Astrometria

Astrometria di Comete e Asteroidi :Astrometria di Comete e Asteroidi Centro Astronomico Libbiano – Peccioli –PI- 24 Aprile 2008 Relatore: Paolo Bacci Associazione Astrofili Alta Valdera


Obbiettivi :Obbiettivi Conoscenza di base degli strumenti messi a disposizione dal Minor Planet Center Conoscere la posizione degli asteroidi e comete Fotografare e misurare l’oggetto Inviare le nostre osservazione al MPC


MINOR PLANET CENTER :MINOR PLANET CENTER Raccoglie tutte le misurazioni astrometriche di asteroidi e comete. Provvede alla designazione degli oggetti Calcola e pubblica gli elementi orbitali e le effemeridi Assegna in modo definitivo il nome dell’oggetto Utilizza Internet come strumento di raccolta e divulgazione. Pubblica le circolari MPCs


Cosa osserviamo stanotte? :Cosa osserviamo stanotte? Ricerca di una nuova cometa o asteroide Oggetti NEOCP Recover Monitoraggio (T3, programmi di ricerca) Oggetti particolari (PHA.SDKO,Trojan ecc) Storici (opposizioni ) Fotometria


Programmare l’osservazione :Programmare l’osservazione In base alla tipologia dell’attività da svolgere è importante conoscere le caratteristiche dell’oggetto da riprendere: Posizione (campo stellare, oggetti vicini, altezza sull’orizzonte, Phase, elong) Magnitudine (SRN per fotometria, tempi di posa) Velocità (tempi di posa in relazione alla strumentazione) Osservabilità (per una programmazione a breve e lungo termine)


Cosa Misuriamo :Cosa Misuriamo La posizione dell’oggetto nel cielo utilizzando le coordinate RA e Dec Il tempo esatto della misura in UT La magnitudine Elementi orbitali Variazione di luminosità (curva di luce) Precisione di circa 1” Arc (posizione) Precisione di circa 1 secondo (tempo) Effettuare il nostro report secondo le direttive del MPC


STRUMENTAZIONE :STRUMENTAZIONE Codice osservatorio MPC Conoscenza del campo inquadrato dal nostro sistema ottico FOV Risoluzione dell’immagine Pixel sec/arc Magnitudine limite raggiungibile a seconda del tempo di posa Capacità di inseguimento


Il Primo asteroide :Il Primo asteroide Diversi strumenti ci aiutano a scegliere gli oggetti che vogliamo osservare: Planetario Software Liste su internet Programmi osservativi Richieste varie.


PLANETARIO :PLANETARIO Con l’ausilio di un planetario si possono visualizzare gli oggetti di nostro interesse


Campo di cielo :Campo di cielo FOV del CCD e campo di stelle in cui si trova l’asteroide


E pur si muove… :E pur si muove… Percorso dell’asteroide (24) Themis in 24 h


24 Themes :24 Themes Due immagini riprese a distanza di circa 1h 21m Nella seconda animazione intervallo di circa 21h 20m


Astrometria :Astrometria A B Il software individua l’asteroide Le stelle di riferimento per allineare il campo stellare alle coordinate WCS Valori relativi alla precisione di allineamento Ricerca del centroide e valori ad esso annessi Coordinate e tempo C D E


IL REPORT :IL REPORT


Curva di Luce :Curva di Luce Asteroide 24 Themis. Curva di luce ottenuta nelle notti del 23-24 feb 2008, per un totale di circa 8h 20m, 368 immagini da 60” ciascuna. Variazione di circa 0.15 mag.


Un passo alla volta :Un passo alla volta Ricaviamo l’effemeridi degli oggetti dal sito MPC Utilizziamo i principali strumenti messi a disposizione.


MPC Home page :MPC Home page La home page del del MPC offre molte opzioni utili, tra cui il servizio per genere le effemeridi Nell’apposito box inseriamo il nome o la designazione dell’oggetto o oggetti (max 100) dei quali vogliamo conoscere le effemeridi


Effemeridi opzioni :Effemeridi opzioni Questo form ci permette di inserire vari campi Data inizio effemeridi Numero di effemeridi Intervallo tra le effemeridi (giorni, ore, minuti o secondi) Codice osservatorio (MPC) In alternativa la posizione geografica del sito La tipologia delle coordinate RA e DEC Tipo di velocità e movimento La sospensione delle effemeridi se l’oggetto di trova sotto l’orizzonte, o se visibili durante il giorno.


Formato delle effemeridi :Formato delle effemeridi Questa funzione ci permette di scegliare quale tipo di formato vogliamo per le sotre effemeridi. Utile per poter creare un archivio di determinati oggetti da inserire nel nostro planetario Permette di mostrate i residui delle misurazioni per tutte le misure inviate o per un determinato osservatorio munito di codice MPC


Parametri orbitali :Parametri orbitali Il risultato della interrogazione (in formato MPC-8) darà il seguente output Nome o designazione oggetto Elementi orbitali dell’oggetto riferiti ad una detirminata epoca Il numero delle osservazioni per tale oggetto I valore medio dei residui


Elementi orbitali :Elementi orbitali Nelle prime colonne troveremmo l’anno il mese il giorno e l’ora a cui si riferiscono le effemeridi. La posizione dell’oggetto nelle coordinate RA e DEC La distanza dalla terra (Delta) e dal Sole (r) in UA L’elongazione dal sole. (El.) L’angolo di phase (Asteroide sole terra) (Ph.) La magnitudine (V) - per le comete m1 Il moto e la direzione Le coordinate azimut dell’oggetto L’altezza del sole La posizione della luna e la sua fase


fotografiamo :fotografiamo Dalle effemeridi possiamo ricavare la posizione dell’oggetto, la magnitudine, la velocità, e l’osservabilità Adesso non ci resta che puntare la nostra strumentazione alle previste coordinate e riprendere l’oggetto per i nostri scopi.


TEMPO DI POSA :TEMPO DI POSA Dalle effemeridi si ricava il movimento dell’oggetto (Mo) Conoscendo la scala di ogni singolo pixel nell’immagine acquisita (Sc) Si calcola il tempo di posa massimo affinché l’oggetto risulti puntiforme (T) Esempio: La nostra scala immagine è di: 1,89”Pixel L’asteroide si muove di 7,21”/Min T=1,89/7,21=0,262 Min. X 60 = 16 sec. Dovremmo esporre per 16 secondi T = Sc/Mo


Asteroide 2007 xy4 :Asteroide 2007 xy4 Mag. 17.4 moto proprio 6.03”/arc – Tempo di posa 20” circa Singola posa da 20 sec. Somma di 10 pose da 20 sec.


Stack and track :Stack and track Questa particolare tecnica ci permette di effettuare misure astrometriche precise di oggetti deboli e/o veloci. Somma le immagini sulla velocità e spostamento dell’oggetto. Questi valori si ricavano dalle effemeridi.


Impariamo a misurare :Impariamo a misurare Conoscendo le effemeridi dell’oggetto Utilizzando le tecniche di ripresa acquisite Calibrate le immagini con DARK e FLAT Siamo pronti per misurare il nostro oggetto


ASTROMETRICA :ASTROMETRICA Nei prossimi esempi utilizzeremo il software ASTROMETRICA Comunque le procedure sono similari per altri validi software: FITSBLINK, ASTROART, CHARON, ecc.


ALLINEAMENTO WCS :ALLINEAMENTO WCS Per prima cosa dobbiamo inserire le coordinate celesti nell’immagine


UTILITY di verifica :UTILITY di verifica Un apposita funzione ci permette di individuare nel campo stellare la presenza di asteroidi presenti nel database.


BLINK :BLINK Possiamo aprire due o più immagini ed effettuare il blink al fine di evidenziare lo spostamento dell’oggetto


SNR il rumore… :SNR il rumore…


SNR rapporto segnale rumore :SNR rapporto segnale rumore Il valore SNR è fondamentale per ottenere misure precise. Si deve cercare di ottenere un valore alto. Possibilmente maggiore di 4 Diversamente le nostre misure potrebbero risultare imprecise. n = conteggio fotoni


FWHM :FWHM In generale minore è il FWHM maggiore sarà la precisione della misura. Questo valore è influenzato dal seeing, dalla capacita di inseguimento, dalla messa a fuoco, dalle ottiche, ecc. Parametro fondamentale per cercare di individuare un oggetto cometario: Si esaminano stelle aventi la stessa mag dell’oggetto presunto cometa, se il FWHM nelle stelle risulta minore è probabile che si tratti di una cometa. Vediamo un esempio…


FWHM x Comete :FWHM x Comete C 17.3(6.2”) - S1 17.3(5.4”) – S2 17.5(5.5”) – S3 16.9(4.8) P/2007 R1 la prima cometa confermata a Libbiano (08/09/2007)


MISURIAMO :MISURIAMO Con il mouse selezioniamo l’asteroide Si apre la finestra di “identificazione oggetto” Click su Object designation


stack :stack


VERIFICA OGGETTO :VERIFICA OGGETTO Verifichiamo la precisione della misurazione


Inviamo il report :Inviamo il report Adesso abbiamo un email pronta per essere inviata al MPC con la nostra misura.


REPORT contenuto 1 :REPORT contenuto 1 L’email che inviamo deve obbligatoriamente contenere dei dati: COD = Codice osservatorio MPC CON = contatto email di colui che invia il report OBS = l’osservatore o gli osservatori MEA = chi ha effettuato la misura astrometrica TEL = caratteristiche del telescopio ACK = codice di riferimento a piacere NET = catalogo utilizzato per allineamento WCS


REPORT contenuto 2 :REPORT contenuto 2 DATI ASTROMETRICI 1-5 = NOME OGGETTO 6-12 = designazione provvisoria 13 = * per presunta scoperto di oggetto 14-30 = Anno mese giorno e ora 32-42 = Coordinate RA dell’oggetto 44-54 = coordinate DEC dell’oggetto 64-70 = magnitudine + Filtro (VBR) 78-80 = Codice osservatorio


LE NOSTRE MISURE :LE NOSTRE MISURE Vengono TUTTE archiviate nel database del MPC Se l’oggetto è di tipo NEO i dati vengono pubblicati giornalmente sul sito NEODYS Se si tratta di una conferma di asteroide (NEOCP) di tipo NEO vengono pubblicati in specifica una circolare del MPC Se si tratta di comete, i dati vengono pubblicati sulle circolari “osservazioni di comete”. Misure di asteroidi di tipo NEO possono essere pubblicati anche su particolari circolari del MPC, in base alla tipologia dell’oggetto (di norma viene pubblicata l’ultima osservazione di tale oggetto).


14964 robertobacci :14964 robertobacci 04/08/2007 17 immagini 90 secondi ciascuna Mag 18.6 Motion 0.26”/min Facciamo un esempio con un asteroide numerato. Verifichiamo le nostre misure sul sito del MPC….


Verifichiamo le misure :Verifichiamo le misure Inseriamo i dati dell’asteroide ROBERTOBACCI: 20 effemeridi con intervallo di 30 giorni, per l’Obs di Libbiano (B33), con output in formato MPC 8-Line, e i residual relativi all’obs. B09 dal quale abbiamo fatto le misure


Designazione e Citazione :Designazione e Citazione


RESIDUAL - Effemeridi :RESIDUAL - Effemeridi RESIDUAL: la nostra misura (B09) e quella dell’ Obs di San Marcello (PT) (104) risultano essere buone, al contrario di quella effettuata dalla Lincoln Survey (704) che è stata esclusa, essendo marcata tra le parentesi ( ), in quanto non è sufficientemente precisa. EFFEMERIDI: notiamo … Suppressed…, ciò significa che in tale epoca l’asteroide non può essere osservato dal nostro sito.


QUANTE VOLTE E’ STATO OSSERVATO ? :QUANTE VOLTE E’ STATO OSSERVATO ? L’oggetto è stato misurato 290 volte in 11 opposizioni. L’ultima osservazione risale al 1/11/07. Non indicando alcun osservatorio nella casella dei residui, avremo come output i residui di TUTTE le misure indicate Notiamo che B09 è stato il primo obs a misurare nel 2007 l’asteroide Robertobacci.


NEOCP :NEOCP Con l’entrata in funzione a pieno regime di diverse survay - telescopi robotizzati utilizzati da astronomi per la ricerca di asteroide - per gli astrofili è diventato veramente molto difficile scoprire nuove asteroidi. Con la pubblicazione giornaliera di nuovi asteroidi appena scoperti di tipo NEO che necessitano di essere confermati, gli astrofili possono dare un importante contributo per la determinazione preliminare dei dati orbitali di questi oggetti, ed in alcuni casi scoprire che si tratta di comete… Questo servizio del MPC è denominato NEOCP – Near Earth Object Confirmation Page Entrano nella NEOCP gli oggetti con:Perielio <1.3 UA – Perielio >5.5 – Mail Belt eccentricità > 0.5


OGGETTI DA CONFERMARE :OGGETTI DA CONFERMARE Dalla Home page del MPC si accede al servizio NEOCP. In questa area del sito vengono inseriti oggetti di tipo NEO scoperti di recente. Possiamo selezionare per quale tipo di oggetto vogliamo conoscere le effemeridi I nomi di questi oggetti vengono assegnati secondo una sigla scelta da coloro che per primi lo hanno segnalato (successivamente se confermato verrà dato una designazione provvisoria dal MPC)


Probabili effemeridi… :Probabili effemeridi… Output delle effemeridi di questi oggetti e leggermente differente dalle effemeridi per oggetti numerati o designati. ! Passa vicino alla terra > 0.05 UA !! Passa molto vicino alla terra >0.01 UA * Passa vicino alla “Luna” >0,0027 UA


LE ORBITE :LE ORBITE Avendo a disposizione solo poche osservazioni l’orbita preliminare calcolata è solo una delle molte possibili. E’ possibile ottenere le effemeridi per le altre orbite, nonché una mappa grafica. Verde <0.05 Arancione >0.05 <0.01 Rosso >0.01


LE OSSERVAZIONI :LE OSSERVAZIONI Una funzione molto utile è la possibilità di accedere in tempo quasi reale alle misurazioni effettuate da altri osservatori. Questo ci permette di verificare – con appositi software (findorbit) se le nostre misure sono compatibili e coerenti con quelle riportate Di essere aggiornati su quali e quanti osservatori hanno effettuato misure di questo oggetto.


Verifichiamo le nostre osservazioni :Verifichiamo le nostre osservazioni Il 13/08/2007 nella lista NEOCP vi è inserito un asteroide con magnitudine intorno alla 18°. E’ stato osservato poche ore prima dalla Lincoln L. (704) e sono pubblicate 5 misure con la sigla BE29710 Cerchiamo l’asteroide riuscendo ad individuarlo Vengono annotate 3 misure astrometriche Con la classica funzione copia incolla inseriamo in un file le misure di 704 e le nostre (B33) Utilizzando il software FindOrb verifichiamo le nostre misure.


findorb :findorb Il programma calcola in base alle misure un orbita, mostrando gli elementi orbitali dell’oggetto e l’errore RMS dei residui tra le varie osservazioni


Findorb verifica :Findorb verifica Prima verifichiamo che le nostre misure sia coerenti tra loro Poi controlliamo i residui con le altre osservazioni Visto il discreto risultato decidiamo di inviare i dati osservativi al MPC Si tratta della nostra prima conferma NEOPC Aspettiamo ma pubblicazione della circolare MPC Veniamo “ premiati” siamo stati i primi (dopo lo scopritore) a immortalare l’asteroide.


Circolare M.P.E.C :Circolare M.P.E.C M.P.E.C. 2007-P51                                Issued 2007 Aug. 14, 11:01 UT The Minor Planet Electronic Circulars contain information on unusual minor planets and routine data on comets                                   2007 PU11   Observations:       K07P11U  C2007 06 26.40074 23 02 16.04 +13 05 10.4          19.2 V EP051703       K07P11U  C2007 06 26.40641 23 02 16.65 +13 05 15.5          19.8 V EP051703       K07P11U  C2007 06 26.41207 23 02 17.12 +13 05 21.7          19.4 V EP051703       K07P11U  C2007 06 26.41774 23 02 17.55 +13 05 28.2          20.5 V EP051703       K07P11U* C2007 08 13.32247 00 18 43.75 +25 02 24.2          17.8   EP051704       K07P11U  C2007 08 13.33430 00 18 44.92 +25 02 32.7          17.8   EP051704       K07P11U  C2007 08 13.34636 00 18 46.13 +25 02 42.1          18.3   EP051704       K07P11U  C2007 08 13.35806 00 18 47.30 +25 02 50.9          17.9   EP051704       K07P11U  C2007 08 13.36955 00 18 48.38 +25 02 59.4          18.1   EP051704       K07P11U  C2007 08 13.86856 00 19 40.59 +25 09 05.8          17.8 V EP051B33       K07P11U  C2007 08 13.87521 00 19 41.25 +25 09 10.8          17.8 V EP051B33       K07P11U  C2007 08 13.88492 00 19 42.21 +25 09 18.0          17.7 V EP051B33       K07P11U  C2007 08 13.89390 00 19 43.18 +25 09 25.1          18.0 V EP051B33       K07P11U  C2007 08 13.90478 00 19 44.26 +25 09 32.6          18.3 V EP051595       K07P11U  C2007 08 13.90960 00 19 44.72 +25 09 36.7          18.8 V EP051595       K07P11U  C2007 08 13.94295 00 19 48.11 +25 10 01.1          17.8 R EP051046 Observer details: 046 Klet.  Observers M. Tichy, M. Honkova, J. Ticha.  Measurer M. Tichy.     0.57-m f/5.2 reflector + CCD. 470 Ceccano.  Observer G. Masi.  0.28-m f/5 reflector + CCD. 595 Farra d'Isonzo.  Observers G. Lombardi, E. Pettarin, F. Piani,     L. Bittesini.  Measurer G. Lombardi.  0.40-m f/4.5 reflector + CCD. 620 Observatorio Astronomico de Mallorca.  Observers F. Novoselnik,     D. Bektesevic, A. Galant, T. Pelko, A. Gruic, S. Cikota.  0.30-m f/9     Schmidt-Cassegrain + CCD. 703 Catalina Sky Survey.  Observer A. R. Gibbs.  Measurers E. C. Beshore,     A. Boattini, G. J. Garradd, A. R. Gibbs, A. D. Grauer, R. E. Hill,     R. A. Kowalski, S. M. Larson, R. H. McNaught.  0.68-m Schmidt + CCD. 704 Lincoln Laboratory ETS, New Mexico.  Observers M. Bezpalko, D. Torres,     R. Kracke, G. Spitz, J. Kistler.  Measurers J. Stuart, S. Scruggs.  1.0-m     f/2.15 reflector + CCD. B33 Libbiano Observatory, Peccioli.  Observers P. Bacci, F. Biasci, E. R,     P. Piludu.  Measurer P. Bacci.  0.5-m f/10 Ritchey-Chretien + CCD. H06 RAS Observatory, Mayhill.  Observer R. Ligustri.  0.25-m f/3.4 reflector     + CCD. Esempio di circolare di conferma asteroide tipo NEO Orbital elements: 2007 PU11                                                Earth MOID = 0.2797 AU Epoch 2007 Oct. 27.0 TT = JDT 2454400.5                 MPC M 358.41160              (2000.0)            P               Q n   0.20414374     Peri.  194.59905     +0.73807364     -0.66526811 a   2.8565731      Node   208.12433     +0.64051360     +0.74327498 e   0.5563148      Incl.   13.81255     +0.21210759     +0.07043186 P   4.83           H   16.4           G   0.15           U   8 Residuals in seconds of arc 070626 703  0.5-  0.6-    070813 B33  0.3+  0.4+    070813 046  0.3+  0.3+ 070626 703  1.0+  0.8-    070813 B33  0.2-  0.2+    070813 046  0.1+  0.1+ 070626 703  0.4+  0.1+    070813 B33  0.5+  0.5+    070813 046  0.3+  0.1+ 070626 703  0.7-  1.3+    070813 595  0.5+  0.1-    070813 620  0.4-  0.4- 070813 704  0.3+  0.3+    070813 595  0.1+  0.4+    070813 620  0.2+  0.9- 070813 704  0.2+  0.2-    070813 046  0.5+  0.0     070814 470  0.2-  0.2+ 070813 704  0.3+  0.0     070813 046  0.1+  0.1+    070814 470  0.2-  0.1+ 070813 704  0.4+  0.0     070813 046  0.2+  0.1-    070814 470  0.1+  0.2+ 070813 704  0.4-  0.2-    070813 046  0.0   0.4-    070814 H06  0.3+  0.0 070813 B33  0.7+  0.4+    070813 620  0.1-  0.3-


RESIDUAL O-C :RESIDUAL O-C O-C = Osservato – Calcolato = Residual Principali fattori di errori nelle misure: Non perfetto allineamento del capo stellare Cataloghi stellari (per allineamento wcs) Basso SNR Inseguimento non perfetto Messa a fuoco Errato stack delle immagini Vicinanza ad altri oggetto Seeing Tempo: errata sincronizzazione Vedasi punti stellari sito www.astrofilialtavaldera.com sez. Asteroidi


Affollamento :Affollamento Alcuni oggetti sono veramente difficile da identificare, in particolar modo se si trovano all’interno di un campo stellare troppo affollato. In questa caso la conoscenza dell’esatta posizione ricavata dalle effemeridi è fondamentale per la sua identificazione. Nell’immagine asteroide 2004 ST9 ripreso la sera del 16/08/2007 quando aveva una mag di 18.3


VERY FAST OBJECT :VERY FAST OBJECT 2006 VV2 20 immagini da 2” steep 17” Distanza dalla terra 0,02 UA Mag. 10.2 Motion 60”/min 30/03/2007


VERY FAST OBJECT :VERY FAST OBJECT 2007 TU24 23 immagini 10” ciascuna Distanza dalla terra 527.000 km Mag 12.2 Motion 145.45”/min 28/01/2008


VERY FAST OBJECT :VERY FAST OBJECT (4450) PAN 16 immagini 14” ciascuna Distanza dalla terra 0.04082 UA Mag 12.8 Motion 9.26”/min 2008-02-12 10/02 – 12/02


VERY FAST OBJECT :VERY FAST OBJECT 6R10DB9 2006 RH120 19 immagini 10” ciascuna Distanza dalla terra 527.000 km Mag 18.8 Motion 20”/min 20/06/2007


Nuovo asteroide :Nuovo asteroide … e nel caso in cui nel nostro campo stellare individuiamo un oggetto non previsto… Prima di esultare per una nuova scoperta dobbiamo accertarsi: Che non si tratti di un satellite artificiale Verificare se l’oggetto è conosciuto Effettuare più riprese


Check mpc :Check mpc Dalla Home page del MPC selezioniamo “identifying object” Una serie di opzioni ci permettono di accedere a form per verificare se il nostro “nuovo oggetto” è archiviato nei database del MPC Inserendo le nostre misure ci verrà indicato quali oggetti conosciuti sono in prossimità del campo da noi inquadrato


Asteroide X :Asteroide X Quando inviamo una misura al MPC possiamo indicare il nome o la designazione dell’oggetto. In alternativa possiamo dare un nome provvisorio all’oggetto osservato indipendentemente che sia conosciuto (numerato o designato) oppure appena scoperto. La designazione è facoltativa per Libbiano utilizziamo: HCL001 Per il primo asteroide misurato del 2008. HCL001 2008 01 01.86856 00 19 40.590 +25 09 05.80 17.8 V B33


Responso :Responso HCL001 (14964 HCL002 K08A18T HCL003 (K02X04Y HCL005 (HCL004 HCL004 (J99A08H Utilizzando un proprio codice il MPC ci invierà un email di risposta, Se l’oggetto da noi misurato è conosciuto prima del nome o designazione vi sarà una parentesi ( se l’oggetto è da noi scoperto verrà indicato solo la designazione.


FINE :FINE Associazione Astrofili Alta Valdera www.astrofilialtavadera.com