Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из Astrometric )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Иллюстрация использования интерферометрии в оптическом диапазоне длин волн для определения точного положения звезд. Предоставлено NASA / JPL-Caltech.

Астрометрия - это отрасль астрономии, которая включает точные измерения положения и движения звезд и других небесных тел . Информация , полученная астрометрическими измерений дает информацию о кинематике и физическом происхождении Солнечной системы и нашей галактики , в Млечном Пути .

История [ править ]

Концепт-арт космического корабля TAU , исследование эпохи 1980-х годов, в котором использовался бы зонд-предшественник межзвездного космического корабля , чтобы расширить базовую линию для расчета звездного параллакса в поддержку астрометрии.

История астрометрии связана с историей звездных каталогов , которые давали астрономам ориентиры для объектов в небе, чтобы они могли отслеживать их движения. Это может быть датировано Гиппархом , который около 190 г. до н.э. использовал каталог своих предшественников Тимохариса и Аристилла, чтобы обнаружить прецессию Земли . При этом он также разработал шкалу яркости, которая используется до сих пор. [1] Гиппарх составил каталог не менее 850 звезд и их положений. [2] Преемник Гиппарха, Птолемей , включил каталог из 1022 звезд в свой труд Альмагест.с указанием их местоположения, координат и яркости. [3]

В 10 веке Абд аль-Рахман ас-Суфи проводил наблюдения за звездами и описывал их положение, величину и цвет звезд ; кроме того, он предоставил рисунки для каждого созвездия, которые изображены в его Книге неподвижных звезд . Ибн Юнус наблюдал более 10 000 записей положения Солнца в течение многих лет, используя большую астролябию диаметром почти 1,4 метра. Его наблюдения за затмениями все еще использовались столетия спустя в исследованиях Саймона Ньюкомба движения Луны, в то время как другие его наблюдения за движениями планет Юпитера и Сатурна вдохновили Лапласа на его исследование.Наклон эклиптики и неравенства Юпитера и Сатурна . [4] В 15 веке тимуридский астроном Улугбек составил книгу « Зидж-и-Султани» , в которой он каталогизировал 1019 звезд. Как и более ранние каталоги Гиппарха и Птолемея, каталог Улугбека оценивается с точностью до 20 угловых минут . [5]

В 16 веке Тихо Браге использовал усовершенствованные инструменты, в том числе большие настенные инструменты , для более точного измерения положения звезд, чем раньше, с точностью 15–35 угловых секунд . [6] Таки ад-Дин измерил прямое восхождение звезд в Константинопольской обсерватории Таки ад-Дин, используя изобретенные им «наблюдательные часы». [7] Когда телескопы стали обычным явлением, установка кругов ускорила измерения.

Джеймс Брэдли впервые попытался измерить параллаксы звезд в 1729 году. Движение звезд оказалось слишком незначительным для его телескопа , но вместо этого он обнаружил аберрацию света и нутацию оси Земли. Его каталогизация 3222 звезд была усовершенствована в 1807 году Фридрихом Бесселем , отцом современной астрометрии. Он провел первое измерение звездного параллакса: 0,3 угловой секунды для двойной звезды 61 Лебедя .

К концу XIX века было получено всего около 60 звездных параллаксов, поскольку их очень трудно измерить, в основном с помощью ниточного микрометра . Астрографы с использованием астрономических фотопластинок ускорили этот процесс в начале 20 века. Автоматические измерители пластин [8] и более сложные компьютерные технологии 1960-х годов позволили более эффективно составлять звездные каталоги . Начатый в конце 19 века проект Carte du Ciel по улучшению картографирования звездного неба не мог быть завершен, но сделал фотографию обычной техникой астрометрии. [9] В 1980-х годах устройства с зарядовой связью(ПЗС) заменили фотопластинки и снизили оптическую погрешность до одной миллисекунды. Эта технология удешевила астрометрию, открыв доступ к ней любительской аудитории. [ необходима цитата ]

В 1989 году Европейское космическое агентство «s Гиппарх спутник взял астрометрию на орбиту, где она может быть меньше , пострадавших от механических сил Земли и оптических искажений от его атмосферы. Работавший с 1989 по 1993 год, Hipparcos измерял большие и малые углы неба с гораздо большей точностью, чем любые предыдущие оптические телескопы. За 4 года работы с беспрецедентной точностью были определены положения, параллаксы и собственные движения 118 218 звезд. Новый « каталог Tycho » сдвинулся базой данных 1,058,332 в пределах 20-30 мас () угловых миллисекунды. Дополнительные каталоги были составлены для 23 882 двойных / кратных звезд и 11597 переменных звезд.также проанализированы во время миссии Hipparcos. [10] В 2013 году был запущен спутник Gaia, который повысил точность Hipparcos . [11] Точность была увеличена в 100 раз, что позволило нанести на карту миллиард звезд. [12] Сегодня наиболее часто используемым каталогом является USNO-B1.0 , каталог всего неба, в котором отслеживаются собственные движения, положения, величины и другие характеристики для более чем одного миллиарда звездных объектов. В течение последних 50 лет 7435 пластин камеры Шмидта были использованы для выполнения нескольких обзоров неба, которые обеспечивают точность данных в USNO-B1.0 с точностью до 0,2 угловой секунды. [13]

Приложения [ править ]

Диаграмма, показывающая, как меньший объект (например, внесолнечная планета ), вращающийся вокруг более крупного объекта (например, звезды ), может вызывать изменения положения и скорости последнего, когда они вращаются вокруг своего общего центра масс (красный крест).
Движение барицентра солнечной системы относительно Солнца.

Помимо основной функции обеспечения астрономов с опорной рамой , чтобы сообщить о своих наблюдениях в, астрометрия также имеет основополагающее значение для таких областей , как небесная механика , звездной динамика и галактической астрономия . В наблюдательной астрономии астрометрические методы помогают идентифицировать звездные объекты по их уникальным движениям. Это инструмент для отсчета времени , поскольку UTC - это, по сути, атомное время, синхронизированное с вращением Земли посредством точных астрономических наблюдений. Астрометрия - важная ступенька на лестнице космических расстоянийпотому что он устанавливает оценки параллаксного расстояния для звезд в Млечном Пути .

Астрометрия также использовалась для подтверждения заявлений об обнаружении внесолнечных планет путем измерения смещения, которое предполагаемые планеты вызывают в видимом положении их родительской звезды на небе из-за их взаимной орбиты вокруг центра масс системы. Астрометрия более точна в космических миссиях, на которые не влияют искажающие эффекты атмосферы Земли. [14] Запланированная НАСА космическая интерферометрическая миссия ( SIM PlanetQuest ) (сейчас отменена) заключалась в использовании астрометрических методов для обнаружения планет земной группы, вращающихся вокруг 200 или около того ближайших звезд солнечного типа . Миссия Gaia Европейского космического агентства, запущенный в 2013 году, применяет астрометрические методы в своей звездной переписи. В дополнение к обнаружению экзопланет [15] его также можно использовать для определения их массы. [16]

Астрометрические измерения используются астрофизиками для ограничения определенных моделей небесной механики . Измеряя скорости пульсаров , можно поставить ограничение на асимметрии от сверхновых взрывов. Также результаты астрометрии используются для определения распределения темной материи в галактике.

Астрономы используют астрометрические методы для отслеживания объектов, сближающихся с Землей . Астрометрия отвечает за обнаружение многих рекордных объектов Солнечной системы. Чтобы найти такие объекты астрометрически, астрономы используют телескопы для обзора неба и камеры большой площади, чтобы делать снимки через различные определенные промежутки времени. Изучая эти изображения, они могут обнаруживать объекты Солнечной системы по их движению относительно фоновых звезд, которые остаются неподвижными. Как только наблюдается движение в единицу времени, астрономы компенсируют параллакс, вызванный движением Земли в это время, и вычисляют гелиоцентрическое расстояние до этого объекта. Используя это расстояние и другие фотографии, можно получить больше информации об объекте, включая его элементы орбиты . [17]

50000 Quaoar и 90377 Sedna являются два объектов Солнечной системы обнаружены в этом пути, Майкл Э. Браун и другие Калифорнийского технологического института , используя Palomar Observatory «s Samuel Oschin телескоп 48 дюймов (1,2 м) и большой площади ПЗС - камеры Паломар-Quest. Способность астрономов отслеживать положения и движения таких небесных тел имеет решающее значение для понимания Солнечной системы и ее взаимосвязанных прошлого, настоящего и будущего с другими во Вселенной. [18] [19]

Статистика [ править ]

Фундаментальный аспект астрометрии - исправление ошибок. Различные факторы вносят ошибки в измерение положения звезд, включая атмосферные условия, несовершенства инструментов и ошибки наблюдателя или измерительных инструментов. Многие из этих ошибок можно уменьшить с помощью различных методов, например, за счет усовершенствования инструментов и компенсации данных. Затем результаты анализируются с использованием статистических методов для вычисления оценок данных и диапазонов ошибок. [20]

Компьютерные программы [ править ]

  • XParallax viu (Бесплатное приложение для Windows)
  • Astrometrica (приложение для Windows)
  • Astrometry.net (Слепая онлайн-астрометрия)

В художественной литературе [ править ]

  • В Star Trek: Voyager , то Astrometrics лаборатория является набор для различных сцен .
  • В сериале 2004 года « Звездный крейсер Галактика» несколько раз упоминается в диалогах лаборатория астрометрии.

См. Также [ править ]

  • Астрометрическая двоичная система
  • Барицентрическая небесная система отсчета
  • Эфемериды
  • Экваториум
  • Геодезическая астрономия
  • Космический корабль Gaia - запущен в декабре 2013 г.
  • Миссия космической астрометрии "Гиппаркос" (ЕКА, 1989–1993 гг.)
  • IERS
  • Список астрометрических решателей
  • Методы обнаружения внесолнечных планет - Астрометрия
  • Сферическая астрономия
  • Звездная картография
  • Каталог звезд
  • Военно-морская обсерватория США
  • Станция Флагстафф военно-морской обсерватории США
  • Стандарт времени

Ссылки [ править ]

  1. ^ Вальтер, Ханс Г. (2000).
  2. ^ Канас, Ник (2007). Звездные карты: история, артистизм, картография . Springer. п. 109. ISBN 978-0-387-71668-8.
  3. ^ стр. 110, Канас 2007.
  4. ^ Великие неравенства Юпитера и Сатурна
  5. ^ Ланкфорд, Джон (1997). «Астрометрия» . История астрономии: энциклопедия . Тейлор и Фрэнсис . п. 49 . ISBN 0-8153-0322-X.
  6. ^ Ковалевский, Жан; Зайдельманн, П. Кеннет (2004). Основы астрометрии . Издательство Кембриджского университета . С. 2–3. ISBN 0-521-64216-7.
  7. ^ Текели, Sevim (1997). «Таки ад-Дин» . Энциклопедия истории науки, техники и медицины в незападных культурах . Kluwer Academic Publishers . ISBN 0-7923-4066-3.
  8. ^ Бумага в ЦЕРНе на пластинчатой ​​измерительной машине USNO StarScan
  9. ^ HH Тернер, 1912 Великая звездная карта, являющаяся кратким общим отчетом международного проекта, известного как Астрографическая карта (Джон Мюррей)
  10. ^ Персонал (27 февраля 2019 г.). "Миссия космической астрометрии Hipparcos" . Европейское космическое агентство . Проверено 6 декабря 2007 .
  11. ^ Jatan Мехта (2019). «От Гиппарха до Гайи» . thewire.in . Проверено 27 января 2020 года .
  12. ^ Карме Жорди (2019). «Гайя: первая трехмерная карта млечного пути» . pourlascience.fr . Проверено 27 января 2020 года .
  13. ^ Ковалевский, Жан (1995).
  14. ^ Природа 462, 705 (2009) 8 декабря 2009 DOI : 10.1038 / 462705a
  15. ^ ESA - Космическая наука - Обзор Gaia
  16. ^ "Младенческая экзопланета, взвешенная Гиппаркосом и Гайей" . 20 августа 2018 . Проверено 21 августа 2018 .
  17. ^ Трухильо, Чедвик; Рабиновиц, Дэвид (1 июня 2007 г.). «Открытие кандидата на планетоид внутреннего облака Оорта» (PDF) . Европейское космическое агентство. Архивировано 26 октября 2007 года (PDF) . Проверено 6 декабря 2007 .
  18. ↑ Бритт, Роберт Рой (7 октября 2002 г.). «Открытие: крупнейший объект солнечной системы со времен Плутона» . SPACE.com . Проверено 6 декабря 2007 .
  19. ^ Clavin, Уитни (15 мая 2004). «Планетоподобное тело, обнаруженное на окраинах нашей Солнечной системы» . НАСА . Архивировано 30 ноября 2007 года . Проверено 6 декабря 2007 .
  20. ^ Ковалевский, Жан (2002-01-22). Современная астрометрия . Springer Science & Business Media. п. 166 . ISBN 978-3-540-42380-5. Редактирование данных астрометрии.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Ковалевский, Жан; Зайдельман, П. Кеннет (2004). Основы астрометрии . Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-64216-7.
  • Вальтер, Ханс Г. (2000). Астрометрия фундаментальных каталогов: эволюция от оптических к радиосистемам отсчета . Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 3-540-67436-5.
  • Ковалевский, Жан (1995). Современная астрометрия . Берлин; Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 3-540-42380-Х.

Внешние ссылки [ править ]

  • Руководство MPC по астрометрии малых тел
  • Отдел астрометрии Военно-морской обсерватории США
    • Астрометрический каталог USNO и сопутствующие товары
  • «Зал точной астрометрии» . Факультет астрономии Университета Вирджинии. Архивировано из оригинала на 2006-08-26 . Проверено 10 августа 2006 .
  • Планетоподобное тело обнаружено на окраинах нашей Солнечной системы (2004-03-15)
  • Домашняя страница Майка Брауна в Калифорнийском технологическом институте
  • Научная статья, описывающая открытие Седны
  • Миссия космической астрометрии Hipparcos - на ЕКА