ВЗАИМНЫЕ ПОКРЫТИЯ И ЗАТМЕНИЯ
ГАЛИЛЕЕВЫХ СПУТНИКОВ ЮПИТЕРА
В 2002-2003 ГОДАХ

Н.В. Емельянов

Общая информация о явлениях
Эфемериды
Руководство к наблюдениям
Литература

       Фотометрические наблюдения взаимных покрытий и затмений естественных спутников планет являются эффективным средством получения новых астрометрических данных, служащих уточнению теории движения спутников. Характеристики этих редких явлений, особенности их наблюдений и ранее полученные результаты описаны в работах (Arlot, 1992; Arlot, 1997; Емельянов, 1996a; Емельянов, 1997; Емельянов, 1998; Емельянов, 2000a; Emelianov, 2000b). Взаимные покрытия и затмения Галилеевых спутников Юпитера происходят эпохами длительностью около 9 месяцев. Эпохи следуют с интервалом 6 лет. Особенности явлений и ценность результатов их наблюдений вызывают необходимость проведения международных кампаний фотометрических наблюдений.
       Очередной период наблюдений взаимных покрытий и затмений Галилеевых спутников Юпитера наступит в октябре 2002 года и закончится в июне 2003 года. Данная эпоха будет благоприятной для наблюдений спутников Юпитера благодаря большому склонению Юпитера (16 - 19 градусов). Несколько явлений произойдут и вне этого интервала, но условия их наблюдений будут неудовлетворительными из-за видимой близости Юпитера к Солнцу. Светимость Галилеевых спутников Юпитера составляет 4 - 5 звездных величин.
       На основе теории движения Галилеевых спутников Юпитера (Lieske, 1998) с помощью специальной вычислительной программы (Емельянов, 1996b) были получены эфемериды взаимных покрытий и затмений на очередную эпоху 2002-2003 гг. Согласно вычислениям в период с 30 мая 2002 г. по 19 марта 2004 г. произойдут 250 взаимных покрытий и 171 взаимное затмение Галилеевых спутников. В благоприятный для наблюдений период с 1 октября 2002 г. по 30 июня 2003 г. произойдут 345 явлений. Были предвычислены также так называемые аннулирующие явления, когда происходят видимые сближения двух спутников или сближения одного спутника и тени от другого спутника на очень малые расстояния. На самом деле в этих случаях также могут наблюдаться спады яркости спутников, которые не были предсказаны из-за ошибок теории, на которой основаны эфемериды. Поэтому аннулирующие явления также следует наблюдать. Аннулирующими покрытиями мы считали случаи, когда видимое взаимное расстояние между центрами спутников заключалось в интервале от 1 до 1.2 суммы радиусов спутников. Аналогичное условие принималось для аннулирующих взаимных затмений. На период с 1 октября 2002 г. по 30 июня 2003 г. предвычислены 57 аннулирующих явлений. В итоге в этот период всего следует наблюдать 402 явления.
       Поскольку длительность каждого взаимного покрытия или затмения спутников составляет несколько минут, только около 30 % всех явлений могут наблюдаться на одной обсерватории. Поэтому эфемериды явлений нужно вычислять для каждой обсерватории отдельно. Для каждого явления должны быть определены условия видимости спутников на данной обсерватории.
       Для ряда обсерваторий эфемериды рассматриваемых явлений были вычислены автором и переданы наблюдателям. Их можно получить для любой обсерватории. Запросы на вычисление эфемерид можно посылать автору данного сообщения по электронному адресу emelia@sai.msu.ru . При этом следует указать приближенные координаты обсерватории.
       Методика наблюдений взаимных покрытий и затмений Галилеевых спутников должна предусматривать следующие условия. Для ряда моментов времени в процессе взаимного покрытия или затмения фиксируется суммарная яркость двух спутников. В случае взаимного затмения может фиксироваться отдельно яркость только затмеваемого спутника. Может измеряться величина светового потока в относительных единицах или светимость в звездных величинах. Абсолютные значения яркости не требуются. Моменты измерений должны следовать так часто, как только возможно. Интервалы между измерениями не должны превышать 10 с. Моменты измерений должны отсчитываться в шкале всемирного координированного времени (UTC) с точностью не хуже 0.2 с. Измерения следует начинать за 5-10 минут до начала предвычисленного явления и продолжать столько же времени после конца явления. Результаты измерений должны снабжаться подробным описанием того, какая именно величина измерялась при фотометрии спутников. Данные для калибровки измерений необходимо прилагать отдельно.
       Свет от спутников прежде, чем попасть в фотоприемник, проходит через атмосферу Земли и оптические устройства телескопа. Туда же попадает также свет фона неба и свет от планеты, рассеиваемый в аппаратуре. Пусть S - плотность светового потока, приходящего от спутников. Обозначим через E фотометрический отсчет фотоприемника. Эти две величины связаны соотношением

E = K S + P ,

где K и P - постоянные параметры, которые могут определяться из самих наблюдений. Они могут иметь различные значения для разных явлений. Однако очень важно организовать наблюдения так, чтобы параметры K и P действительно оставались постоянными в пределах одного явления. Препятствием к выполнению этого условия может оказаться, например, изменение рассеянного света от планеты из-за перемещений планеты относительно оптической оси телескопа.
       Значительная часть рассматриваемых явлений может наблюдаться только на обсерваториях России. Поэтому участие российских наблюдателей во всемирных кампаниях наблюдений спутников планет помогает "спасти" до 20 % ценных астрометрических данных.
       Отметим, что фотометрические наблюдения Галилеевых спутников Юпитера можно проводить с помощью весьма скромных телескопов и фотоприемников. Примером могут служить визуальные наблюдения, выполненные посредством телескопа диаметром 7 см в обсерватории Воронежского государственного университета. Точность астрометрических данных, выведенных из этих наблюдений, оказалась сравнимой с точностью наблюдений, выполненных с помощью телескопов диаметром 60 см и ПЗС-фотоприемников (Emelianov, 2000b).
       По вопросам организации фотометрических наблюдений взаимных покрытий и затмений спутников планет можно консультироваться в одном из учреждений, в которых обрабатываются результаты таких наблюдений. Это парижский Институт небесной механики и вычисления эфемерид (http://www.bdl.fr) и Отдел небесной механики ГАИШ МГУ (http://lnfm1.sai.msu.ru/neb , e-mail: emelia@sai.msu.ru).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

• Arlot J.-E., Thuillot W., Barroso J. Jr. et al. A catalogue of the observations of the mutual phenomena of the Galilean satellites of Jupiter made in 1985 during the PHEMU85 campaign.  Astron. Astrophys. Suppl. Ser. 1992. V. 92. P. 151-205.

• Arlot J.-E., Ruatti C., Thuillot W. et al. A catalogue of the observations of the mutual phenomena of the Galilean satellites made in 1991 during the PHEMU91 campaign. Astron. Astrophys. Suppl. Ser. 1997. V. 125. N. 1. P. 399-405.

• Емельянов Н.В. Взаимные покрытия и затмения в системе Галилеевых спутников Юпитера в 1997-1998 годах.  Астрономический вестник. 1996a. Т. 30. N. 5. С. 413-421.

• Емельянов Н.В. Новое средство для эфемеридного обеспечения спутников планет.  Письма в Астрономический журнал. 1996b. Т. 22. N. 2. С. 153-156.

• Емельянов Н.В. Необычные явления в системах спутников планет. Земля и Вселенная. 1997. N. 3. С. 13-20.

• Емельянов Н.В., Вашковьяк С.Н. Взаимные затмения и покрытия естественных спутников - источник данных о Солнечной системе. Известия Академии наук. Серия физическая. 1998. Т. 62. N. 9. С. 1893-1897.

• Емельянов Н.В Определение планетоцентрических положений спутников планет из фотометрии их взаимных покрытий и затмений. Астрономический вестник. 2000а. Т. 34. N. 3. С. 145-154.

• Emelianov N.V., Berejnoi A.A., Vashkovjak S.N. et al. Mutual positions of the galilean satellites of Jupiter from photometric observations during their mutual occultations and eclipses in 1997. Astron. Astrophys. Suppl. Ser. 2000b. V. 141. N. 3. P. 433-447.

• Lieske J. H. Galilean satellite ephemerides E5. Astron. Astrophys. Suppl. Ser. 1998. V. 129. P. 205-217.

10 сентября 2001 г.