mag Wśród nich tylko 24 ma wyznaczone bieguny (15%) Planetek o P > 50 h jest wśród pierwszego 1000 tylko 43 (4% wszystkich lub niecałe 10% długookresowych) Po wykluczeniu członków kilku rodzin zostaje ok. 120 planetek Często trudne obiekty: P bliskie 12, 16 lub 24 h, amplitudy rzędu 0.05 mag. Od 2.5 roku obserwowane w Borowcu (Poznań) oraz m. in.: w Organ Mesa Observatory (Nowy Meksyk, USA), Observatori Astronomic del Montsec (Katalonia), Winer Observatory (Arizona, USA), Bisei Spaceguard Center (Japonia)... oraz na Suhorze!
Sieć obserwatoriów uczestniczacych w programie Observatory name abbreviated name IAU code location telescope diameter Borowiec Observatory (Poland) Bor. 187 52 N, 17 E 0.4m Montsec Observatory (Catalonia, Spain) OAdM C65 42 N, 01 E 0.8m Organ Mesa Observatory (NM, USA) Organ M. G50 32 N, 107 W 0.35m Winer Observatory (AZ, USA) Winer 648 32 N, 111 W 0.70m Bisei Spaceguard Center (Okayama, Japan) Bisei 300 35 N, 134 E 0.5m and 1m JKU Astronomical Observatory (Kielce, Poland) Kie. B02 51 N, 21 E 0.35m Mt. Suhora Astronomical Observatory (Poland) Suhora - 50 N, 20 E 0.25m and 0.60m Pic du Midi Observatory (France) Pic 586 43 N, 0 E 0.6m
Krzywe zmian blasku 33,00 476 Hedwig 7/8 Aug 2013, Borowiec Instrumental C magnitude 34,00 35,00 36,00 37,00 38,00 39,00 20:24:00 21:07:12 21:50:24 22:33:36 Comp. star apert.: 3 apert. radius = 9 pix -0,20 Relative C magnitude -0,10 0,00 0,10 0,20 σ = 0.008 0,30 20:24:00 21:07:12 21:50:24 22:33:36 UT
Krzywe zmian blasku 33,00 476 Hedwig 7/8 Aug 2013, Borowiec 33,00 476 Hedwig 7/8 Aug 2013, Borowiec Instrumental C magnitude 34,00 35,00 36,00 37,00 38,00 Instrumental C magnitude 34,00 35,00 36,00 37,00 38,00 39,00 20:24:00 21:07:12 21:50:24 22:33:36 Comp. star apert.: 3 apert. radius = 9 pix -0,20 39,00 17:45:36 19:40:48 21:36:00 23:31:12 01:26:24 Comp. star apert.: 3 apert. radius = 9 pix -0,10-0,10 Relative C magnitude 0,00 0,10 0,20 σ = 0.008 Relative C magnitude 0,00 0,10 σ = 0.008 0,30 20:24:00 21:07:12 21:50:24 22:33:36 UT 0,20 17:45:36 19:40:48 21:36:00 23:31:12 01:26:24 UT
Krzywe zmian blasku 33,00 476 Hedwig 7/8 Aug 2013, Borowiec 33,00 476 Hedwig 7/8 Aug 2013, Borowiec 33,00 476 Hedwig 7/8 Aug 2013, Borowiec. 6-minute bins Instrumental C magnitude 34,00 35,00 36,00 37,00 38,00 Instrumental C magnitude 34,00 35,00 36,00 37,00 38,00 Instrumental C magnitude 34,00 35,00 36,00 37,00 38,00 39,00 20:24:00 21:07:12 21:50:24 22:33:36 Comp. star apert.: 3 apert. radius = 9 pix -0,20 39,00 17:45:36 19:40:48 21:36:00 23:31:12 01:26:24 Comp. star apert.: 3 apert. radius = 9 pix -0,10 39,00 17:45:36 19:40:48 21:36:00 23:31:12 01:26:24 Comp. star apert.: 3 apert. radius = 9 pix -0,10-0,10 Relative C magnitude 0,00 0,10 0,20 σ = 0.008 Relative C magnitude 0,00 0,10 σ = 0.008 Relative C magnitude 0,00 0,10 σ = 0.005 0,30 20:24:00 21:07:12 21:50:24 22:33:36 UT 0,20 17:45:36 19:40:48 21:36:00 23:31:12 01:26:24 UT 0,20 17:45:36 19:40:48 21:36:00 23:31:12 01:26:24 UT
Krzywe zmian blasku 34,00 476 Hedwig 16/17 Aug 2013, Borowiec. 6-minute bins Instrumental C magnitude 34,50 35,00 35,50 36,00 36,50 37,00 16:48:00 18:43:12 20:38:24 22:33:36 00:28:48 Comp. star apert.: 2 apert. radius = 12 pix 0,00 Relative C magnitude 0,10 0,20 σ = 0.005 below 25 deg 16:48:00 18:43:12 20:38:24 22:33:36 00:28:48 UT
Krzywe zmian blasku 34,00 476 Hedwig 16/17 Aug 2013, Borowiec. 6-minute bins 34,00 476 Hedwig 3/4 Sep 2013, Borowiec. 6-minute bins Instrumental C magnitude 34,50 35,00 35,50 36,00 36,50 Instrumental C magnitude 34,50 35,00 35,50 36,00 36,50 37,00 16:48:00 18:43:12 20:38:24 22:33:36 00:28:48 Comp. star apert.: 2 apert. radius = 12 pix 0,00 37,00 16:48:00 18:43:12 20:38:24 22:33:36 00:28:48 Comp. star apert.: 2 apert. radius = 12 pix 0,40 Relative C magnitude 0,10 0,20 σ = 0.005 below 25 deg Relative C magnitude 0,50 0,60 σ = 0.003 16:48:00 18:43:12 20:38:24 22:33:36 00:28:48 UT 0,70 16:48:00 18:43:12 20:38:24 22:33:36 00:28:48 UT
Krzywe zmian blasku Instrumental C magnitude 476 Hedwig 16/17 Aug 2013, Borowiec. 6-minute bins 34,00 34,50 35,00 35,50 36,00 36,50 37,00 16:48:00 18:43:12 20:38:24 22:33:36 00:28:48 Comp. star apert.: 2 apert. radius = 12 pix 0,00 Instrumental C magnitude 476 Hedwig 3/4 Sep 2013, Borowiec. 6-minute bins 34,00 34,50 35,00 35,50 36,00 36,50 37,00 16:48:00 18:43:12 20:38:24 22:33:36 00:28:48 Comp. star apert.: 2 apert. radius = 12 pix 0,40 Instrumental C magnitude 476 Hedwig 6/7 Sep 2013, Borowiec. 6.6-minute bins 34,20 34,40 34,60 34,80 35,00 17:45:36 19:40:48 21:36:00 23:31:12 01:26:24 Comp. star apert.: 3 apert. radius = 12 pix Relative C magnitude 0,10 0,20 σ = 0.005 below 25 deg Relative C magnitude 0,50 0,60 σ = 0.003 Relative C magnitude 0,40 0,50 σ = 0.003 σ = 0.004 0,60 16:48:00 18:43:12 20:38:24 22:33:36 00:28:48 UT 0,70 16:48:00 18:43:12 20:38:24 22:33:36 00:28:48 UT 17:45:36 19:40:48 21:36:00 23:31:12 01:26:24 UT
Złożona krzywa - 476 Hedwig relative C magnitude -3-2,95-2,9-2,85-2,8 476 Hedwig P=27.246 h 7 Aug, Bor 16 Aug, Bor 3 Sep, Bor 5 Sep, Bor 6 Sep, Bor 7 Sep, Bor 28 Sep, Bor 29 Sep, Bor 3 Oct, Bor 18 Oct, Bor 22 Oct, Bor 27 Dec, Bor -2,75-2,7 Zero phase at: 2013 Aug 7.8554 UT, LT corr. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Phase
Obserwacje w OAdM - Montsec 34,00 618 Elfriede 10/11 Nov 2014, OAdM 34,00 618 Elfriede 12/13 Nov 2014, OAdM 35,00 618 Elfriede 5/6 Dec 2014, OAdM Instrumental R magnitude 35,00 36,00 37,00 Instrumental R magnitude 34,50 35,00 35,50 36,00 36,50 Instrumental R magnitude 35,50 36,00 36,50 38,00 18:43:12 21:36:00 00:28:48 03:21:36 06:14:24 Comp. star apert.: 3 apert. radius = 15 px 0,00 37,00 16:48:00 19:40:48 22:33:36 01:26:24 04:19:12 07:12:00 Comp. star apert.: 2 apert. radius = 15 px 1,00 37,00 14:52:48 17:45:36 20:38:24 23:31:12 02:24:00 Comp. star apert.: 2 apert. radius = 15 px 0,50 Relative R magnitude 0,10 0,20 σ = 0.007 σ = 0.012 Relative R magnitude 1,10 1,20 σ = 0.006 Relative R magnitude 0,60 0,70 σ=0.011 18:43:12 21:36:00 00:28:48 03:21:36 06:14:24 UT σ = 0.008 1,30 16:48:00 19:40:48 22:33:36 01:26:24 04:19:12 07:12:00 UT σ=0.007 0,80 14:52:48 17:45:36 20:38:24 23:31:12 02:24:00 UT
Złożona krzywa - 618 Elfriede -4,7 618 Elfriede P = 14.799 h -4,65 relative R magnitude -4,6-4,55-4,5-4,45-4,4 2014 Oct 2.0 OAdM Oct 22.0 OAdM Oct 31.9 OAdM Nov 5.9 OAdM Nov 8.9 OAdM Nov 10.9 OAdM Nov 12.9 OAdM Nov 13.9 OAdM Nov 20.9 OAdM Dec 5.8 OAdM Dec 7.9 OAdM Dec 9.8 OAdM Zero time at: 2014 Oct 31.8125 UTC, LT corr. 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Phase
Znalezienie nowego okresu. 329 Svea
Znalezienie nowego okresu. 329 Svea
Znalezienie nowego okresu. 329 Svea
Znalezienie nowego okresu. 329 Svea
Znalezienie nowego okresu. 329 Svea
Znalezienie nowego okresu. 439 Ohio (439) Ohio P = 37.46 h 2014 Aug 22.0 Bor. Relative C and R magnitude -3,7-3,6-3,5 Aug 29.0 Bor. Sep 4.9 Bor. Sep 15.9 Bor. Sep 17.9 Bor. Sep 23.9 Bor. Sep 27.9 Bor. Oct 19.9 Bor. Oct 28.9 Bor. Nov 13.8 OAdM Nov 20.2 Winer Nov 20.9 OAdM -3,4 Zero time at: 2014 Aug 21.8104 UTC, LT corr. 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Phase
Krzywa o jednej parze ekstremów na okres. 335 Roberta 335 Roberta P=12.027 h relative C magnitude -3,3-3,2 29 Sep, Bor. 18 Oct, Organ M. 19 Oct, Bor. 19 Oct, Organ M. 25 Oct, Bor. 21 Nov, Organ M. 18 Dec, Organ M. 23 Dec, Bor. -3,1 Zero time at: 2013 Sep 28.9158, LT corr. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Phase
Okres współmierny z doba. 159 Aemilia 159 Aemilia P=24.489 h relative C magnitude -4-3,9-3,8 28 Dec, Bor. 17 Jan, Organ M. 25 Jan, Bor. 28 Jan, Organ M. 3 Feb, Bor. 9 Feb, Organ M. 12 Feb, Bor. 20 Feb, Bor. -3,7 Zero time at: 2014 Feb 3.9413, LT corr. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Phase
Galeria osobliwości 195 Eurykleia 202 Chryseis relative C magnitude -4,4-4,3 P=16.520 h 29 Sep, Bor. 30 Sep, Bor. 13 Oct, Bor. 3 Nov, Bor. 2 Dec, Bor. 17 Dec, Bor. relative C and R magnitude -5,2-5,1-5 -4,9 P=23.671 h 2014 Sep 5.0 Kielce Sep 17.0 Bor. Oct 6.0 Bor. Oct 11.0 Suhora Oct 26.9 Suhora Oct 31.9 OAdM Nov 3.5 Bisei Nov 13.8 OAdM Nov 20.9 OAdM -4,2 Zero time at: 2013 Sep 29.9142, LT corr. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Phase Zero time at: 2014 Sep 4.8729, LT corr. -4,8 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Phase -3,2 501 Urhixidur P=13.175 h 666 Desdemona P=14.605 h -3,15-1,8 2 Oct, Bor. 29 Oct, Bor. 30 Oct, Bor. 26 Nov, Bor. 30 Dec, Bor. 4 Jan, Winer 25 Jan, Bor. relative C magnitude -3,1 relative C magnitude -1,7-1,6-3,05 6 Sep, Bor. 24 Sep, Bor. 3 Oct, Bor. 24 Oct, Bor. -1,5 Zero time at: 2013 Sep 24.8342, LT corr. -3 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Phase Zero time at: 2013 Oct 2.9979, LT corr. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Phase
Planowanie obserwacji, finder charts - XEphem
www.clearskyinstitute.com/xephem
Redukcja ramek i fotometria aperturowa - Pakiet Starlink Pakiet Starlink - zestaw złożonych programów działajacych w ujednoliconym środowisku programistycznym, w oparciu o standardowe formaty plików (.ndf). http://starlink.eao.hawaii.edu/starlink Konwersja formatu ramek CCD.ST7 ->.fit ->.sdf Pakiety: ccdpack, convert i kappa Redukcja ramek o bias, dark frame i flatfield 3 skrypty powłoki bash
Redukcja ramek i fotometria aperturowa - Pakiet Starlink
Fotometria aperturowa - pakiet Starlink, interfejs Gaia
Format APC - Asteroid Photometric Catalogue
Składanie (fazowanie) krzywych - program kat_pad
Rozkład obserwowanych opozycji
Spin and shape modelling http://astro.troja.mff.cuni.cz/projects/asteroids3d/ http://isam.astro.amu.edu.pl/
Modele planetoid a zakrycia Ďurech et al. 2011
Modelowanie kształtów planetoid z wklęsłościami - algorytm SAGE Ďurech et al. 2011 Bartczak et al. 2014
Modele z wklęsłościami a obrazy z optyki adaptacyjnej Bartczak, Marciniak 2012