latex
نُقَدِّم قياسات سبيكل جديدة لموقع Linus، القمر الصناعي للكويكب (22) Kalliope، والتي تم الحصول عليها باستخدام تلسكوب C2PU-Epsilon بقطر 1 متر في Plateau de Calern، فرنسا. أُجريت الملاحظات في النطاق المرئي باستخدام كاميرا السبيكل PISCO. حصلنا على 122 قياسًا في فبراير - مارس 2022 وأبريل 2023، بمتوسط دقة يقترب من 10 ميلي ثانية قوسية للفصل الزاوي.
يُصنَّف الكويكب الرئيسي (22) كاليوبي على أنه من النوع M، ويُعتقد أنه مرتبط بنيزك الحديد (1989aste.conf.1139T, 2022A&A...665A..26M). لديه رفيق صغير يُدعى لينوس، تم اكتشافه عام 2001 (Merline2001, Margot2001) باستخدام البصريات التكيفية على التلسكوبات الأرضية الكبيرة (3.6m CFHT و10m Keck). منذ عام 2001، تم قياس مواضع لينوس فلكيًا بواسطة عدة مؤلفين باستخدام تقنيات مختلفة (التصوير بالبصريات التكيفية، الاحتجاب النجمي، التداخل النقطي)، مما أدى إلى تجميع 188 قياسًا (Ferrais2022). دُرس مدار لينوس بواسطة مؤلفين وطرق مختلفة مع زيادة عدد وجودة القياسات المتاحة (2008Icar..196..578D, 2008Icar..196...97M, Vachier2012). نُشر أحدث تحليل، على أكبر مجموعة من الملاحظات، بواسطة (Ferrais2022)، باستخدام خوارزميتين مختلفتين لتناسب المدار، (Vachier2012) و(2021A&A...653A..56B). على الرغم من أن شكل (22) كاليوبي مُنمذج جيدًا وغير كروي بشكل كبير، فإن المدار الذي وجده هؤلاء المؤلفون متوافق مع حركة كبلرية بحتة، مما يشير إلى أن كاليوبي قد يكون له باطن متمايز (Ferrais2022). المدار متوافق أيضًا مع نموذج متعدد الأقطاب لشكل (22) كاليوبي، مما يشير إلى تكوين متجانس (Ferrais2022). ونظرًا لأن البنية الداخلية لـ (22) كاليوبي غير واضحة حاليًا، فإن مراقبة مدار لينوس تثير اهتمامًا كبيرًا لأن ديناميكيات النظام على المدى الطويل قد تكشف عن اضطرابات صغيرة بسبب البنية الداخلية لكاليوبي.
في هذه الدراسة، نقدم ملاحظات نقطية جديدة لكاليوبي باستخدام تلسكوب إبسيلون (قطر 104 سم) التابع لمركز التعليم الكوكبي والكوني (C2PU) الواقع في موقع المراقبة كاليرن (مرصد كوت دازور، فرنسا، رمز الاتحاد الفلكي الدولي: 010). يُجهز هذا التلسكوب بكاميرا التداخل النقطي للحدقة والكورونوغراف (PISCO) التي توفر ملاحظات عالية الدقة في النطاق المرئي. تم وصف الأدوات في (Scardia2019). على مدى الثلاثين عامًا الماضية، أنتجت PISCO آلاف القياسات الفلكية للنجوم الثنائية بدقة ميلي ثانية قوسية. أصغر فصل زاوي يمكن الوصول إليه هو حوالي 130 ميلي ثانية قوسية (mas) والحد الأقصى للقدر الظاهري هو \(V\simeq 15\) (للمكون الأكثر خفوتًا من الثنائي) في ظروف رؤية جيدة (أي قيمة رؤية أقل من 1 ثانية قوسية).
أُجريت الملاحظات بين ديسمبر 2021 وأبريل 2023. تزامنت هذه الفترة مع ظروف استثنائية لرؤية كاليوبي في كاليرن، حيث كان في المعارضة وفي أقصى انحراف (\(\delta\simeq +34^\circ\) في بداية 2022). الزوج كاليوبي-لينوس هدف صعب للتصوير النقطي على تلسكوب بقطر 1.04 متر بسبب قدره الظاهري (\(V > 11\)) والفارق الكبير في القدر مع قمره (\(\Delta V\simeq 4\)). غالبًا ما يكون خارج حدود أدواتنا، ولكن خلال الفترة 2021-2023، كان القدر الظاهري \(V\simeq 11\) والفصل الزاوي المتوقع (100 mas \(< \rho <\) 700 mas) جعله متاحًا لـ PISCO وقمنا بمحاولات الرصد.
أُجريت أربع جولات رصد خلال 30-31 ديسمبر 2021؛ 10-20 فبراير 2022؛ 21-25 مارس 2022 و5-19 أبريل 2023. أعطت الجولة الأولى 19 قياسًا فلكيًا لموقع لينوس بالنسبة لكاليوبي تم نشرها في (Ferrais2022)، وهي بالفعل أول ملاحظات ناجحة للزوج كاليوبي-لينوس باستخدام PISCO. هذا يجعل C2PU أصغر تلسكوب قام بقياس فلكي مباشر لقمر كويكب. نقدم هنا نتائج الجولات الثلاث الأخرى للرصد والقياسات الفلكية للينوس.
أُجريت الملاحظات باستخدام جهاز PISCO المزود بمستشعر EMCCD مضاء من الخلف من ANDOR (iXon Ultra 897 في عام 2022، iXon Ultra 888 في عام 2023). يوفر مكعبات تحتوي على \(\sim 15\, 000\) صورة ملتقطة بزمن تعرّض قصير لتجميد الاضطرابات الجوية. سُجلت الصور بدون مرشح في كامل النطاق المرئي (الطول الموجي المركزي \(\lambda = 550\)nm، عرض النطاق \(\Delta\lambda= 500\)nm) بزمن تعرّض قدره 100 ميلي ثانية. هذه القيمة لزمن التعرض طويلة جدًا بالنسبة لبيانات البقع، والتي عادة ما تكون بحجم زمن التماسك، والذي يكون عادة 5-20ms، ولكن تم اختيارها كحل وسط بين نسبة الإشارة إلى الضوضاء المنخفضة لإطارات التعرض القصيرة وفقدان المعلومات الناتج عن الاضطرابات في الصور طويلة التعرض. كانت العينة المكانية 54.8\(\pm\)0.4 ميلي ثانية قوسية/بكسل في عام 2022، و44.3\(\pm\)0.3 ميلي ثانية قوسية/بكسل لجولة عام 2023.
لكل قياس، تم رصد نجم مرجعي قريب بنفس درجة سطوع كاليوبي (أو أكثر إشراقًا قليلاً). تمت معالجة البيانات عبر تقنية تداخل البقع لابيري (Labeyrie70). أسفرت هذه النتائج عن وظائف رؤية ثنائية الأبعاد والترابط الذاتي (AC)، كما هو موضح في . يُظهر AC قمة مركزية مشرقة واثنتين أصغر. تعطي مواقع هذه القمم الثانوية متجه الموقع للرفيق، وتم قياسها ببرنامج تفاعلي قام بتركيب وطرح الخلفية المتبقية (Scardia2007). ومع ذلك، هناك غموض بمقدار 180 درجة لأن القمتين الثانويتين متماثلتان. يتطلب حل هذا الغموض استخدام تقنيات بقع بديلة (Aristidi97, Bagnuolo88, KnoxThomson74) التي لم تكن فعالة هنا بسبب نسبة الإشارة إلى الضوضاء المنخفضة للرؤية. بدلًا من ذلك، قارنا المواقع الملحوظة بالمتوقعة واخترنا الأقرب.
أُجريت ما مجموعه 151 ملاحظة للنظام، منها 122 كانت ناجحة وقدمت قياسات فلكية دقيقة للينوس. كان موقع كاليوبي في السماء مثاليًا (كتلة الهواء أقل من 1.5 في معظم الأوقات)، لكننا واجهنا فترات من الرياح القوية ورؤية سيئة (أكبر من 2 ثانية قوسية) مما جعل اكتشاف لينوس صعبًا أو أحيانًا مستحيلًا. أيضًا في فبراير 2022 (وبداية أبريل 2023) كنا قريبين من القمر البدر وأثر الخلفية السماوية العالية على رصد الرفيق.
يتم تقديم القياسات الفلكية الدقيقة للينوس بالنسبة لكاليوبي في فبراير-مارس 2022 وأبريل 2023 في . الشك الرسمي المتوسط على تحديد موقع لينوس هو من النظام 10mas (\(\simeq\) 0.2 بكسل). يأتي هذا الشك من تحديد مراكز قمم الترابط الذاتي (Scardia2007). لاحظ أن قرص كاليوبي لم يكن محلولًا في وقت الملاحظات (القطر الزاوي \(\le\)100 mas).
نقدم في بقايا القياسات مع التنبؤات من المدار الكبلري الذي قدمه (Ferrais2022). القيم المتوسطة الحسابية هي \(\langle X_{O-C}\rangle=-2.6\)mas و\(\langle Y_{O-C}\rangle=-1.8\)mas، مع \(X\) و\(Y\) تمثل الإحداثيات الفارقية “لينوس ناقص كاليوبي” على طول خط الاستواء والميل، على التوالي، والمؤشرات \(O\) و\(C\) تمثل المواقع الملحوظة والمحسوبة. هذه القيم أصغر بكثير من عدم اليقين في القياس، مما يدل على توافق جيد جدًا بين حل المدار الذي قدمه (Ferrais2022) وهذه الملاحظات الجديدة. التشتت (الانحراف المعياري) لهذه البقايا هو \(\sigma_{X,O-C}=17.9\)mas و\(\sigma_{Y,O-C}=13.8\)mas. قد تبدو هذه القيم كبيرة مقارنة ببقايا RMS المنشورة في الجدول 2 من (Ferrais2022). ومع ذلك، فإن معظم القياسات المدرجة في تلك الورقة أُجريت باستخدام تلسكوبات من فئة 8m. تظل البقايا المقدمة هنا، مع ذلك، أصغر بكثير من الدقة الزاوية لتلسكوب 1m في النطاق المرئي (130mas) ومقياس البكسل (\(\sim\)45-50mas/بكسل).
تُظهر المواقع المقاسة \(X\) و\(Y\) مع قوس المدار المتوقع بواسطة الجدول الزمني، لجولات 2022 و2023. في عام 2022، رُئي المدار تحت زاوية صغيرة من مستواه ولم يتم حل الزوج عندما كان لينوس قريبًا من الحضيض (الفصل الزاوي \(\simeq\) 100mas). لذلك، أُجريت معظم قياسات 2022 عندما كان لينوس قريبًا من أقصى فصله الزاوي. في عام 2023، رُئي المدار تقريبًا من القطب وكان القياس الفلكي أسهل، حيث كان الفصل الزاوي ثابتًا. يتناسب المدار جيدًا مع نقاط البيانات في اتجاه \(Y\) (الميل). التوافق في اتجاه \(X\) (خط الاستواء) جيد أيضًا، رغم ملاحظة بعض الاختلافات خلال جولة مارس 2022 (وهذا هو سبب أن الانحراف المعياري للبقايا أكبر في \(X\) منه في \(Y\)). قد تكون ناتجة عن شوائب في وظائف AC للبقع: شدة القمم الثانوية لـ AC ضعيفة جدًا ويمكن أن تتلوث بالضوضاء. من الممكن أيضًا أن يحتاج حل المدار إلى تحسين، لكن هناك حاجة إلى مزيد من الملاحظات في المستقبل. ستتوفر ظروف مواتية لرصد كاليوبي في نصف الكرة الشمالي، مع ارتفاع عالٍ، مرة أخرى في 2026، 2031، وتقريبًا كل 5 سنوات في المستقبل.
نُقَدِّم ملاحظات فلكية جديدة للقمر لينوس، القمر الصناعي لـ (22) كاليوبي، من خلال التداخل الضوئي باستخدام تلسكوب C2PU بقطر 1.04 متر. تُكمل مجموعة بياناتنا المكونة من 122 قياسًا المواقع المنشورة البالغ عددها 188 للينوس (Ferrais2022)، وتضيف 16 شهرًا إلى التغطية الزمنية. النتائج متوافقة مع الحل الفلكي المنشور، مع متوسط بقايا أقل من 3mas.
مراقبة قمر صناعي لكويكب باستخدام تلسكوب بقطر 1m هو تحدٍ كبير. ومع ذلك، فإنه ممكن، مما يشجعنا على محاولة المزيد من الملاحظات في المستقبل. الفائدة الرئيسية من استخدام تلسكوب صغير مثل C2PU هي إمكانية المراقبة لفترات طويلة من الزمن وإجراء مراقبة مستمرة للقياسات الفلكية للكويكبات الثنائية. في حالة (22) كاليوبي، يفتح هذا إمكانية دراسة ديناميكياته على المدى الطويل لتقييد بنيته الداخلية بشكل أفضل.
يود المؤلفون أن يشكروا P. Tanga من مختبر لاغرانج، مرصد كوت دازور، للسماح لنا باستخدام كاميرا Andor iXon Ultra 897 مع PISCO. الشكر موصول أيضًا إلى F. Vachier من IMCCE، (مرصد باريس) للمناقشات المفيدة حول الحل الفلكي، وإلى D. Bonneau (مرصد كوت دازور) على اقتراحاته حول المخطوطة. استخدمت هذه البحوث أدوات المرصد الافتراضي 1 (2009-EPSC-Berthier) و2 (2023A&A...671A.151B) و3، وحزمة برمجيات أساسية مطورة من قبل المجتمع ونظام بيئي من الأدوات والموارد لعلم الفلك (astropy:2013, astropy:2018, astropy:2022). شكرًا لجميع المطورين والمحافظين.
البيانات الأساسية لهذه المقالة متاحة في المقالة (الجدول 1).