Спектральные классы астероидов

Спектральный класс астероидов присваивается астероидам на основе их спектра отражения , цвета и иногда альбедо . Считается, что эти типы соответствуют составу поверхности астероида. Для малых тел, которые не дифференцированы внутренне , поверхность и внутренний состав предположительно схожи, тогда как известно, что крупные тела, такие как Церера и Веста , имеют внутреннюю структуру. За прошедшие годы был проведен ряд исследований, в результате которых был создан набор различных таксономических систем, таких как классификации Толена , SMASS и Bus-DeMeo . ^{[ 1 ]}

Таксономические системы

В 1975 году астрономы Кларк Р. Чепмен , Дэвид Моррисон и Бен Зеллнер разработали простую таксономическую систему астероидов, основанную на цвете , альбедо и спектральной форме . Три категории были обозначены « C » для темных углеродистых объектов, « S » для каменных (кремнистых) объектов и «U» для тех, которые не вписывались ни в C, ни в S. ^{[ 2 ]} Это базовое разделение спектров астероидов с тех пор было расширено и уточнено. ^{[ 3 ]} В настоящее время существует ряд классификационных схем, ^{[ 4 ]} и хотя они стремятся сохранить некоторую взаимную согласованность, довольно много астероидов рассортированы по разным классам в зависимости от конкретной схемы. Это связано с использованием разных критериев для каждого подхода. Ниже описаны две наиболее широко используемые классификации:

Обзор Толена и SMASS

Сводка таксономических классов астероидов ^{[ 5 ]}^{: Таблица 2}
Толен Класс	СМИСИИ (класс автобуса)	Альбедо	Спектральные особенности
А	А	умеренный	Очень крутой красный наклон ниже 0,75 мкм; умеренно глубокая особенность поглощения вдоль длины 0,75 мкм.
Б , Ф	Б	низкий	Линейные, обычно безликие спектры. Различия в особенностях поглощения УФ-излучения и наличии/отсутствии узкого участка поглощения вблизи 0,7 мкм.
С , Г	C, Cb, Ch, Cg, Chg	низкий	Линейные, обычно безликие спектры. Различия в особенностях поглощения УФ-излучения и наличии/отсутствии узкого участка поглощения вблизи 0,7 мкм.
Д	Д	низкий	Относительно безликий спектр с очень крутым красным наклоном.
Э , М , П	Х , Хс, Хе, Хк	с низкого (P) очень высокий (Е)	В целом безликий спектр с красноватым уклоном; различия в тонких характеристиках поглощения и/или спектральной кривизне и/или пиковом относительном коэффициенте отражения.
вопрос	вопрос	умеренный	Красноватый наклон ниже 0,7 мкм; глубокая, округлая полоса поглощения длиной 0,75 мкм.
Р	Р	умеренный	Умеренный красноватый наклон вниз 0,7 мкм; глубокое поглощение в длину 0,75 мкм.
С	С, Сб, Ск, Сл, Кв, Ср	умеренный	Умеренно крутой красноватый наклон вниз 0,7 мкм; поглощение от умеренного до крутого в длину 0,75 мкм; пик отражения при 0,73 мкм. Подгруппы автобусов, промежуточные между классами S и A, K, L, Q, R.
Т	Т	низкий	Умеренно красноватый, короче 0,75 мкм; квартира потом.
V	V	умеренный	Красноватый короче 0,7 мкм; чрезвычайно глубокое поглощение в длину 0,75 мкм.
—	К	умеренный	Умеренно крутой красный наклон ниже 0,75 мкм; максимум с плавным углом и от плоского до голубоватого цвета в длину на 0,75 мкм, с небольшой кривизной или без нее.
—	Л , Лд	умеренный	Очень крутой красный наклон ниже 0,75 мкм; плоский в продольном направлении 0,75 мкм; различия в пиковом уровне.
—	ТО	—	Своеобразная тенденция, известная до сих пор для очень немногих астероидов.

Классификация S3OS2

( Спектроскопический обзор малых объектов Солнечной системы S ³ТЫ ² или S3OS2, также известная как классификация Лаззаро ) наблюдала 820 астероидов, используя бывший 1,52-метровый телескоп ESO в обсерватории Ла Силья в 1996–2001 годах. ^{[ 1 ]} В этом исследовании к наблюдаемым объектам применялась таксономия Толена и Буса-Бинзеля (SMASS), многие из которых ранее не были классифицированы. Для классификации, подобной Толену, исследование ввело новый «тип Саа», который показывает широкую полосу поглощения, связанную с водным изменением поверхности тела. Класс Саа соответствует С-типу Толена и гидратированному Ch-типу SMASS ( включая некоторые Cgh-, Cg- и C-типы) и присвоен 106 телам или 13% обследованных объектов. Кроме того, S3OS2 использует K-класс для обеих классификационных схем, тип которого не существует в исходной таксономии Толена. ^{[ 1 ]}

Классификация Автобуса – ДеМео

Классификация Баса-ДеМео — это таксономическая система астероидов, разработанная Франческой ДеМео , Шелте Басом и Стивеном Сливаном в 2009 году. ^{[ 6 ]} Он основан на характеристиках спектра отражения 371 астероида, измеренных на длине волны 0,45–2,45 микрометра. Эта система из 24 классов представляет новый тип «Sv» и основана на анализе главных компонентов в соответствии с таксономией SMASS, которая сама основана на классификации Толена. ^{[ 6 ]}

Классификация Толена

Наиболее широко используемая таксономия — таксономия Дэвида Дж. Толена , впервые предложенная в 1984 году. Эта классификация была разработана на основе широкополосных спектров (между 0,31 мкм и 1,06 мкм), полученных в ходе Восьмицветного обзора астероидов ( ECAS ) в 1980-х годах, в в сочетании с альбедо . измерениями ^{[ 7 ]} Первоначальная формулировка основывалась на 978 астероидах. Схема Толена включает 14 типов, причем большинство астероидов попадают в одну из трех широких категорий, а также несколько более мелких типов (см. также § Обзор Толена и SMASS выше) . Типы, самые большие экземпляры которых указаны в скобках:

C-группа

Астероиды группы C представляют собой темные углеродистые объекты. Большинство тел в этой группе относятся к стандартному C-типу (например, 10 Гигея ), и несколько «более яркому» B-типу ( 2 Паллада ). F -тип ( 704 Interamnia ) и G-тип ( 1 Церера Гораздо реже встречаются ). Другими классами с низким альбедо являются астероиды D-типа ( 624 Гектор ), обычно наблюдаемые во внешнем поясе астероидов и среди троянов Юпитера , а также редкие астероиды Т-типа ( 96 Эгл ) из внутреннего главного пояса.

S-группа

Астероиды S-типа ( 15 Евномии , 3 Юноны ) представляют собой кремнистые (или «каменистые») объекты. Другая большая группа — это каменистые V-типа ( 4 Веста ), также известные как «вестоиды», наиболее распространенные среди членов большого семейства Вестов , предположительно возникшие из большого ударного кратера на Весте. Другие небольшие классы включают астероиды A-типа ( 246 Аспорина ), Q-типа ( 1862 Аполлон ) и R-типа ( 349 Дембовска ).

X-группа

Зонтическую группу астероидов X-типа можно разделить на три подгруппы в зависимости от степени отражательной способности объекта (темная, промежуточная, яркая). Самые темные относятся к группе C, с альбедо ниже 0,1. Это «примитивные» Р-типа ( 259 Алетейя , 190 Исмена ), отличающиеся от «металлического» М-типа ( 16 Психея ) промежуточным альбедо от 0,10 до 0,30, и от яркого «энстатитового» Е-типа. астероид , чаще всего наблюдаемый среди членов семейства Венгрия в самой внутренней области пояса астероидов.

Таксономические особенности

Таксономия Толена может включать до четырех букв (например, «SCTU»). В схеме классификации используется буква «I» для обозначения «непоследовательных» спектральных данных, и ее не следует путать со спектральным типом. Примером может служить Темистийский астероид 515 Аталия , который на момент классификации был противоречивым, поскольку спектр и альбедо тела соответствовали спектру и альбедо каменистого и углеродистого астероида соответственно. ^{[ 8 ]} Когда базовый численный анализ цвета был неоднозначным, объектам присваивались два или три типа, а не только один (например, «CG» или «SCT»), при этом последовательность типов отражает порядок увеличения числового стандартного отклонения с наилучшим соответствием спектрального отклонения. тип, упомянутый первым. ^{[ 8 ]} Таксономия Толена также имеет дополнительные обозначения, добавленные к спектральному классу. Буква «U» — это уточняющий флаг, используемый для астероидов с «необычным» спектром, которые находятся далеко от определенного центра скопления при численном анализе. Обозначения «:» (одиночное двоеточие) и «::» (два двоеточия) добавляются, когда спектральные данные «зашумлены» или «очень зашумлены» соответственно. Например, марсоход 1747 Wright имеет класс «AU:», что означает, что это астероид А-типа , правда, с необычным и шумным спектром. ^{[ 8 ]}

Классификация SMASS

Это более поздняя таксономия, введенная американскими астрономами Шелте Басом и Ричардом Бинзелем в 2002 году на основе Спектроскопического исследования малых астероидов главного пояса (SMASS) 1447 астероидов. ^{[ 9 ]} Этот обзор дал спектры с гораздо более высоким разрешением, чем ECAS (см. классификацию Толена выше) , и смог разрешить множество узких спектральных особенностей. Однако наблюдался несколько меньший диапазон длин волн (от 0,44 до 0,92 мкм). Также альбедо не учитывались . Пытаясь максимально придерживаться таксономии Толена, учитывая разные данные, астероиды были отсортированы по 26 типам, указанным ниже. Что касается таксономии Толена, большинство тел попадают в три широкие категории C, S и X, а несколько необычных тел подразделяются на несколько более мелких типов (также см. § Обзор Толена и SMASS выше) :

C-группа углеродистых объектов включает астероид C-типа , наиболее «стандартный» из не-B углеродистых объектов, более «яркий» астероид B-типа, во многом перекрывающийся с типами Толен B- и F , Cb-типа, который переход между простыми объектами типов C и B и типами Cg, Ch и Cgh, которые в некоторой степени связаны с G-типом Толена . Буква «h» означает «гидратированный».
S-группа кремнистых (каменистых) объектов включает наиболее распространенный астероид S-типа , а также A- , Q- и R-типы . Новые классы включают астероиды K-типа ( 181 Eucharis , 221 Eos ) и L-типа ( 83 Beatrix ). Есть также пять классов: Sa, Sq, Sr, Sk и Sl, которые являются переходными между простым S-типом и другими соответствующими типами в этой группе.
X-группа преимущественно металлических предметов. Сюда входят наиболее распространенные астероиды X-типа , а также астероиды M, E или P-типа по классификации Толена. Xe, Xc и Xk являются переходными типами между простым X- и соответствующими E , C и K. классами
Другие спектральные классы включают T- , D- и V-типы ( 4 Весты ). Астероиды типа Ld представляют собой новый класс и имеют более экстремальные спектральные характеристики, чем типа L. астероиды К новому классу астероидов О-типа с тех пор был отнесен только астероид 3628 Божнемцова .

Было обнаружено значительное количество небольших астероидов типов Q , R и V , которые в схеме Толена были представлены лишь одним телом. В схеме SMASS Баса и Бинзеля каждому конкретному астероиду был присвоен только один тип. ^{[ нужна ссылка ]}

Индексы цвета

Характеристика астероида включает измерение его показателей цвета, полученных с помощью фотометрической системы . Это делается путем измерения яркости объекта с помощью набора различных фильтров, зависящих от длины волны, так называемых полос пропускания. В фотометрической системе UBV , которая также используется для характеристики удаленных объектов помимо классических астероидов, есть три основных фильтра:

U: полоса пропускания ультрафиолетового света (~ 320–380 нм, в среднем 364 нм).
B: полоса пропускания синего света, включая немного фиолетового (~395–500 нм, в среднем 442 нм).
V: полоса пропускания, чувствительная к видимому свету , точнее, к зелено-желтой части видимого света (~ 510–600 нм, в среднем 540 нм).

Длины волн видимого света
Цвета	фиолетовый	синий	голубой	зеленый	желтый	апельсин	красный
Длины волн	380–450 нм	450–495 нм	495–520 нм	520–570 нм	570–590 нм	590–620 нм	620–750 нм

При наблюдении яркость объекта измеряется дважды через другой фильтр. Полученная разница в величине называется индексом цвета . Для астероидов наиболее распространены индексы цвета U-B или B-V. Кроме того, индексы V-R, V-I и R-I, где фотометрические буквы обозначают видимый (V), красный (R) и инфракрасный также используются (I). Фотометрическую последовательность типа V–R–B–I можно получить из наблюдений за несколько минут. ^{[ 10 ]}

Индексы средних цветов динамических групп внешней Солнечной системы ^{[ 10 ]}^: 35
Индекс цвета	Плутин	Кубеванос	Кентавры	ООЗ	Кометы	Трояны Юпитера
B−V	0.895 ± 0.190	0.973 ± 0.174	0.886 ± 0.213	0.875 ± 0.159	0.795 ± 0.035	0.777 ± 0.091
V−R	0.568 ± 0.106	0.622 ± 0.126	0.573 ± 0.127	0.553 ± 0.132	0.441 ± 0.122	0.445 ± 0.048
V−I	1.095 ± 0.201	1.181 ± 0.237	1.104 ± 0.245	1.070 ± 0.220	0.935 ± 0.141	0.861 ± 0.090
Р-И	0.536 ± 0.135	0.586 ± 0.148	0.548 ± 0.150	0.517 ± 0.102	0.451 ± 0.059	0.416 ± 0.057

Оценка

Ожидается, что эти схемы классификации будут уточняться и/или заменяться по мере дальнейшего развития исследований. Однако на данный момент стандартом по-прежнему остается спектральная классификация, основанная на двух вышеупомянутых спектроскопических исследованиях с грубым разрешением 1990-х годов. Ученые не смогли договориться о лучшей таксономической системе, в основном из-за сложности последовательного получения подробных измерений для большой выборки астероидов (например, были бы очень полезны спектры с более высоким разрешением или неспектральные данные, такие как плотности). ^{[ нужна ссылка ]}

Корреляция с типами метеоритов

Некоторые группы астероидов коррелируют с типами метеоритов : ^{[ нужна ссылка ]}

C-тип – Углеродистые хондритовые метеориты.
S-тип – Каменные метеориты.
М-тип – Железные метеориты.
V-тип – метеориты HED

См. также

Добыча астероидов

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с Лаззаро, Д.; Анджели, Калифорния; Карвано, Дж. М.; Мотэ-Динис, Т.; Даффард, Р.; Флорчак, М. (ноябрь 2004 г.). «S3OS2: видимый спектроскопический обзор 820 астероидов» (PDF) . Икар . 172 (1): 179–220. Бибкод : 2004Icar..172..179L . дои : 10.1016/j.icarus.2004.06.006 . Проверено 22 декабря 2017 г.
^ Чепмен, ЧР; Моррисон, Д.; Зеллнер, Б. (май 1975 г.). «Поверхностные свойства астероидов - синтез поляриметрии, радиометрии и спектрофотометрии». Икар . 25 (1): 104–130. Бибкод : 1975Icar...25..104C . дои : 10.1016/0019-1035(75)90191-8 .
^ Томас Х. Бурбин: Астероиды - астрономические и геологические тела. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, 2016 г., ISBN 978-1-10-709684-4 , стр.163, Таксономия астероидов.
^ Автобус, SJ; Вилас, Ф.; Баруччи, Массачусетс (2002). «Спектроскопия астероидов в видимом диапазоне». Астероиды III . Тусон: Издательство Университета Аризоны . п. 169. ИСБН 978-0-8165-2281-1 .
^ Челлино, А.; Автобус, SJ; Дорессундирам, А.; Лаззаро, Д. (март 2002 г.). «Спектроскопические свойства семейств астероидов» (PDF) . Астероиды III : 633–643. Бибкод : 2002aste.book..633C . дои : 10.2307/j.ctv1v7zdn4.48 . Проверено 27 октября 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б ДеМео, Франческа Э.; Бинцель, Ричард П.; Сливан, Стивен М.; Автобус, Шелте Дж. (июль 2009 г.). «Расширение таксономии астероидов Автобуса в ближний инфракрасный диапазон» (PDF) . Икар . 202 (1): 160–180. Бибкод : 2009Icar..202..160D . дои : 10.1016/j.icarus.2009.02.005 . Архивировано из оригинала 17 марта 2014 года . Проверено 28 марта 2018 г. ( Каталог на PDS )
^ Толен, диджей (1989). «Таксономические классификации астероидов». Астероиды II . Тусон: Издательство Университета Аризоны. стр. 1139–1150. ISBN 978-0-8165-1123-5 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Дэвид Дж. Толен. «Таксономические классификации астероидов – Примечания» . Проверено 6 января 2019 г.
^ Бус, Шелте Дж.; Бинцель, Ричард П. (июль 2002 г.). «Фаза II спектроскопического исследования малых астероидов главного пояса. Таксономия, основанная на объектах». Икар . 158 (1): 146–177. Бибкод : 2002Icar..158..146B . дои : 10.1006/icar.2002.6856 .
^ Jump up to: ^а ^б Форназье, С.; Дотто, Э.; Эно, О.; Марзари, Ф.; Бенхардт, Х.; Де Луиза, Ф.; и др. (октябрь 2007 г.). «Видимый спектроскопический и фотометрический обзор троянцев Юпитера: окончательные результаты по динамическим семействам». Икар . 190 (2): 622–642. arXiv : 0704.0350 . Бибкод : 2007Icar..190..622F . дои : 10.1016/j.icarus.2007.03.033 . S2CID 12844258 .

Внешние ссылки

Классификация спектра астероидов с использованием таксономии Баса-ДеМео , Планетарная спектроскопия в Массачусетском технологическом институте (2017)

[Lazzaro-2004-1] Jump up to: ^а ^б ^с Лаззаро, Д.; Анджели, Калифорния; Карвано, Дж. М.; Мотэ-Динис, Т.; Даффард, Р.; Флорчак, М. (ноябрь 2004 г.). «S3OS2: видимый спектроскопический обзор 820 астероидов» (PDF) . Икар . 172 (1): 179–220. Бибкод : 2004Icar..172..179L . дои : 10.1016/j.icarus.2004.06.006 . Проверено 22 декабря 2017 г.

[Chapman-1975-2] Чепмен, ЧР; Моррисон, Д.; Зеллнер, Б. (май 1975 г.). «Поверхностные свойства астероидов - синтез поляриметрии, радиометрии и спектрофотометрии». Икар . 25 (1): 104–130. Бибкод : 1975Icar...25..104C . дои : 10.1016/0019-1035(75)90191-8 .

[3] Томас Х. Бурбин: Астероиды - астрономические и геологические тела. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, 2016 г., ISBN 978-1-10-709684-4 , стр.163, Таксономия астероидов.

[BusAsteroidsIII-4] Автобус, SJ; Вилас, Ф.; Баруччи, Массачусетс (2002). «Спектроскопия астероидов в видимом диапазоне». Астероиды III . Тусон: Издательство Университета Аризоны . п. 169. ИСБН 978-0-8165-2281-1 .

[Cellino-2002-5] Челлино, А.; Автобус, SJ; Дорессундирам, А.; Лаззаро, Д. (март 2002 г.). «Спектроскопические свойства семейств астероидов» (PDF) . Астероиды III : 633–643. Бибкод : 2002aste.book..633C . дои : 10.2307/j.ctv1v7zdn4.48 . Проверено 27 октября 2017 г.

[Bus-DeMeo-taxonomy-6] Jump up to: ^а ^б ДеМео, Франческа Э.; Бинцель, Ричард П.; Сливан, Стивен М.; Автобус, Шелте Дж. (июль 2009 г.). «Расширение таксономии астероидов Автобуса в ближний инфракрасный диапазон» (PDF) . Икар . 202 (1): 160–180. Бибкод : 2009Icar..202..160D . дои : 10.1016/j.icarus.2009.02.005 . Архивировано из оригинала 17 марта 2014 года . Проверено 28 марта 2018 г. ( Каталог на PDS )

[Tholen-1989-7] Толен, диджей (1989). «Таксономические классификации астероидов». Астероиды II . Тусон: Издательство Университета Аризоны. стр. 1139–1150. ISBN 978-0-8165-1123-5 .

[Tholen-Taxonomic-notations-8] Jump up to: ^а ^б ^с Дэвид Дж. Толен. «Таксономические классификации астероидов – Примечания» . Проверено 6 января 2019 г.

[Bus-2002-9] Бус, Шелте Дж.; Бинцель, Ричард П. (июль 2002 г.). «Фаза II спектроскопического исследования малых астероидов главного пояса. Таксономия, основанная на объектах». Икар . 158 (1): 146–177. Бибкод : 2002Icar..158..146B . дои : 10.1006/icar.2002.6856 .

[Fornasier-2007-10] Jump up to: ^а ^б Форназье, С.; Дотто, Э.; Эно, О.; Марзари, Ф.; Бенхардт, Х.; Де Луиза, Ф.; и др. (октябрь 2007 г.). «Видимый спектроскопический и фотометрический обзор троянцев Юпитера: окончательные результаты по динамическим семействам». Икар . 190 (2): 622–642. arXiv : 0704.0350 . Бибкод : 2007Icar..190..622F . дои : 10.1016/j.icarus.2007.03.033 . S2CID 12844258 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]