觀測弧

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觀測弧(或弧長)是在觀測天文學中,對太陽系天體的其最早和最新觀測之間的時間段,以用於追跡該天體的路徑;通常以日或年為單位呈現。該術語主要用於發現和跟踪小行星彗星。觀測弧的弧長對軌道精度的影響最大,在其間觀測的數量和間隔影響較小。

短弧長

弧長越短導致軌道的不確定參數越高。這個天體可能在距離地球很遠,許多不同的軌道上。在某些情况下,初始弧太短,無法確定該物體是在圍繞地球的軌道上,還是在小行星帶的軌道上。經過1天的觀測弧,2004 PR107在僅有一日的觀測弧時,被認為是一顆海王星外的矮行星,但現在已知僅是一顆直徑1公里的主帶小行星。此外,在只有3天的觀測弧時,2004 BX159被認為是一顆穿越火星軌道的小行星,可能對地球構成威脅,但後來被發現只是另一顆主帶小行星。

相對適度的觀測弧線可能允許找到較舊的"回溯發現"照片,提供更長的弧線和更精確的軌道。

小於30天的觀測弧可能會使在最後一次觀測,超過一年的時間後,難以再尋獲該內太陽系天體,並可能導致小行星迷失。觀測弧度小於幾年的海王星外天體的軌道,由於它們與太陽的距離較遠且在天空中移動緩慢,通常其軌道精確度較差[1]

一般來說,如果觀測弧較短,當發現的天體現時離太陽較遠時,其初始軌道的不確定性會更大。

2018 AG37是在距離太陽100 +天文單位時發現的,並且在2年內只被觀測了9次[2],將需要幾年的觀測弧來細化軌道週期和遠日點(距太陽最遠距離)的不確定性。

1999 DP8在1天內只有4次觀察[3],不確定性太大,以至於誤差線沒有真正意義,只是表明不確定性非常大。在其發現日期1999 DP8估計距離地球52±1500 AU[3]

來自歐特雲的彗星C/2017 K2是在它只有一個短短的2.6天觀測弧時宣佈的,估計距離是20 AU(3.0 × 109 km),並估計在2027年抵達近日點時距離太陽約10天文單位[4]。 但現在已知C / 2017 K2是在距離太陽16天文單位時發現的,並將在2022年12月19日來到近日點,距離太陽為1.8天文單位。

經過大約200天的觀測弧線,才排除了歐特雲彗星C/2013 A1(賽丁泉)的火星撞擊[5]

星際天體

星際天體通常需要2-3週的觀測弧,使用數百次觀測來確認闖入者的雙曲超速英语Hyperbolic trajectory(星際速度)超過幾公里/秒。彗星C/2008 J4 (McNaught)在15天的觀測弧上只觀測了22次,並且由於觀測次數不足,產生了3.9 km / s的低進入星際速度,但偏心率的不確定性很容易產生的閉合軌道[6]。彗星C/1999 U2(SOHO)的觀測弧線為1天,顯示出非常可疑的17公里/秒的星際速度,但可以很容易地有一個離心率低至0.7的閉合軌道[7]

接近地球

目前比天王星更遠的彗星對地球接近距離的不確定性
但在過去約20年中沒有觀察到的
彗星 觀測弧 觀測次數 不確定參數 U 接近地球日期 接近地球的不確定距離 參考資料
斯威夫特-塔特爾彗星 257年 652 0 2126年8月5日 ±10,000公里 data
C/2001 OG108 0.9年 886 2 2147年3月23日 ±2百萬公里 data
C/1991 L3 (Levy) 1.6年 125 3 2094年8月1日 ±1千5百萬公里 data

斯威夫特-塔特爾彗星的觀測弧線為257年,2126年8月5日最接近地球的不確定性約為±1萬公里[8]C/2001 OG108的觀測弧線約為1年,在2147年3月23日最接近地球的距離不確定性約為±200萬公里[9]。雖然C/1991 L3(Levy)的觀測弧比C/2001 OG108長,但它的觀測值要少得多,因而產生更大的不確定性。

相比之下,彗星C/2022 A1(Sarneczky)於2022年1月2日被發現,當時它的距離為1.3天文單位,而於2022年1月7日宣佈時,只有5天的觀測弧[10]。第二天,它就以100萬公里±3-σ的不確定區域最接近地球[11]。巨大的不確定性是短弧和發現距離的結果。

相關條目

參考資料

  1. ^ TNOs really do require patience; 2-3 years is only just enough to say anything about the orbit parameters页面存档备份,存于互联网档案馆) – Astronomer Michele Bannister (4 April 2018)
  2. ^ JPL Small-Body Database Browser for 2018 AG37页面存档备份,存于互联网档案馆
  3. ^ 3.0 3.1 JPL Small-Body Database Browser for 1999 DP8.页面存档备份,存于互联网档案馆) Discovery date Ephemeris页面存档备份,存于互联网档案馆) table setting: #39. Range & range-rate = 6.8E+11 / AU / 3-sigma = 1500 AU
  4. ^ MPEC 2017-K35 : COMET C/2017 K2 (PANSTARRS). IAU Minor Planet Center. 2017-05-24 [2017-10-21]. (原始内容存档于2017-10-21).  (CK17K020) T 2027 Jan. 5
  5. ^ How to determine the orbit of a comet?. esa. 2014-03-07 [2022-01-08]. (原始内容存档于2017-03-31). It took 44 days of observation to achieve even a semblance of an orbit determination – one that was still all over the place 
  6. ^ JPL Small-Body Database Browser for C/2008 J4 (McNaught)页面存档备份,存于互联网档案馆
    e = 0.9977 to 1.017
    semi-major axis = −58
    v=42.1219 1/50000 − 0.5/−58
  7. ^ JPL Small-Body Database Browser for C/1999 U2 (SOHO)页面存档备份,存于互联网档案馆
  8. ^ JPL Small-Body Database Browser for Comet Swift–Tuttle页面存档备份,存于互联网档案馆
  9. ^ JPL Small-Body Database Browser for C/2001 OG108页面存档备份,存于互联网档案馆
    (Close approach uncertainty: (MaxDist of 0.434) – (MinDist of 0.408) * 149597870.7 = 3.9 million km)
  10. ^ MPEC 2022-A59 : COMET C/2022 A1 (Sarneczky). IAU Minor Planet Center. 2022-01-07 [2022-01-08]. (原始内容存档于2022-01-07).  (CK22A010)
  11. ^ C/2022 A1 (Sarneczky) Close approach table at JPL SBDB页面存档备份,存于互联网档案馆) and Uncertainty region archive

外部連結