Typy widmowe planetoid - Asteroid spectral types

Asteroida typu widmowa jest przypisany do asteroidy w oparciu o ich widma emisji , kolorze , czasami albedo . Uważa się, że te typy odpowiadają składowi powierzchni asteroidy. W przypadku małych ciał, które nie są wewnętrznie zróżnicowane, skład powierzchni i wnętrza jest prawdopodobnie podobny, podczas gdy duże ciała, takie jak Ceres i Westa, mają strukturę wewnętrzną. Na przestrzeni lat przeprowadzono szereg badań, które zaowocowały zestawem różnych systemów taksonomicznych, takich jak klasyfikacja Tholen , SMASS i Bus-DeMeo .

Systemy taksonomiczne

W 1975 roku astronomowie Clark R. Chapman , David Morrison i Ben Zellner opracowali prosty system taksonomiczny dla asteroid, oparty na kolorze , albedo i kształcie widmowym . Trzy kategorie oznaczono jako „ C ” dla ciemnych obiektów węglowych, „ S ” dla kamienistych (krzemionkowych) obiektów i „U” dla tych, które nie pasowały do ​​ani C, ani S. Ten podstawowy podział widm planetoid został od tego czasu rozszerzony i wyjaśnione. Obecnie istnieje wiele schematów klasyfikacji i chociaż starają się one zachować pewną wzajemną spójność, sporo asteroid jest przypisywanych do różnych klas w zależności od konkretnego schematu. Wynika to z zastosowania różnych kryteriów dla każdego podejścia. Poniżej opisano dwie najczęściej używane klasyfikacje:

Przegląd Tholen i SMASS

Klasyfikacja S3OS2

Mały układ słoneczny Przedmioty spektroskopowe OC (S ³ SO ² lub S3OS2, znany również jako klasyfikacji Lazzaro ) obserwowane 820 asteroidy pomocą były ESO teleskopu 1,52 metrów na La Silla w latach 1996-2001. W badaniu tym zastosowano zarówno taksonomię Tholena, jak i Busa-Binzela (SMASS) do obserwowanych obiektów, z których wiele nie zostało wcześniej sklasyfikowanych. W przypadku klasyfikacji podobnej do Tholena, badanie wprowadziło nowy „typ Caa”, który wykazuje szerokie pasmo absorpcji, co wskazuje na zmiany wodnistej powierzchni ciała. Te klasy Caa odpowiada typu C THOLEN i do SMASS " uwodniony Ch typu (w tym niektóre Cgh-, Cg i C-rodzaju) i został przydzielony do 106 jednostek, albo 13% badanych obiektów. Ponadto S3OS2 wykorzystuje klasę K dla obu schematów klasyfikacji, typ, który nie istnieje w oryginalnej taksonomii Tholena.

Klasyfikacja Bus–DeMeo

Klasyfikacja Bus-DeMeo to system taksonomiczny asteroid zaprojektowany przez Francescę DeMeo , Schelte Bus i Stephena Slivana w 2009 roku. Opiera się na charakterystykach widma odbicia dla 371 asteroid mierzonych w zakresie długości fali 0,45–2,45 mikrometrów. Ten system 24 klas wprowadza nowy typ „Sv” i opiera się na analizie głównych składowych, zgodnie z taksonomią SMASS, która sama opiera się na klasyfikacji Tholena.

Klasyfikacja Tholena

Najszerzej stosowaną taksonomią od ponad dekady jest taksonomia Davida J. Tholena , po raz pierwszy zaproponowana w 1984 roku. Klasyfikacja ta została opracowana na podstawie widm szerokopasmowych (od 0,31 μm do 1,06 μm) uzyskanych podczas Eight-Color Asteroid Survey ( ECAS ). w latach 80. w połączeniu z pomiarami albedo . Oryginalna formuła została oparta na 978 asteroidach. Schemat Tholena obejmuje 14 typów, przy czym większość asteroid należy do jednej z trzech szerokich kategorii oraz kilka mniejszych typów (patrz również § Przegląd Tholen i SMASS powyżej) . Typy to, z ich największymi przykładami w nawiasach:

Grupa C

Asteroidy z grupy C to ciemne obiekty zawierające węgiel . Większość ciał w tej grupie należy do standardowego typu C (np. 10 Hygiea ) i nieco „jaśniejszego” typu B ( 2 Pallas ). Typ F ( 704 Interamnia ) i typ G ( 1 Ceres ) są znacznie rzadsze. Inne klasy o niskim albedo to typy D ( 624 Hektor ), zwykle spotykane w zewnętrznym pasie asteroid i wśród trojanów Jowisz , a także rzadkie asteroidy typu T ( 96 Aegle ) z wewnętrznego pasa głównego.

Grupa S

Asteroidy typu S ( 15 Eunomia , 3 Juno ) są obiektami krzemionkowymi (lub „kamiennymi”). Inną dużą grupą są kamieniopodobne V-type ( 4 Vesta ), znane również jako "vestoids", najczęściej występujące wśród członków dużej rodziny Vesta , uważane za pochodzące z dużego krateru uderzeniowego na Veście. Inne małe klasy obejmują asteroidy typu A ( 246 Asporina ), typu Q ( 1862 Apollo ) i asteroidy typu R ( 349 Dembowska ).

Grupa X

Grupę parasolową asteroid typu X można dalej podzielić na trzy podgrupy, w zależności od stopnia odbicia obiektu (ciemna, pośrednia, jasna). Najciemniejsze są spokrewnione z grupą C, z albedo poniżej 0,1. Są to „prymitywne” typy P ( 259 Aletheia , 190 Ismene ), które różnią się od „metalicznego” typu M ( 16 Psyche ) pośrednim albedo od 0,10 do 0,30 oraz jasnego „enstatytu” typu E. asteroida , najczęściej spotykana wśród członków rodziny Hungaria w najbardziej wewnętrznym obszarze pasa asteroid.

Cechy taksonomiczne

Taksonomia Tholena może zawierać do czterech liter (np. „SCTU”). Schemat klasyfikacji wykorzystuje literę „I” dla „niespójnych” danych widmowych i nie należy mylić z typem widmowym. Przykładem jest temistowska asteroida 515 Athalia , która w momencie klasyfikacji była niespójna, ponieważ widmo i albedo ciała odpowiadały odpowiednio asteroidzie kamienistej i węglowej. Gdy podstawowa numeryczna analiza kolorów była niejednoznaczna, obiektom przypisywano dwa lub trzy typy, a nie tylko jeden (np. „CG” lub „SCT”), przy czym sekwencja typów odzwierciedla kolejność zwiększania numerycznego odchylenia standardowego, z najlepiej dopasowanym widmem typ wymieniony jako pierwszy. Taksonomia Tholena ma również dodatkowe notacje, dołączone do typu spektralnego. Litera „U” jest flagą kwalifikacyjną, używaną dla asteroid o „niezwykłym” widmie, które w analizie numerycznej wypada daleko od wyznaczonego środka gromady. Notacja „:” (pojedynczy dwukropek) i „::” (dwa dwukropki) są dołączane, gdy dane spektralne są odpowiednio „zaszumione” lub „bardzo zaszumione”. Na przykład Mars-crosser 1747 Wright ma klasę „AU:”, co oznacza, że ​​jest asteroidą typu A , choć o nietypowym i hałaśliwym spektrum.

Klasyfikacja SMASS

Jest to nowsza taksonomia wprowadzona przez amerykańskich astronomów Schelte Bus i Richarda Binzela w 2002 r., oparta na Small Main-Belt Asteroid Spectroscopic Survey (SMASS) 1447 asteroid. Badanie to dało widma o znacznie wyższej rozdzielczości niż ECAS (patrz klasyfikacja Tholena powyżej) i było w stanie rozdzielić różne wąskie cechy spektralne. Zaobserwowano jednak nieco mniejszy zakres długości fal (0,44 μm do 0,92 μm). Nie uwzględniono również albedo . Próbując trzymać się taksonomii Tholena tak bardzo, jak to możliwe, biorąc pod uwagę różne dane, asteroidy zostały posortowane na 26 typów podanych poniżej. Jeśli chodzi o taksonomię Tholena, większość ciał należy do trzech szerokich kategorii C, S i X, z kilkoma nietypowymi ciałami podzielonymi na kilka mniejszych typów (patrz także § Przegląd Tholena i SMASS powyżej) :

• Grupa obiektów węglowych typu C obejmuje asteroidę typu C , najbardziej „standardowy” z obiektów węglowych innych niż B, „jaśniejszą” asteroidę typu B w dużej mierze pokrywającą się ztypamiTholen B- i F, typu Cb, który przejście między zwykłymi obiektami typu C i B oraz typami Cg, Ch i Cgh, które są nieco spokrewnione z typem G Tholena. „h” oznacza „nawodniony”.
• S-grupa obiektów krzemionkowych (kamienistych) obejmuje najczęstszą asteroidę typu S , a także typy A- , Q- i R . Nowe klasy obejmują asteroidy typu K ( 181 Eucharis , 221 Eos ) i typu L ( 83 Beatrix ). Istnieje również pięć klas, Sa, Sq, Sr, Sk i Sl, które przechodzą między zwykłym typem S a innymi odpowiadającymi typami w tej grupie.
• Grupa X głównie metalowych przedmiotów. Obejmuje to najczęstsze asteroidy typu X, a także typu M, E lub P sklasyfikowane przez Tholena. Xe, Xc i Xk są typami przejściowymi między zwykłymi X- a odpowiednimi klasami E , C i K.
• Inne klasy widmowe obejmują typy T- , D- i V ( 4 Vesta ). Typu Ld to nowa klasa i ma bardziej skrajne cechy widmowe niż L-type asteroidy . Nowa klasa asteroid typu O została przypisana tylko do asteroidy 3628 Božněmcová .

Stwierdzono, że znaczna liczba małych asteroid należy do typów Q , R i V , które w schemacie Tholena były reprezentowane przez tylko jedno ciało. W schemacie Bus and Binzel SMASS tylko jeden typ został przypisany do konkretnej asteroidy.

Wskaźniki kolorów

Charakterystyka asteroidy obejmuje pomiar jej wskaźników barwnych pochodzących z systemu fotometrycznego . Odbywa się to poprzez pomiar jasności obiektu za pomocą zestawu różnych filtrów specyficznych dla długości fali, tak zwanych pasm przepustowych. W systemie fotometrycznym UBV , który oprócz klasycznych asteroid służy również do charakteryzowania odległych obiektów , trzy podstawowe filtry to:

• U: pasmo przenoszenia dla światła ultrafioletowego
• B: przepustowość dla niebieskiego światła;
• V: pasmo przepustowe wrażliwe na światło widzialne , a dokładniej zielono-żółta część światła widzialnego;

Podczas obserwacji jasność obiektu jest mierzona dwukrotnie przez inny filtr. Wynikająca z tego różnica wielkości nazywana jest indeksem koloru . W przypadku asteroid najczęstsze są indeksy kolorów U–B lub B–V. Ponadto stosowane są również indeksy V–R, V–I i R–I, w których litery fotometryczne oznaczają widzialny (V), czerwony (R) i podczerwony (I). Sekwencję fotometryczną, taką jak V–R–B–I, można uzyskać z obserwacji w ciągu kilku minut.

Ocena

Oczekuje się, że te schematy klasyfikacji zostaną udoskonalone i/lub zastąpione w miarę postępu dalszych badań. Jednak na razie klasyfikacja spektralna oparta na dwóch powyższych badaniach spektroskopowych o dużej rozdzielczości z lat 90. jest nadal standardem. Naukowcy nie byli w stanie dojść do porozumienia w sprawie lepszego systemu taksonomicznego, głównie ze względu na trudności w uzyskaniu szczegółowych pomiarów w sposób spójny dla dużej próbki asteroid (np. bardzo przydatne byłyby widma o mniejszej rozdzielczości lub dane niespektralne, takie jak gęstości).

Niektóre grupy asteroid zostały skorelowane z typami meteorytów :

• Typ C – węglowe meteoryty chondrytowe
• Typ S – meteoryty kamienne
• Typ M – meteoryty żelazne
• Typ V – meteoryty HED

Zobacz też

• Wydobycie asteroid

Bibliografia

Linki zewnętrzne

• Klasyfikacja widma planetoid przy użyciu taksonomii Bus-DeMeo , Spektroskopia Planetarna na MIT (2017)