Krzywe fazowe planetoid przy użyciu gęstych naziemnych krzywych zmian blasku i danych z przeglądów nieba

Abstract

Streszczenie pracy w jęz. polskim (max 1400 znaków) Badanie planetoid jest kluczowe dla zrozumienia procesów formowania i ewolucji Układu Słonecznego oraz innych systemów planetarnych. Analiza krzywych fazowych pomaga określić właściwości takie jak rozmiar, albedo, cechy powierzchniowe oraz skład dla tych obiektów. Tradycyjne krzywe fazowe z gęstych obserwacji naziemnych są wysokiej jakości, ale kosztowne i czasochłonne, co ogranicza liczbę badanych planetoid (Oszkiewicz et al., 2021). Rzadkie dane z przeglądów nieba, takich jak Gaia i ATLAS, oferują obszerne pomiary fotometryczne, ale brakuje im rozdzielczości czasowej, aby teo typu dane były wystarczajace do skonstruowania dobrej jakości krzywych fazowych. W tej rozprawie opracowałem metodę łączącą gęste dane naziemne z rzadkimi danymi z przeglądów nieba w celu uzyskania wysokiej jakości krzywych fazowych (Wilawer et al., 2022; Wilawer et al., 2024).Gaia, mimo że nie jest dedykowana do obserwacji planetoid, dostarcza liczne pomiary fotometryczne dobrej jakości dla tysięcy obiektów. Korzystając z katalogu Gaia DR2 połączonego z gęstymi obserwacjami naziemnymi, określiłem okresy rotacji planetoid i stworzyłem złożone krzywe zmian blasku. Gęste dane naziemne pomogły określić kształt krzywych zmian blasku, a skalibrowane rzadkie dane z Gaia DR2 zostały poddane korekcie na amplitudę, co umożliwiło umieszczenie ich na odpowiednim miejscu na krzywej fazowej. Metoda ta umożliwiła określenie parametru nachylenia (3 krzywej fazowej dla kilkudziesięciu obiektów, pokazując poprawę w stosunku do wykorzystania tylko danych rzadkich oraz dając wyniki zgodne z literaturą. W kolejnym badaniu połączyłem dane naziemne z danymi z przeglądu nieba ATLAS, prowadzonego w dwóch szerokopasmowych filtrach. Dane z przeglądu ATLAS umożliwiły porównanie krzywych fazowych uzyskanych dla różnych długości fali. Za pomocą zmodyfikowanej metody inwersji (Muinonen et al., 2022) uzyskałem parametry Gi i G2 funkcji fotometrycznej H, Gl, G2dla kilkudziesięciu planetoid, a następnie porównałem je z albedo i typami taksonomicznymi z literatury. W wielu przypadkach, szczególnie planetoid typu S, znaleziono odrębne obszary dla Gi i G2 w obu filtrach. Zjawisko to zostało wytłumaczone w kontekście zależności kształtu krzywej fazowej od albedo i typu taksonomicznego. Większość wyników była zgodna ze znanymi typami taksonomicznymi, a w kilku przypadkach zidentyfikowałem bardziej prawdopodobne rozwiązania dla biegunów. Zaproponowałem też potencjalne klasyfikacje dla planetoid o nieznanym typie taksonomicznym. Występowanie zjawiska zależności kształtu krzywych fazowych od długości fali było najbardziej wyraźne dla planetoid typu S. W kontekście wykładniczo rosnącej ilości danych i nowych, większych przeglądów nieba, połączone wykorzystanie gęstych i rzadkich danych fotometrycznych poprawia dokładność parametrów krzywych fazowych. To podejście umożliwia dokładne określenie parametrów krzywych fazowych dla większej liczby obiektów oraz przewidywanie kompleksów taksonomicznych bez potrzeby wykonywania obserwacji spektroskopowych. Dodatkowo, stanowi cenne narzędzie do weryfikacji wyników modelowania planetoid.

Streszczenie pracy w jęz. angielskim (max 1400 znaków) The study of asteroids is essential for understanding the formation and evolution of the Solar System and other planetary systems. Analysing magnitude phase curves helps determine properties like size, albedo, surface characteristics, and composition of the objects. Traditional phase curves from dense ground-based observations are high-quality but costly and time- consuming, limiting the number of asteroids studied (Oszkiewicz et al., 2021). Sparse data from sky surveys like Gaia and ATLAS offer extensive photometric measurements but lack the temporal resolution for good phase curves on their own. This dissertation develops approaches to combine dense ground-based data with sparse sky survey data to obtain high-quality magnitude phase curves (Wilawer et al., 2022; Wilawer et al., 2024). Gaia, though not dedicated to asteroid observation, provides numerous good-quality photometric measurements for thousands of objects. Using Gaia Data Release 2 and the combined dense ground-based data, 1 determined asteroid rotation periods and created composite lightcurves. Dense ground-based data refined the lightcurve shapes, and calibrated sparse GDR2 data were adjusted for amplitudę to define phase curve points. This method allowed for the determination of the slope parameter p of the phase curve for several dozen objects, showing improvements over using sparse data alone and yielding results consistent with the literature. In another study, 1 combined ground-based data with data from the two-filter ATLAS sky survey. The ATLAS data, taken in two broad filters, enabled the comparison of the wavelength dependency on the phase curve. Using a modified inversion method (Muinonen et al., 2022), 1 obtained the parameters Gi and G2 of the photometric function H, Gi, G2 for several dozen asteroids, comparing them with albedo and taxonomic types from the literature. In many cases, particularly for S-type asteroids, distinct domains of Gi and G2 were found for both filters. This was then explained in the context of phase curve shape dependence on albedo for different taxonomic types. Most of the results were consistent with known taxonomic types, and more probable pole solutions were identified in afew cases. Likely classifications were proposed for asteroids with unknown taxonomic types. The wavelength dependence, which refers to how the observed brightness of an asteroid varies with the wavelength of light, was most clearly observed for S-type asteroids. In the context of exponentially increasing data and new, larger sky surveys, the combined use of dense and sparse photometric data improves the accuracy of derived phase curve parameters. This approach enables the accurate determination of phase curve parameters for more objects and the prediction of taxonomic complexes without spectroscopic observations. Additionally, it serves as a valuable tool for verifying asteroid modelling results.