Яркость фона неба Кавказской горной обсерватории МГУ в ближнем инфракрасном диапазоне

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе проанализированы результаты измерений яркости фона в ближнем инфракрасном диапазоне (полосы J, H, K), проведенных в 2016–2023 гг. в Кавказской горной обсерватории МГУ. Показано, что инструментальный фон, связанный с тепловым излучением телескопа, заметен только в полосе K, и при рабочих температурах его вклад в основном определяет уровень общего фона в этой полосе. Представлены коэффициенты полинома, учитывающего вклад инструментального и заатмосферного фонов. Показано, что яркость фона неба не зависит от температуры воздуха, но наблюдается слабая зависимость от содержания водяного пара, близкая к ожидаемой из модельных расчетов: в полосах J и H яркость фона падает со скоростью ≈1%/1 мм, а в полосе K растет со скоростью ≈2.5%/1 мм. Сделана оценка максимальной амплитуды переменности яркости фона на коротких временных масштабах (~30 минут): ≈10% в полосах J и K и ≈30% в полосе H. Определен максимальный вклад рассеянного в атмосфере излучения Луны в общий уровень фона. Показано, что этот вклад при угловом расстоянии точки наблюдения от Луны, большем ~10°, даже во время полнолуния можно не учитывать. Вычислена средняя поверхностная яркость фона mag/arcsec² в полосах J, H и K: mJ = 15.7, mH = 13.9 и mK = 13.1.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. М. Татарников

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: andrew@sai.msu.ru
Россия, Москва

С. Г. Желтоухов

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: andrew@sai.msu.ru
Россия, Москва

Г. Э. Никишев

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: andrew@sai.msu.ru
Россия, Москва

А. Н. Тарасенков

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова; Учреждение Российской академии наук Институт астрономии Российской академии наук

Email: andrew@sai.msu.ru
Россия, Москва; Москва

А. В. Шаронова

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: andrew@sai.msu.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. N. Shatsky, A. Belinski, A. Dodin, S. Zheltoukhov, et al., in Ground-Based Astronomy in Russia. 21st Century, Proc. of the All-Russian Conference held 21–25 September, 2020 in Nizhny Arkhyz, Russia; edited by I. I. Romanyuk, I. A. Yakunin, A. F. Valeev, and D. O. Kudryavtsev (Пятигорск: из-во Снег, 2020), p. 127, arXiv:2010.10⁸50 [astro-ph.IM].
  2. V.G. Kornilov, M.V. Kornilov, N.I. Shatsky, O.V. Vozyakova, et al., Astron. Letters 42, 616 (2016).
  3. V. Kornilov, M. Kornilov, O. Voziakova, N. Shatsky, et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 462, 4464 (2016), arXiv:1607.07637 [astro-ph.IM].
  4. A. T. Tokunaga, D. A. Simons, and W. D. Vacca, Publ. Astron. Soc. Pacific 114, 180 (2002), arXiv:astro-ph/0110⁵93.
  5. A. M. Tatarnikov, S. G. Zheltoukhov, N. I. Shatskii, M. A. Burlak, N. A. Maslennikova, and A. A. Vakhonin, Astrophys. Bull. 78, 259 (2023).
  6. S. G. Zheltoukhov and A. M. Tatarnikov, Moscow University Phys. Bull. 77, 886 (2022).
  7. A.E. Nadjip, A.M. Tatarnikov, D.W. Toomey, N.I. Shatsky, A.M. Cherepashchuk, S. A. Lamzin, and A. A. Belinski, Astrophys. Bull. 72, 349 (2017), arXiv:1706.08959 [astro-ph.IM].
  8. A. M. Price-Whelan, P. L. Lim, N. Earl, N. Starkman, et al., Astrophys. J. 935, id. 167 (2022), arXiv:2206.14220 [astro-ph.IM].
  9. L. Bradley, B. Sipöcz, T. Robitaille, E. Tollerud, et al., astropy/photutils: 1.9.0, Zenodo (2023).
  10. S. G. Zheltoukhov, A. M. Tatarnikov, and N. I. Shatsky, Astron. Letters 46, 193 (2020).
  11. O. Vaduvescu and M. L. McCall, Publ. Astron. Soc. Pacific 116, 640 (2004), arXiv:astro-ph/0404337.
  12. A. T. Tokunaga and W. D. Vacca, Publ. Astron. Soc. Pacific 117, 421 (2005), arXiv:astro-ph/0502120.
  13. S. F. Sánchez, U. Thiele, J. Aceituno, D. Cristobal, J. Perea, and J. Alves, Publ. Astron. Soc. Pacific 120, 1244 (2008), arXiv:0809.4988 [astro-ph].
  14. S. K. Leggett, M. J. Currie, W. P. Varricatt, T. G. Hawarden, et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 373, 781 (2006), arXiv:astro-ph/0609461.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Спектр ночного неба на высоте 70° над горизонтом, полученный 21.09.2023 в КГО в разных рабочих диапазонах камеры. Фиолетовой линией показан спектр излучения АЧТ с температурой, равной температуре металлической трубы фермы телескопа Ttube = 10 °C.

Скачать (166KB)
3. Рис. 2. Зависимость наблюдаемого потока от фона в полосе K от воздушной массы Mɀ для разной температуры трубы телескопа: 15–20°C (a), 10–15 °C (б), 5–10°C (в), 0–5°C (г), от -5°C до 0°C (д), от –10°C до –5°C (е). Серыми точками показаны отдельные измерения, синие линии — аппроксимации данных прямыми.

Скачать (145KB)
4. Рис. 3. Зависимость суммы инструментального и заатмосферного фона в полосе K от температуры Ttube (красные квадраты) и ее аппроксимация модельной функцией (1) (синие кружки).

Скачать (95KB)
5. Рис. 4. Зависимость яркости фона в полосах J, H и K от времени, прошедшего после захода Солнца.

Скачать (284KB)
6. Рис. 5. Зависимость наблюдаемой яркости фона в полосах J, H и K от воздушной массы Mɀ при глубине погружения Солнца под горизонт больше 18° (для J и H) и больше 6° (для K).

Скачать (482KB)
7. Рис. 6. Зависимость приведенной к зениту наблюдаемой яркости фона в полосах J, H и K от температуры Ttube (серые точки) при глубине погружения Солнца под горизонт больше 18° (для J и H) и больше 6° (для K). Исправленная за вклад инструментального фона яркость фона в полосе K (розовые точки).

Скачать (309KB)
8. Рис. 7. Зависимость приведенной к зениту наблюдаемой яркости фона в полосах J, H и K от содержания воды в атмосфере при глубине погружения Солнца под горизонт больше 18° для J и H и больше 6° для K (данные в полосе K исправлены за вклад инструментального фона). Синими линиями показана аппроксимация серых точек прямой линией, черными треугольниками — результаты модельных расчетов.

Скачать (277KB)
9. Рис. 8. Зависимость яркости фона неба в вертикале Луны от воздушной массы для полос J, H и K.

Скачать (125KB)
10. Рис. 9. Зависимость относительного вклада рассеянного лунного излучения в общую яркость фона неба в вертикале Луны от углового расстояния между точкой измерения и Луной для полос J, H и K. F — яркость на расстоянии d, F1 — яркость в зените.

Скачать (73KB)
11. Рис. 10. Переменность яркости фона неба во время мониторинговых наблюдений в полосах J, H и K. Данные взяты для разных дат, кривые произвольно сдвинуты по времени.

Скачать (149KB)

© Российская академия наук, 2024