Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Гиппарх был научный спутник из Европейского космического агентства (ЕКА), не запущен в 1989 году и действовала до 1993 г. Это был первый космический экспериментпосвященный точности астрометрии , точного измерения положений небесных объектов на небе. [3] Это позволилопровестипервые высокоточные измерения собственной яркости (по сравнению с менее точной видимой яркостью ), собственных движений и параллаксов звезд, что позволило лучше вычислить их расстояние и тангенциальную скорость . В сочетании сизмерениями лучевой скорости отС помощью спектроскопии астрофизики смогли наконец измерить все шесть величин, необходимых для определения движения звезд. В результате в 1997 г. был опубликован каталог Hipparcos - высокоточный каталог из более чем 118 200 звезд. В то же время был опубликован более миллиона звезд - Каталог Тихо с более низкой точностью , а расширенный каталог Tycho-2 из 2,5 миллионов звезд. звезды были опубликовано в 2000 году HIPPARCOS " последующей миссии, Гайя , был запущен в 2013 году.

Слово «Hipparcos» является аббревиатурой от HIgh Precision PARallax COllecting Satellite, а также отсылкой к древнегреческому астроному Гиппарху Никейскому, который известен применением тригонометрии в астрономии и своим открытием прецессии равноденствий .

Фон [ править ]

Ко второй половине 20-го века точное измерение положения звезд с земли натолкнулось на непреодолимые препятствия на пути повышения точности, особенно для измерений под большими углами и систематических условий. Проблемы преобладали эффекты Земли «S атмосферы , но усугубляются сложными оптическими условиями, тепловых и гравитационных инструментов изгибами, и отсутствие всего неба видимости. Официальное предложение о проведении этих точных наблюдений из космоса было впервые выдвинуто в 1967 году [4].

Хотя первоначально он был предложен французскому космическому агентству CNES , он был сочтен слишком сложным и дорогостоящим для единой национальной программы. [ согласно кому? ] Его принятие в научную программу Европейского космического агентства в 1980 году стало результатом длительного процесса изучения и лоббирования . Основная научная мотивация заключалась в том, чтобы определить физические свойства звезд путем измерения их расстояний и космических движений и, таким образом, поставить теоретические исследования структуры и эволюции звезд, а также исследования структуры и кинематики галактики на более надежную эмпирическую основу. С точки зрения наблюдения цель состояла в том, чтобы определить позиции,параллаксы и годовые собственные движения около 100 000 звезд с беспрецедентной точностью в 0,002  угловой секунды , цель на практике в конечном итоге превзошла в два раза. Название космического телескопа «Hipparcos» было аббревиатурой от High Precision Parallax Collecting Satellite , а также отражало имя древнегреческого астронома Гиппарха , который считается основоположником тригонометрии и первооткрывателем прецессии равноденствий. (из-за качания Земли вокруг своей оси).

Спутник и полезная нагрузка [ править ]

Космический корабль нес один полностью отражающий эксцентричный телескоп Шмидта с апертурой 29 см (11,4 дюйма). Специальное зеркало, совмещающее луч, наложило два поля обзора, разнесенных на 58 градусов, в общую фокальную плоскость. Это сложное зеркало состояло из двух зеркал, наклоненных в противоположных направлениях, каждое из которых занимало половину прямоугольного входного зрачка и обеспечивало невиньетированное поле зрения примерно 1 ° × 1 °. В телескопе использовалась система сеток на фокальной поверхности, состоящая из 2688 чередующихся непрозрачных и прозрачных полос с периодом 1,208 угловых секунд (8,2 микрометра). За этой сеткой находится трубка рассекателя изображения ( фотоумножительдетектор типа) с чувствительным полем зрения диаметром около 38 угловых секунд преобразовал модулированный свет в последовательность отсчетов фотонов (с частотой дискретизации 1200 Гц), из которой можно было определить фазу всей последовательности импульсов от звезды. полученный. Видимый угол между двумя звездами в комбинированных полях зрения по модулю периода сетки был получен из разности фаз двух последовательностей импульсов звезд. Первоначально нацеленный на наблюдение около 100 000 звезд с астрометрической точностью около 0,002 угловой секунды, окончательный каталог Hipparcos включал почти 120 000 звезд со средней точностью чуть лучше 0,001 угловой секунды (1 миллисекунда дуги). [ необходима цитата ]

Оптическая микрофотография части основной модулирующей сетки (вверху) и сетки звездного картографа (внизу). Период основной сетки 8,2 мкм .

Дополнительная система фотоумножителей просматривала светоделитель на оптическом пути и использовалась в качестве звездного картографа. Его цель состояла в том, чтобы отслеживать и определять положение спутника, а в процессе - собирать фотометрические и астрометрические данные всех звезд примерно до 11-й величины. Эти измерения были выполнены в двух широких полосах, приблизительно соответствующих B и V в UBV-фотометрической системе (Johnson) . Положение последних звезд должно было быть определено с точностью до 0,03 угловой секунды, что в 25 раз меньше, чем у основных звезд миссии. Первоначально нацеленный на наблюдение около 400000 звезд, итоговый каталог Тихо включал чуть более 1 миллиона звезд, с последующим анализом, который распространился наTycho-2 Каталог около 2,5 миллионов звезд.

Положение космического корабля относительно центра тяжести контролировалось, чтобы сканировать небесную сферу в регулярном прецессионном движении, поддерживая постоянный наклон между осью вращения и направлением на Солнце. Космический аппарат вращался вокруг своей оси Z со скоростью 11,25 об / день (168,75 угловых секунд / с) под углом 43 ° к Солнцу. Ось Z вращалась вокруг линии Солнце-спутник со скоростью 6,4 оборота в год. [ необходима цитата ]

Космический корабль состоял из двух платформ и шести вертикальных панелей, сделанных из алюминиевых сот. Солнечная батарея состояла из трех развертываемых секций, общая мощность которых составляла около 300 Вт. Две антенны S-диапазона были расположены в верхней и нижней части космического корабля, обеспечивая всенаправленную скорость передачи данных по нисходящей линии связи 24 кбит / с. Подсистема ориентации и управления орбитой (включающая двигатели на основе гидразина мощностью 5 ньютон для курсовых маневров, двигатели на холодном газе мощностью 20 миллиньютон для управления ориентацией и гироскопы для определения ориентации) обеспечивала правильный динамический контроль и определение ориентации в течение всего срока эксплуатации.

Принципы [ править ]

Некоторые ключевые особенности наблюдений были следующими: [ необходима цитата ]

  • с помощью наблюдений из космоса можно было бы избежать или минимизировать эффекты астрономической видимости из-за атмосферы , инструментального гравитационного изгиба и тепловых искажений;
  • видимость по всему небу позволила напрямую связать звезды, наблюдаемые по всей небесной сфере;
  • два направления обзора спутника, разделенные большим и подходящим углом (58 °), привели к жесткой связи между квази-мгновенными одномерными наблюдениями в разных частях неба. В свою очередь, это привело к определениям параллакса, которые являются абсолютными (а не относительными по отношению к некоторой неизвестной нулевой точке);
  • непрерывное сканирование спутника по эклиптике привело к оптимальному использованию доступного времени наблюдений, в результате чего был получен каталог, обеспечивающий достаточно однородную плотность неба и однородную астрометрическую точность по всей небесной сфере;
Принципы астрометрических измерений. Закрашенные кружки и сплошные линии показывают три объекта из одного поля зрения (размером около 1 °), а белые кружки и пунктирные линии показывают три объекта из разных областей неба, наложенных друг на друга благодаря большому базовому углу. Слева: позиции объекта в одну контрольную эпоху. В центре: их космические движения в течение примерно четырех лет с произвольными векторами собственного движения и масштабными коэффициентами; треугольники показывают их положение в фиксированную эпоху ближе к концу интервала. Справа: общие изменения положения, включая дополнительные видимые движения из-за годового параллакса, четыре петли, соответствующие четырем орбитам Земли вокруг Солнца. Движение, вызванное параллаксом, является синфазным для всех звезд в одной и той же области неба, так что относительные измерения в пределах одного поля могут дать только относительные параллаксы.Хотя относительные расстояния между звездами постоянно меняются в течение периода измерения, они описываются всего пятью числовыми параметрами на звезду (двумя компонентами положения, двумя компонентами собственного движения и параллаксом).
  • различные конфигурации геометрического сканирования для каждой звезды в разные эпохи на протяжении трехлетней программы наблюдений привели к плотной сети одномерных положений, из которых можно было определить направление барицентрических координат, параллакс и собственное движение объекта. что фактически было сокращением совокупности наблюдений по методу наименьших квадратов . В процессе были получены астрометрические параметры, а также их стандартные ошибки и коэффициенты корреляции ;
  • поскольку количество независимых геометрических наблюдений на объект было большим (обычно порядка 30) по сравнению с количеством неизвестных для стандартной модели (пять астрометрических неизвестных на звезду), астрометрические решения, не соответствующие этой простой пятипараметрической модели, могли быть расширены до учитывать эффекты двойных или кратных звезд или нелинейные фотоцентрические движения, приписываемые неразрешенным астрометрическим двойным системам ;
  • несколько большее количество фактических наблюдений за объектом, порядка 110, предоставило точную и однородную фотометрическую информацию для каждой звезды, на основании которой можно было провести классификацию средних величин, амплитуд переменности и во многих случаях классификации по периодам и типам переменности.
Тропинка в небе от одного из объектов каталога Hipparcos на протяжении трех лет. Каждая прямая линия указывает наблюдаемое положение звезды в конкретную эпоху: поскольку измерение является одномерным, точное положение вдоль этой линии положения не определяется наблюдением. Кривая представляет собой смоделированный путь звезды, подобранный по всем измерениям. Предполагаемое положение в каждой эпохе обозначается точкой, а остаток - короткой линией, соединяющей точку с соответствующей линией положения. Амплитуда колебательного движения дает параллакс звезды, а линейная составляющая представляет собственное движение звезды.

Разработка, запуск и эксплуатация [ править ]

Гиппарх был профинансирован и управляется под общим руководством спутника Европейского космического агентства . Основными промышленными подрядчиками были Matra Marconi Space (ныне EADS Astrium ) и Alenia Spazio (ныне Thales Alenia Space ).

Другие аппаратные компоненты были поставлены следующим образом: зеркало для объединения лучей от REOSC в Сен-Пьер-дю-Перре; сферические, складывающиеся и переключающие зеркала от Carl Zeiss AG в Оберкохене ; внешние рассеивающие перегородки от CASA в Мадриде ; модулирующая сетка от CSEM в Невшателе ; система управления механизмом и электроника терморегулирования от Dornier Satellite Systems во Фридрихсхафене ; оптические фильтры, экспериментальные конструкции и система ориентации и управления орбитой из Matra Marconi Space в Велизи ; механизмы переключения инструментов от Oerlikon-Contraves в Цюрихе; трубка рассекателя изображения и детекторы фотоумножителей, собранные Голландской организацией космических исследований ( SRON ) в Нидерландах; механизм сборки перефокусировки, разработанный TNO-TPD в Делфте ; подсистема электропитания от British Aerospace в Бристоле ; система управления структурой и реакцией от Daimler-Benz Aerospace в Бремене ; солнечные батареи и система терморегулирования от Fokker Space System в Лейдене ; система обработки данных и телекоммуникации от Saab Ericsson Space в Гетеборге; и апогейный наддувный двигатель от SEP во Франции. Группы из Института астрофизики в Льеже и Лаборатории пространственной астрономии в Марселе внесли свой вклад в процедуры тестирования оптических характеристик, калибровки и юстировки; Captec в Дублине и Logica в Лондоне внесли свой вклад в программное обеспечение и калибровку на борту.

Гиппарх спутник был запущен (с прямого спутникового вещания ТВ-SAT2 в качестве со-пассажир) на качестве Ariane  4 ракеты - носителя, полета V33, из Куру , Французская Гвиана, 8 августа 1989 года , запускаемых на геостационарную орбиту передачи , в Mage- Разгонный двигатель в апогее 2 не сработал, и намеченная геостационарная орбита так и не была достигнута. Однако с добавлением дополнительных наземных станций, помимо центра управления операциями ЕКА в ESOC в Германии , спутник успешно работал на своей геостационарной переходной орбите в течение почти 3,5 лет. В конце концов, все первоначальные цели миссии были перевыполнены.

Включая оценку научной деятельности, связанной со спутниковыми наблюдениями и обработкой данных, миссия Hipparcos обошлась примерно в 600 миллионов евро (в экономических условиях 2000 года), и в ее выполнении приняли участие около 200 европейских ученых и более 2000 человек в европейской промышленности.

Каталог входных данных Hipparcos [ править ]

Спутниковые наблюдения основывались на заранее определенном списке целевых звезд. Звезды наблюдались во время вращения спутника с помощью чувствительной области детектора трубки-диссектора. Этот заранее определенный звездный список сформировал входной каталог Hipparcos (HIC): каждая звезда в окончательном каталоге Hipparcos содержалась во входном каталоге. [5] Каталог исходных материалов был составлен Консорциумом INCA в период с 1982 по 1989 год, завершен перед запуском и опубликован как в цифровом, так и в печатном виде. [6]Хотя он полностью заменен результатами, полученными со спутника, он, тем не менее, включает дополнительную информацию о нескольких компонентах системы, а также компиляцию лучевых скоростей и спектральных классов, которые, не наблюдаемые спутником, не были включены в опубликованный каталог Hipparcos .

Ограничения на общее время наблюдений и на однородность звезд на небесной сфере для спутниковых операций и анализа данных привели к созданию Входного каталога примерно из 118 000 звезд. Он объединил два компонента: во-первых, обзор около 58 000 объектов как можно более полного до следующих предельных величин: V <7.9 + 1.1sin | b | для спектральных классов до G5 и V <7.3 + 1.1sin | b | для спектральных классов позже G5 (b - галактическая широта). Звезды, составляющие этот опрос, отмечены в каталоге Hipparcos .

Второй компонент состоял из дополнительных звезд, выбранных в соответствии с их научным интересом, ни одна из которых не была слабее, чем V = 13 mag. Они были отобраны из примерно 200 научных предложений, представленных на основе Приглашения к подаче предложений, выпущенного ЕКА в 1982 году, и были определены по приоритету Комитетом по отбору научных предложений в консультации с Консорциумом исходных каталогов. Этот выбор должен был сбалансировать «априорный» научный интерес и ограничивающую величину программы наблюдений, общее время наблюдений и ограничения однородности неба.

Сокращение данных [ править ]

Для основных результатов миссии анализ данных проводился двумя независимыми научными группами, NDAC и FAST, в которых вместе участвовало около 100 астрономов и ученых, в основном из европейских институтов (государств-членов ESA). Анализ, основанный на почти 1000 Гбит спутниковых данных, собранных за 3,5 года, включал комплексную систему перекрестной проверки и проверки и подробно описан в опубликованном каталоге.

Подробная оптическая калибровочная модель была включена для отображения на карте преобразования координат неба в инструментальные координаты. Его адекватность может быть подтверждена подробными остатками измерений. Орбита Земли и орбита спутника относительно Земли были важны для описания местоположения наблюдателя в каждую эпоху наблюдений и предоставлялись соответствующими эфемеридами Земли в сочетании с точной дальностью спутников. Поправки из-за специальной теории относительности ( звездная аберрация ) использовали соответствующую скорость спутника. Модификации из-за общего релятивистского изгиба света были значительными (4 миллисекунды на 90 ° к эклиптике) и исправлены с учетом детерминированного допущения γ = 1 в формализме PPN. Остатки были исследованы, чтобы установить пределы любых отклонений от этого общего релятивистского значения, и никаких существенных расхождений обнаружено не было.

Справочная система Hipparcos [ править ]

Спутниковые наблюдения по существу дали очень точные относительные положения звезд относительно друг друга в течение периода измерений (1989–93). В отсутствие прямых наблюдений за внегалактическими источниками (помимо маргинальных наблюдений квазара 3C273 ) полученная жесткая система отсчета была преобразована в инерциальную систему отсчета, связанную с внегалактическими источниками. Это позволяет напрямую соотносить исследования на разных длинах волн с данными Hipparcos.звезд и гарантирует, что собственные движения каталога, насколько это возможно, кинематически не вращаются. Определение соответствующих трех углов вращения твердого тела и трех зависящих от времени скоростей вращения было проведено и завершено до публикации каталога. Это привело к точной, но косвенной связи с инерциальной внегалактической системой отсчета. [7]

Типичная точность каталогов FK5, Hipparcos , Tycho-1 и Tycho-2 как функция времени. Зависимости Tycho-1 показаны для двух репрезентативных величин. Для Тихо-2 типичная ошибка собственного движения в 2,5 миллисекунды применима как к ярким звездам (позиционная ошибка в J1991,25 составляет 7 миллисекунд), так и к слабым звездам (позиционная ошибка в J1991,25 составляет 60 миллисекунд).

Были включены и должным образом взвешены различные методы для установления связи с этой системой координат до публикации каталога: интерферометрические наблюдения радиозвезд с помощью сетей VLBI, MERLIN и VLA ; наблюдения квазаров относительно звезд Hipparcos с использованием ПЗС , фотографических пластинок и космического телескопа Хаббла ; фотографические программы для определения собственных движений звезд относительно внегалактических объектов (Бонн, Киев, Лик, Потсдам, Йель / Сан-Хуан); и сравнение параметров вращения Земли, полученных с помощью РСДБ и наземных оптических наблюдений Hipparcosзвезды. Несмотря на то, что они сильно различались с точки зрения инструментов, методов наблюдения и задействованных объектов, различные методы, как правило, согласовывались с точностью до 10 миллисекунд при ориентации и 1 миллисекунд в год при вращении системы. При соответствующем взвешивании оси координат, определенные в опубликованном каталоге, считаются выровненными с внегалактическим радиокадром с точностью до ± 0,6 миллисекунд в эпоху J1991.25 и не вращающимися относительно далеких внегалактических объектов с точностью до ± 0,25. миллисекунд-сек / год.

Затем были построены каталоги Hipparcos и Tycho таким образом, чтобы система отсчета Hipparcos совпадала с точностью до неопределенности наблюдений с Международной небесной системой отсчета (ICRS) и представляла лучшие оценки на момент завершения каталога (в 1996 г.). Таким образом, полученная система отсчета Hipparcos является материализацией ICRS в оптике. Он расширяет и улучшает систему J2000 ( FK5 ), сохраняя приблизительно глобальную ориентацию этой системы, но без ее региональных ошибок.

Двойные и кратные звезды [ править ]

Несмотря на огромное астрономическое значение, двойные звезды и множественные звезды значительно усложнили наблюдения (из-за конечного размера и профиля чувствительного поля зрения детектора) и анализа данных. Обработка данных классифицировала астрометрические решения следующим образом:

  • одинарные звезды: 100 038 записей, из которых 6763 были отмечены как подозреваемые двойные
  • Компонентные решения (Приложение C): 13 211 записей, включая 24 588 компонентов в 12 195 решениях
  • решения для ускорения (приложение G): 2622 решения
  • орбитальные решения (Приложение O): 235 записей
  • двигатели, вызванные изменчивостью (Приложение V): 288 записей
  • стохастические решения (Приложение X): 1561 запись
  • нет действительного астрометрического решения: 263 записи (из которых 218 были отмечены как подозреваемые двойные)

Если двойная звезда имеет длинный орбитальный период, такой, что нелинейные движения фотоцентра были незначительными в течение короткого (3-летнего) периода измерения, двойная природа звезды не была бы распознана Hipparcos , но могла бы проявиться как Hipparcosсобственное движение не соответствует тем, которые были установлены на основе длительных временных базовых программ правильного движения на земле. Фотоцентрические движения более высокого порядка могут быть представлены с помощью 7-параметрической или даже 9-параметрической модели (по сравнению со стандартной 5-параметрической моделью), и обычно такие модели могут быть улучшены по сложности до тех пор, пока не будут получены подходящие соответствия. Полная орбита, требующая 7 элементов, была определена для 45 систем. Орбитальные периоды, близкие к одному году, могут вырождаться из-за параллакса, что приводит к ненадежным решениям для обоих. Системы тройного и более высокого порядка создавали дополнительные проблемы для обработки данных.

Фотометрические наблюдения [ править ]

Фотометрические данные высочайшей точности были предоставлены в качестве побочного продукта астрометрических наблюдений основной миссии. Они были сделаны в широкой полосе пропускания видимого света, специфичной для Hipparcos , и обозначены как Hp. Средняя фотометрическая точность для Hp <9 ​​mag составляла 0,0015 mag, с типичными 110 отдельными наблюдениями на звезду в течение 3,5-летнего периода наблюдений. В рамках сокращения данных и создания каталога новые переменные были идентифицированы и обозначены соответствующими переменными звездообразными идентификаторами. Переменные звезды были классифицированы как периодические или нерешенные переменные; первые были опубликованы с оценками их периода, амплитуды изменчивости и типа изменчивости. Всего было обнаружено 11 597 переменных объектов, из которых 8237 были классифицированы как переменные. Есть, например, 273Цефеид , 186 переменных RR Lyr , 108 переменных Дельта Щита и 917 затменных двойных звезд . Наблюдения с помощью звездного картографа, составляющие каталог Tycho (и Tycho-2), предоставили два цвета, примерно B и V в фотометрической системе Johnson UBV , важные для спектральной классификации и определения эффективной температуры .

Лучевые скорости [ править ]

Классическая астрометрия касается только движений в плоскости неба и игнорирует лучевую скорость звезды , то есть ее движение в пространстве вдоль луча зрения. Несмотря на то, что он имеет решающее значение для понимания кинематики звезд и, следовательно, динамики населения, его влияние обычно незаметно для астрометрических измерений (в плоскости неба), и поэтому его обычно игнорируют в крупномасштабных астрометрических обзорах. На практике это можно измерить как доплеровский сдвиг спектральных линий. Однако более строго, лучевая скорость действительно входит в строгую астрометрическую формулировку. В частности, пространственная скорость вдоль луча зрения означает, что преобразование от тангенциальной линейной скорости к (угловому) собственному движениюэто функция времени. Результирующий эффект векового или перспективного ускорения - это интерпретация поперечного ускорения, фактически возникающего из чисто линейной пространственной скорости со значительной радиальной составляющей, с позиционным эффектом, пропорциональным произведению параллакса, собственного движения и радиальной скорости. На уровнях точности Hipparcos он имеет (маргинальное) значение только для ближайших звезд с наибольшими лучевыми скоростями и собственными движениями, но был учтен в 21 случае, для которых накопленный позиционный эффект за два года превышает 0,1 миллисекунды дуги. Лучевые скорости для каталога HipparcosЗвезды, в той степени, в какой они известны в настоящее время из независимых наземных исследований, можно найти в астрономической базе данных Страсбургского центра астрономических исследований .

Отсутствие надежных расстояний для большинства звезд означает, что угловые измерения, выполненные астрометрически в плоскости неба, обычно не могут быть преобразованы в истинные космические скорости в плоскости неба. По этой причине астрометрия характеризует поперечные движения звезд в угловой мере (например, угловые секунды в год), а не в км / с или в эквиваленте. Точно так же типичное отсутствие надежных лучевых скоростей означает, что поперечное пространственное движение (если оно известно) в любом случае является лишь компонентом полной трехмерной пространственной скорости.

Опубликованные каталоги [ править ]

Равнопрямоугольный график склонения и прямого восхождения звезд ярче 5 видимой величины в Каталоге Hipparcos, закодированный по спектральному типу и видимой величине, относительно современных созвездий и эклиптики.

Окончательный каталог Hipparcos стал результатом критического сравнения и объединения двух анализов (консорциумов NDAC и FAST) и содержит 118 218 записей (звезды или множественные звезды), что соответствует в среднем примерно трем звездам на квадратный градус всего неба. . [8] Средняя точность пяти астрометрических параметров (Hp <9 ​​mag) превысила первоначальные цели миссии и составляет 0,6–1,0 мсек. Дуги. Было определено, что около 20 000 расстояний лучше 10%, а 50 000 - лучше 20%. Предполагаемое отношение внешних ошибок к стандартным составляет ≈1,0–1,2, а расчетные систематические ошибки ниже 0,1 мсек. Дуги. Число раскрытых или предполагаемых двойных или кратных звезд - 23 882. [9]Фотометрические наблюдения дали многоэпоховую фотометрию со средним числом 110 наблюдений на одну звезду и средней фотометрической точностью (Hp <9 ​​mag) 0,0015 звездной величины, при этом 11 597 записей были определены как переменные или, возможно, переменные. [10]

Для результатов звездного картографа анализ данных был проведен Консорциумом анализа данных Tycho (TDAC). Каталог Tycho включает более одного миллиона звезд с астрометрией 20–30 миллисекунд и двухцветной (полосы B и V) фотометрией. [11]

Окончательные каталоги Hipparcos и Tycho были завершены в августе 1996 года. Каталоги были опубликованы ЕКА от имени научных групп в июне 1997 года [12].

Более обширный анализ данных звездного картографа (Tycho) позволил выделить дополнительные тусклые звезды из потока данных. В сочетании с данными наблюдений на старых фотопластинках, сделанными несколькими десятилетиями ранее в рамках программы Astrographic Catalog , в 2000 г. был опубликован Каталог Tycho-2, содержащий более 2,5 миллионов звезд (и полностью заменяющий исходный Каталог Tycho) [13].

В Hipparcos и каталоги Tycho-1 были использованы для создания Millennium Star Атлас : все небо атлас одного миллиона звезд до визуальной величины 11. Некоторые 10000 незвездной объекты, также включены в дополнение к данным каталога. [14]

Между 1997 и 2007 годами продолжались исследования тонких эффектов в ориентации спутника и калибровке инструментов. Был изучен ряд эффектов в данных, которые не были полностью учтены, например, скачки фазы сканирования и скачки ориентации, вызванные микрометеороидами. В конечном итоге было предпринято повторное сокращение связанных этапов анализа. [15] Это привело к повышению астрометрической точности для звезд ярче, чем Hp = 9,0 звездной величины, достигающей примерно трех раз для самых ярких звезд (Hp <4,5 звездной величины), а также подчеркивает вывод о том, что Каталог Hipparcos в том виде, в котором он был первоначально опубликован, обычно надежен в пределах указанной точности.

Все данные каталога доступны в Интернете в Страсбургском астрономическом центре .

Научные результаты [ править ]

Результаты Hipparcos повлияли на очень широкий спектр астрономических исследований, которые можно разделить на три основные темы:

  1. обеспечение точной системы отсчета: это позволило провести последовательную и строгую повторную редукцию исторических астрометрических измерений, в том числе измерений с пластин Шмидта, меридианных кругов, астрографического каталога 100-летней давности и 150 -летних измерений ориентации Земли. Это, в свою очередь, позволило получить плотную опорную основу с высокоточными долгосрочными собственными движениями ( Каталог Tycho-2 ). Сокращение текущих современных данных обзора привело к получению плотного каталога UCAC2 Военно- морской обсерватории США в той же системе отсчета и улучшенных астрометрических данных из последних обзоров, таких как Sloan Digital Sky Survey и 2MASS.. В высокоточной системе отсчета подразумевается измерение гравитационного линзирования, а также обнаружение и характеристика двойных и кратных звезд;
  2. ограничения на звездную структуру и звездную эволюцию : точные расстояния и светимости 100000 звезд предоставили наиболее полный и точный набор данных фундаментальных звездных параметров на сегодняшний день, налагая ограничения на внутреннее вращение, диффузию элементов, конвективные движения и астерсейсмологию . В сочетании с теоретическими моделями и другими данными он дает эволюционные массы, радиусы и возраст для большого числа звезд, охватывающих широкий диапазон эволюционных состояний;
    Художественная концепция нашей галактики Млечный Путь , показывающая два выступающих спиральных рукава, прикрепленных к концам толстой центральной перемычки. Компания Hipparcos с большой точностью нанесла на карту множество звезд в окрестностях Солнца, хотя это лишь небольшая часть звезд в галактике.
  3. Галактическая кинематика и динамика: равномерные и точные расстояния и собственные движения обеспечили существенный прогресс в понимании звездной кинематики и динамической структуры окрестностей Солнца, начиная от наличия и эволюции скоплений, ассоциаций и движущихся групп, наличия резонанса движения, обусловленные центральной перемычкой и спиральными рукавами Галактики , определение параметров, описывающих вращение галактики , различение населения диска и гало, свидетельства аккреции гало и измерение космических движений убегающих звезд , шаровых скоплений и многих других типов звезда.

Связанный с этими основными темами, Hipparcos предоставил результаты по столь же разнообразным темам, как наука о Солнечной системе, включая определение массы астероидов, вращение Земли и колебание Чендлера ; внутреннее строение белых карликов ; массы коричневых карликов ; характеристика внесолнечных планет и их родительских звезд; высота Солнца над средней плоскостью Галактики; возраст Вселенной ; звездных начальной массы функций и формирования звезд ставки; и стратегии поиска внеземного разума. Высокоточная многоэлементная фотометрия использовалась для измерения переменности и звездных пульсаций во многих классах объектов. В Hipparcos и Tycho каталоги теперь обычно используются для точечных наземных телескопов, навигационных космических полетов, а также управлять общественными планетариями.

С 1997 года было опубликовано несколько тысяч научных статей с использованием каталогов Hipparcos и Tycho . Подробный обзор научной литературы Hipparcos за период 1997–2007 гг. Был опубликован в 2009 г. [16], а популярный отчет о проекте - в 2010 г. [3] Некоторые примеры заметных результатов включают (перечисленные в хронологическом порядке):

  • исследования вращения Галактики по переменным цефеид [17]
  • природа переменных Delta Scuti [18]
  • исследования местной звездной кинематики [19]
  • проверка соотношения масса-радиус белого карлика [20]
  • структура и динамика скопления Гиад [21]
  • кинематика звезд Вольфа – Райе и убегающих звезд O-типа [22]
  • субкарликовые параллаксы: богатые металлами кластеры и толстый диск [23]
  • тонкая структура сгустка красных гигантов и соответствующие определения расстояний [24]
  • неожиданное распределение звездных скоростей в искривленном галактическом диске [25]
  • подтверждая смещение Лутца – Келкера измерения параллакса [26]
  • уточнение констант Оорта и Галактики [27]
  • Темная материя диска Галактики, кратер от столкновения с Землей и закон больших чисел [28]
  • вертикальное движение и расширение пояса Гулда [29]
  • использование гамма-всплесков в качестве маркеров направления и времени в стратегиях SETI [30]
  • свидетельство слияния галактик в ранней истории формирования Млечного Пути [31]
  • изучение близлежащих ассоциаций акушерства [32]
  • близкое сближение звезд с Солнечной системой [33]
  • исследования орбит и масс двойных звезд [34]
  • в HD - 209458 планетарных транзитов [35]
  • формирование звездного гало Галактики и толстого диска [36]
  • локальная плотность вещества в Галактике и предел Оорта [37]
  • эпохи ледникового периода и путь Солнца через Галактику [38]
  • локальная кинематика K- и M-гигантов и концепция сверхскоплений [39]
  • улучшенная система отсчета для долгосрочных исследований вращения Земли [40]
  • локальное поле звездных скоростей в Галактике [41]
  • Идентификация двух возможных «братьев и сестер» Солнца (HIP 87382 и HIP 47399), которые должны быть изучены для доказательства существования экзопланет [42]

Споры о расстоянии Плеяд [ править ]

Одним из спорных результатов была полученная близость, примерно в 120 парсеков, скопления Плеяд , установленная как на основании исходного каталога [43], так и на основе пересмотренного анализа. [15] Это было оспорено различными другими недавними работами, согласно которым среднее расстояние между кластерами составляет около 130 парсеков. [44] [45] [46] [47]

Согласно статье 2012 года аномалия была вызвана использованием взвешенного среднего, когда существует корреляция между расстояниями и ошибками расстояний для звезд в скоплениях. Это решается с помощью невзвешенного среднего. Когда дело касается звездных скоплений, в данных Hipparcos нет систематической ошибки. [48]

В августе 2014 г. несоответствие кластерного расстояния 120,2 ± 1,5 парсека (пк) по измерениям Hipparcos и расстоянием133,5 ± 1,2 пк, полученное другими методами, было подтверждено измерениями параллакса, выполненными с помощью VLBI , [49] которые дали136,2 ± 1,2 пк , наиболее точное и точное расстояние, представленное для скопления.

Полярная звезда [ править ]

Еще одна дискуссия о расстоянии, которую ведет Hipparcos, - это расстояние до звезды Полярная.

Люди [ править ]

  • Пьер Лакрут ( Страсбургская обсерватория ): автор космической астрометрии в 1967 г.
  • Майкл Перриман : научный сотрудник проекта ЕКА (1981–1997) и руководитель проекта во время спутниковых операций (1989–1993).
  • Катрин Турон (Observatoire de Paris-Meudon): руководитель Консорциума входных каталогов
  • Эрик Хёг: лидер Консорциума TDAC
  • Леннарт Линдегрен ( Обсерватория Лунда ): лидер Консорциума NDAC
  • Жан Ковалевский: лидер Консорциума FAST
  • Адриан Блаау : председатель комитета по отбору программ наблюдений
  • Научная группа Hipparcos: Ули Бастиан, Пьерлуиджи Бернакка, Мишель Крезе, Франческо Донати, Мишель Гренон, Майкл Грюинг, Эрик Хёг, Жан Ковалевски, Флор ван Леувен, Леннарт Линдегрен, Ганс ван дер Марель, Франсуа Миньяр , Эндрю Мюррей, Майкл Перри (председатель ), Рудольф Ле Пул, Ханс Шрайвер, Катрин Турон
  • Франко Эмилиани: руководитель проекта ЕКА (1981–85)
  • Хамид Хасан: руководитель проекта ЕКА (1985–89)
  • Дитмар Хегер: менеджер по эксплуатации космических аппаратов ЕКА / ESOC
  • Мишель Буффар: руководитель проекта Matra Marconi Space
  • Бруно Стрим: менеджер проекта Alenia Spazio

См. Также [ править ]

  • Гайя , повторная миссия запущена в 2013 г.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Европейское космическое агентство (июнь 1997 г.). "Каталоги Hipparcos и Tycho" (PDF) . ЕКА . Архивировано из оригинального (PDF) 16 июня 2015 года . Проверено 16 июня 2014 .
  2. ^ a b c d e f g h i j k "Детали спутника HIPPARCOS 1989-062B NORAD 20169" . N2YO. 16 июня 2015 . Дата обращения 16 июня 2015 .
  3. ^ a b Перриман, Майкл (2010). Ханна, Рамон (ред.). Создание величайшей звездной карты в истории . Вселенная астрономов. Гейдельберг: Springer-Verlag . Bibcode : 2010mhgs.book ..... P . DOI : 10.1007 / 978-3-642-11602-5 . ISBN 9783642116018.
  4. ^ Lacroute, P. (1967). «Труды 13-й Генеральной Ассамблеи». Труды Международного астрономического союза . XIIIB: 63.
  5. ^ Turon, C .; и другие. (1995). «Свойства входного каталога Hipparcos». Астрономия и астрофизика . 304 : 82–93. Бибкод : 1995A & A ... 304 ... 82T .
  6. ^ Турон, Кэтрин; и другие. (1992). Каталог исходных материалов Hipparcos, ESA SP-1136 (7 томов) . Европейское космическое агентство.
  7. ^ Ковалевский, J .; и другие. (1997). «Каталог Hipparcos как реализация внегалактической системы отсчета». Астрономия и астрофизика . 323 : 620–633. Bibcode : 1997A & A ... 323..620K .
  8. ^ Перриман, MAC; и другие. (1997). "Каталог Hipparcos". Астрономия и астрофизика . 323 : L49 – L52. Bibcode : 1997A & A ... 323L..49P .
  9. ^ Lindegren, L .; и другие. (1997). «Данные о двойных звездах в каталоге Hipparcos». Астрономия и астрофизика . 323 : L53 – L56. Bibcode : 1997A & A ... 323L..53L .
  10. ^ Van Leeuwen, F .; и другие. (1997). «Миссия Hipparcos: фотометрические данные». Астрономия и астрофизика . 323 : L61 – L64. Bibcode : 1997A & A ... 323L..61V .
  11. ^ Høg, E .; и другие. (1997). "Каталог Тихо". Астрономия и астрофизика . 323 : L57 – L60. Bibcode : 1997A & A ... 323L..57H .
  12. ^ Европейское космическое агентство (1997). Каталоги Hipparcos и Tycho . Нордвейк, Нидерланды: Отдел публикаций ЕКА. ISBN 978-92-9092-399-2.
  13. ^ Høg, E .; и другие. (2000). «Каталог« Тихо-2 »2,5 миллиона ярчайших звезд». Астрономия и астрофизика . 355 : L27 – L30. Бибкод : 2000A & A ... 355L..27H . DOI : 10.1888 / 0333750888/2862 . ISBN 978-0333750889.
  14. ^ Синнотт, Роджер; Перриман, Майкл (1997). Атлас звезды тысячелетия . Sky Publishing Corporation и Европейское космическое агентство. ISBN 978-0-933346-83-3.
  15. ^ a b Ван Левен, Этаж (2007). Hipparcos, Новое сокращение исходных данных . Спрингер, Дордрехт. ISBN 978-1-4020-6341-1.
  16. ^ Перриман, Майкл (2009). Астрономические приложения астрометрии: десять лет использования спутниковых данных Hipparcos . Издательство Кембриджского университета. п. 692. ISBN. 978-0-521-51489-7.
  17. ^ Праздник, МВт; Уайтлок, Пенсильвания (1997). «Галактическая кинематика цефеид из собственных движений Гиппарка». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 291 (4): 683–693. arXiv : astro-ph / 9706293 . Bibcode : 1997MNRAS.291..683F . DOI : 10.1093 / MNRAS / 291.4.683 . S2CID 17704884 . 
  18. ^ Høg, E .; Петерсен, JO (1997). «Параллаксы Hipparcos и природа звезд дельты Щита». Астрономия и астрофизика . 323 : 827–830. Bibcode : 1997A & A ... 323..827H .
  19. ^ Dehnen, W .; Бинни, Дж. Дж. (1998). «Местная звездная кинематика по данным Hipparcos». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 298 (2): 387–394. arXiv : astro-ph / 9710077 . Bibcode : 1998MNRAS.298..387D . DOI : 10.1046 / j.1365-8711.1998.01600.x . S2CID 15936627 . 
  20. ^ Провансальский, JL; и другие. (1998). «Проверка связи массы-радиуса белого карлика с помощью Hipparcos». Астрофизический журнал . 494 (2): 759–767. Bibcode : 1998ApJ ... 494..759P . CiteSeerX 10.1.1.44.7051 . DOI : 10.1086 / 305238 . 
  21. ^ Перриман, MAC; и другие. (1998). «Гиады: расстояние, структура, динамика, возраст». Астрономия и астрофизика . 331 : 81–120. arXiv : astro-ph / 9707253 . Bibcode : 1998a & A ... 331 ... 81P .
  22. ^ Моффат, AFJ; и другие. (1998). «Звезды Вольфа-Райе и побеги O-звезд с Hipparcos Kinematics». Астрономия и астрофизика . 331 : 949–958. Bibcode : 1998A&A ... 331..949M .
  23. Перейти ↑ Reid, IN (1998). «Субкарликовые параллаксы Hipparcos: богатые металлами скопления и толстый диск» . Астрономический журнал . 115 (1): 204–228. Bibcode : 1998AJ .... 115..204R . DOI : 10.1086 / 300167 .
  24. ^ Girardi, L .; и другие. (1998). «Тонкая структура скопления красных гигантов по данным Hipparcos и определение расстояния на основе его средней величины». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 301 (1): 149–160. arXiv : astro-ph / 9805127 . Bibcode : 1998MNRAS.301..149G . DOI : 10.1046 / j.1365-8711.1998.02011.x . S2CID 14940616 . 
  25. ^ Смарт, RL; и другие. (1998). «Неожиданное распределение звездных скоростей в искривленном диске Галактики». Природа . 392 (6675): 471–473. Bibcode : 1998Natur.392..471S . DOI : 10,1038 / 33096 . S2CID 4338652 . 
  26. ^ Oudmaijer, Рене Д .; Groenewegen, Martin AT; Шрайвер, Ганс (1998). «Смещение Лутца-Келкера в тригонометрических параллаксах». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 294 (3): L41 – L46. arXiv : astro-ph / 9801093 . Bibcode : 1998MNRAS.294L..41O . DOI : 10.1046 / j.1365-8711.1998.01409.x .
  27. ^ Olling, RP; Меррифилд, MR (1998). «Уточнение Оорта и Галактических констант». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 297 (3): 943–952. arXiv : astro-ph / 9802034 . Bibcode : 1998MNRAS.297..943O . DOI : 10.1046 / j.1365-8711.1998.01577.x . S2CID 196448 . 
  28. ^ Stothers, RB (1998). «Темная материя диска Галактики, кратер от столкновения с Землей и закон больших чисел» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 300 (4): 1098–1104. Bibcode : 1998MNRAS.300.1098S . DOI : 10.1046 / j.1365-8711.1998.02001.x .
  29. ^ Comerón, F. (1999). «Вертикальное движение и расширение пояса Гулда». Астрономия и астрофизика . 351 : 506–518. Бибкод : 1999A & A ... 351..506C .
  30. Перейти ↑ Corbet, RHD (1999). «Использование гамма-всплесков в качестве указателей направления и времени в стратегиях SETI». Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 111 (761): 881–885. arXiv : astro-ph / 9904268 . Bibcode : 1999PASP..111..881C . DOI : 10.1086 / 316395 . S2CID 8349408 . 
  31. ^ Helmi, A .; и другие. (1999). «Потоки мусора в окрестностях Солнца как реликвии образования Млечного Пути». Природа . 402 (6757): 53–55. arXiv : astro-ph / 9911041 . Bibcode : 1999Natur.402 ... 53H . DOI : 10.1038 / 46980 . S2CID 2945433 . 
  32. ^ de Zeeuw, PT; и другие. (1999). «Перепись Hipparcos близлежащих ассоциаций OB». Астрономический журнал . 117 (1): 354–399. arXiv : astro-ph / 9809227 . Bibcode : 1999AJ .... 117..354D . DOI : 10.1086 / 300682 . S2CID 16098861 . 
  33. ^ Гарсия Санчес, Дж .; и другие. (1999). «Звездные встречи с Облаком Оорта на основе данных Hipparcos». Астрономический журнал . 117 (2): 1042–1055. Bibcode : 1999AJ .... 117.1042G . DOI : 10.1086 / 300723 .
  34. ^ Söderhjelm, S. (1999). "Визуальные бинарные орбиты и массы после Hipparcos". Астрономия и астрофизика . 341 : 121–140. Бибкод : 1999A & A ... 341..121S .
  35. ^ Робишон, N .; Арену, Ф. (2000). «Планетарные транзиты HD209458 по фотометрии Hipparcos». Астрономия и астрофизика . 355 : 295–298. Бибкод : 2000A & A ... 355..295R .
  36. ^ Чиба, М .; Пиво, TC (2000). «Кинематика бедных металлом звезд в Галактике. III. Формирование звездного гало и толстого диска, выявленное на большой выборке некинематически выбранных звезд». Астрономический журнал . 119 (6): 2843–2865. arXiv : astro-ph / 0003087 . Bibcode : 2000AJ .... 119.2843C . DOI : 10.1086 / 301409 . S2CID 16620828 . 
  37. ^ Holmberg, J .; Флинн, К. (2000). «Локальная плотность вещества, нанесенная на карту Hipparcos». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 313 (2): 209–216. arXiv : astro-ph / 9812404 . Bibcode : 2000MNRAS.313..209H . DOI : 10.1046 / j.1365-8711.2000.02905.x . S2CID 16868380 . 
  38. ^ Gies, DR; Хелсель, JW (2005). «Эпохи ледникового периода и путь Солнца по Галактике». Астрофизический журнал . 626 (2): 844–848. arXiv : astro-ph / 0503306 . Bibcode : 2005ApJ ... 626..844G . DOI : 10.1086 / 430250 . S2CID 14341982 . 
  39. ^ Famaey, B .; и другие. (2005). «Локальная кинематика K- и M-гигантов по данным Coravel, Hipparcos и Tycho-2. Возвращаясь к концепции сверхскоплений». Астрономия и астрофизика . 430 (1): 165–186. arXiv : astro-ph / 0409579 . Бибкод : 2005A & A ... 430..165F . DOI : 10.1051 / 0004-6361: 20041272 . S2CID 17804304 . 
  40. ^ Vondrák, J .; Стефка, В. (2007). «Объединенный астрометрический каталог EOC-3. Улучшенная система отсчета для долгосрочных исследований вращения Земли» . Астрономия и астрофизика . 463 (2): 783–788. Бибкод : 2007A & A ... 463..783V . DOI : 10.1051 / 0004-6361: 20065846 .
  41. ^ Макаров, В.В.; Мерфи, DW (2007). «Локальное поле звездных скоростей через векторные сферические гармоники». Астрономический журнал . 134 (1): 367–375. arXiv : 0705.3267 . Bibcode : 2007AJ .... 134..367M . DOI : 10.1086 / 518242 . S2CID 14934757 . 
  42. ^ «Поиск брата и сестры Солнца может найти кузена жизни: Новости открытия» . News.discovery.com. 9 апреля 2012 . Проверено 17 августа 2012 года .
  43. ^ Ван Leeuwen, F. (1999). «Калибровка расстояний Hipparcos для 9 рассеянных скоплений». Астрономия и астрофизика . 341 : L71 – L74. Бибкод : 1999A & A ... 341L..71V .
  44. ^ Пинсонно, MH; и другие. (1998). "Проблема расстояний Hipparcos до рассеянных скоплений. I. Ограничения от многоцветной подгонки главной последовательности". Астрофизический журнал . 504 (1): 170–191. arXiv : astro-ph / 9803233 . Bibcode : 1998ApJ ... 504..170P . DOI : 10.1086 / 306077 . S2CID 14224434 . 
  45. ^ Пан, XP; и другие. (2004). «Расстояние 133–137 пк до звездного скопления Плеяды». Природа . 427 (6972): 326–328. Bibcode : 2004Natur.427..326P . DOI : 10,1038 / природа02296 . PMID 14737161 . S2CID 4383850 .  
  46. ^ Персиваль, SM; и другие. (2005). «Расстояние до Плеяд. Соответствие главной последовательности в ближнем инфракрасном диапазоне». Астрономия и астрофизика . 429 (3): 887–894. arXiv : astro-ph / 0409362 . Бибкод : 2005A & A ... 429..887P . DOI : 10.1051 / 0004-6361: 20041694 . S2CID 14842664 . 
  47. ^ Содерблом, DR; и другие. (2005). «Подтверждение ошибок в параллаксах Hipparcos из астрометрии Плеяд космического телескопа Хаббла FGS». Астрономический журнал . 129 (3): 1616–1624. arXiv : astro-ph / 0412093 . Bibcode : 2005AJ .... 129.1616S . DOI : 10.1086 / 427860 . S2CID 15354711 . 
  48. ^ Чарльз Фрэнсис; Эрик Андерсон (2012). «XHIP-II: Кластеры и ассоциации». Письма об астрономии . 38 (11): 681–693. arXiv : 1203,4945 . Bibcode : 2012AstL ... 38..681F . DOI : 10.1134 / S1063773712110023 . S2CID 119285733 . 
  49. ^ Мелис, C; и другие. (2014). «Разрешение VLBI спора о расстоянии Плеяд». Наука . 345 (6200): 1029–1032. arXiv : 1408,6544 . Bibcode : 2014Sci ... 345.1029M . DOI : 10.1126 / science.1256101 . PMID 25170147 . S2CID 34750246 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Миссия космической астрометрии Hipparcos в ЕКА
  • Каталоги Hipparcos и Tycho в Центре астрономических данных CASU, Институт астрономии, Кембриджский университет
  • Главный каталог Hipparcos и каталог Tycho-1 на CDS в Страсбурге