Съдържание

Условие Русский — Камоалева.English — Kamo’oalewa.Решение

IAO 2023, Практически тур — Задача 11(αγ). Камоалева. / Kamo’oalewa.

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от IAO 2023

XXVII International Astronomy Olympiad — Practical round / Задачи практического тура

Только для перевода. — Задачи практического тура

Напоминание. Задачи практического тура составлены таким образом, что при написании решений от участника не требуется использование какого-либо языка. Не допускается использование текстов (ни на родном языке, ни на одном из официальных языков IAO) в решениях задач.

For translation only. — Practical round. Problems to solve

Reminding. Problems of the Practical round compiled in such a way that when writing solutions, use of any language is not required from the participant. So texts are not allowed in solutions of the problems (neither in the native language, nor in one of the official languages of the IAO).

Условие

α, γ

Русский — Камоалева.

Камоалева (2016 HO $_3$ ) – околоземный астероид. Он является одним из основных объектов исследований китайской программы изучения астероидов «Тяньвэнь-2». Астероид уже наблюдался на 2,16-метровом телескопе в обсерватории Синлун Национальной астрономической обсерватории Китая.

Поскольку 2016 HO $_3$ объект довольно тусклый, для получения его изображения нужно совместить снимков с короткой выдержкой. На рис. 11.1. представлено суммарное изображение, созданное наложением 30 снимков с 30-секундной экспозицией каждый, полученных на 2,16-метровом телескопе. Эти 30 изображений были сняты 2023-03-25 с 16:35:09.00 до 16:53:52.00. 2016 HO $_3$ обведен кружком, а 16 звёзд пронумерованы.

Координаты этих звёзд в системе ICRS (International Celestial Reference System) приведены в таблице 11.a.:

Столбец 1: номер звезды.

Столбец 2: прямое восхождение в системе ICRS.

Столбец 3: склонение в системе ICRS.

Известно, что как прямое восхождение, так и склонение 2016 HO $_3$ в течение наблюдений уменьшались.

11.1 Предполагая, что отношение сигнал/шум для каждого астероида на отдельных изображениях равно SNR $_0=1$ , вычислите значение сигнал/шум SNR $_N$ при суммировании N изображений.

11.2 Определите, какая точка трека звёзд является начальной при съёмке: левая или правая, напишите L (левая) или R (правая).

В таблице 11.b. приведены пиксельные координаты 2016 HO $_3$ и пиксельные координаты середины треков 13 звёзд:

Столбец 1: идентификатор и номер звезды.

Столбец 2: координата x в пикселях.

Столбец 3: координата y в пикселях.

11.3 Также с помощью таблицы 11.a. рассчитайте координаты 2016 HO $_3$ в системе ICRS на момент середины съёмок.

Примечание: при преобразовании небесных координат в пиксельные может быть использована линейная аппроксимация:

\alpha=a_1+a_2x+a_3y

\delta=b_1+b_2x+b_3y,

где α и δ – прямое восхождение и склонение соответственно, а x и y – пиксельные координаты.

11.4 Происхождение 2016 HO $_3$ можно определить по нормированному коэффициенту отражения вещества его поверхности. В таблице 11.c. приведены данные измерения нормированного коэффициента отражения 2016 HO $_3$ :

Столбец 1: длина волны (мкм).

Столбец 2: нормированный коэффициент отражения (безразмерная величина).

Столбец 3: погрешность нормированного коэффициента отражения (безразмерная).

Нанесите данные этих измерений на график 11.2. На графике 11.2. также показаны данные измерений трёх видов материалов: грунта лунного высокогорья, полученного миссией «Аполлона», смеси метеоритов Гибеон/Вака Муэрта и астероида Авзонии.

11.5 Определите наиболее возможное происхождение 2016 HO $_3$ , ответ дайте на английском языке: “Луна” (the Moon), “Метеорит” (meteorite) или “Астероид” (asteroid).

English — Kamo’oalewa.

Kamo'oalewa (2016 HO $_3$ ) is a near-Earth asteroid. It is the primary target of China's asteroid exploration program "Tianwen-2”, and has already been monitored by the 2.16-meter telescope at the Xinglong Observatory of the National Astronomical Observatory of China for pre-argument.

Since 2016 HO $_3$ is faint, its image needs to stack multiple short exposure images. Figure 11.1. presents one stacked image created using 30 images, each of which has 30-second exposure by the 2.16-meter telescope. These 30 images were shot on 2023-03-25 from 16:35:09.00 to 16:53:52.00. The 2016 HO $_3$ is circled in Figure 11.1. and 16 stars are numbered.

The International Celestial Reference System (ICRS) coordinates of these stars are given in Table 11.a., from which you find:

Column 1: star number.

Column 2: right ascension in ICRS.

Column 3: declination in ICRS.

It is known that both the right ascension and declination of 2016 HO $_3$ decrease during the shoot.

11.1 Assuming a signal-to-noise ratio for each asteroid in the individual images is SNR $_0=1$ , calculate the signal-to-noise ratio SNR $_N$ when combining N images under ideal conditions.

11.2 Determine whether the left end or right end of the streak is the starting point of the shoot, write L (left end) or R (right end).

Table 11.b. gives the pixel coordinates of 2016 HO $_3$ and the pixel coordinates of the median of streak for 13 stars, from which you find:

Column 1: ID and star number.

Column 2: x in pixel coordinate.

Column 3: y in pixel coordinate.

11.3 Along with Table 11.a., please calculate the ICRS coordinate of 2016 HO $_3$ at the midpoint of the shooting duration.

Note: linear approximation can be used when converting between celestial coordinates and pixel coordinates:

\alpha=a_1+a_2x+a_3y

\delta=b_1+b_2x+b_3y

where α and δ are the right ascension and declination, respectively, and x and y are the corresponding pixel coordinates.

11.4 The Origin of 2016 HO $_3$ can be analyzed from the normalized reflectance of its surface materials. Table 11.c. provides the observational data of the normalized reflectance of 2016 HO $_3$ , from which you find:

Column 1: wavelength (μm).

Column 2: normalized reflectance (unitless)

Column 3: error of normalized reflectance (unitless)

Draw these data in Figure 11.2. Figure 11.2. also shows the observational data of three kinds of materials: Apollo highland soil (lunar sample), Gibeon/Vaca Muerta Mix (meteorite mixture), and Ausonia (asteroid).

11.5 Determine the most possible origin of 2016 HO $_3$ , with answer in English: “Moon” (the Moon)”, “Meteorite” (meteorite) or “Asteroid” (asteroid).

Решение

Внимание: Непълно решение

В архива няма официално решение на тази задача.

Теми и трудност

Трудност: неоценена.

Слънчева система · Уреди и наблюдения · Астероиди, комети и метеори · Детектори и изображения

Предпоставки: Разширена олимпиадна подготовка

Оригинал в Архива: pract.pdf