3.11. Показатели цвета астероидов

Различные приемники излучения, в том числе человеческий глаз, обладают различной чувствительностью к лучам различных длин волн. Человеческий глаз наиболее чувствителен к желтым и зеленым лучам, в то время как несенсибилизированная фотопластинка наиболее чувствительна к лучам синей и фиолетовой части спектра. Поэтому одно и то же светило в зависимости от цвета по‑разному воспринимается глазом и фотопластинкой. Два светила различного цвета, воспринимаемые глазом как имеющие одинаковый блеск, на фотопластинке оставляют различные изображения. Чтобы иметь возможность сравнивать между собой оценки блеска светил, получаемые с помощью разных приемников излучений, в астрономии строятся фотометрические системы, характеризующиеся набором спектральных полос и их шириной. Единственной употребляемой в настоящее время для астероидов фотометрической системой является система UBV, разработанная Х. Джонсоном и У. Морганом [Johnson, 1955]. Эта система включает три основные полосы спектра: полосу U (ультрафиолетовая, эффективная длина волны 0,365 мкм, ширина 0,068 мкм), B (синяя, эффективная длина волны 0,440 мкм, ширина 0,098 мкм) и V (визуальная, эффективная длина волны 0,550 мкм, ширина полосы 0,089 мкм). Иногда их дополняют полосами в красной R и инфракрасной IR областях спектра. Напомним, что человеческий глаз воспринимает свет в интервале длин волн приблизительно от 0,4 до 0,7 мкм при максимуме чувствительности около 0,550 мкм. Отметим также, что звездные величины светил в различных полосах системы UBV принято обозначать теми же буквами, которые используются для обозначения полосы.

На практике фотометрическая шкала UBV может быть достаточно просто реализована с помощью системы фильтров, имеющих соответствующие полосы пропускания света.

Показателями цвета (колор‑индексами) светил называют величины B‑V и U‑B, т. е. разности между звездными величинами светила в разных участках спектра. Показатели цвета могут служить характеристикой распределения энергии в спектре светила. Нуль‑пункт фотометрической шкалы UBV подобран таким образом, чтобы для звезд спектрального класса A0 значения колор‑индексов U‑B и B‑V были равны нулю. Для бело‑голубых звезд спектральных классов O и B колор‑индексы отрицательны, так как максимум излучения этих звезд смещен к ультрафиолетовому участку спектра и их звездные величины в лучах U меньше, чем в лучах B, а в лучах B меньше, чем в лучах V. Колор‑индексы звезд спектральных классов F, G, K, M, более холодных, чем звезды класса A, положительны. Солнце (спекральный класс G2) имеет колор‑индексы U‑B = +0,10 и B‑V = +0,63 [Герелс, 1974].

Если бы поверхности астероидов были абсолютно белыми, то их колор‑индексы не отличались бы от солнечных. На самом деле это не так. Тщательное определение колор‑индексов астероидов показывает, что значения B‑V лежат в пределах приблизительно от +0,6 до +0,95 звездной величины, а значения U‑V лежат в пределах от +0,7 до +1,5 звездной величины (для Солнца U‑V = +0,73). Таким образом, поверхности астероидов отличаются по своему цвету. Сопоставление колор‑индексов астероидов с альбедо их поверхностей показывает, что между теми и другими существует определенная корреляция, которая может быть использована для их классификации.

На рис. 3.25 и 3.26 хорошо заметно, что распределение колор‑индексов, как и распределение альбедо, имеет бимодальный характер. Одна группа «красноватых» астероидов, концентрирующаяся вверху справа, имеет большие значения колор‑индексов и сравнительно большие альбедо. Другая группа астероидов внизу слева имеет существенно меньшие значения колор‑индексов и небольшие по величине альбедо. Эта корреляция позволяет путем достаточно легко выполняемого определения колор‑индекса астероида получить некоторое представление о его альбедо и, следовательно, о его фотометрическом диаметре (если определены элементы орбиты и произведена оценка абсолютной звездной величины астероида). Кроме того, знание колор‑индекса, как это будет видно в дальнейшем, позволяет сделать предварительное заключение о вероятном минералогическом и композиционном составе астероида.

Рис. 3.25. Зависимость альбедо от показателя цвета B‑V [Veeder and Tedesco, 1992]

Рис. 3.26. Зависимость альбедо от показателя цвета U‑V [Veeder and Tedesco, 1992]

Добавим, что колор‑индексы АСЗ в среднем весьма близки к их значениям для астероидов Главного пояса. Так, среднее значение U‑B для АСЗ равно 0,445 ± 0,013, а B‑V = 0,856 ± 0,013, тогда как для астероидов Главного пояса соответствующие значения равны 0,453 ± 0,008 и 0,859 ± 0,006 [Binzel et al., 2002].