астрометрия - Astrometry


Из Википедии, свободной энциклопедии
Иллюстрация использования интерферометрии в оптическом диапазоне длин волн , чтобы определить точные позиции звезд. Предоставлено NASA / JPL-Caltech

Астрометрия является ветвью астрономии , которая включает в себя точные измерения положений и движений звезд и других небесных тел . Информация , полученная астрометрическими измерения дает информацию о кинематике и физического происхождении Солнечной системы и нашей галактике , в Млечном Пути .

история

Концепция искусство для TAU космических аппаратов , А эпоха исследование 1980 - й лет , которые использовали бы межзвездный зонд - предшественник , чтобы расширить базовую линию для вычисления звездного параллакса в поддержке Астрометрии

История астрометрии связана с историей звездных каталогов , которые дали астрономам ориентиры для объектов в небе , чтобы они могли отслеживать их перемещение. Это может быть датировано Гиппарх , который около 190 г. до н.э. использовал каталог своих предшественников Тимохарис и Aristillus обнаружить Земли прецессии . При этом, он также разработал шкалу яркости все еще используется сегодня. Гиппарх составил каталог, по крайней мере , 850 звезд и их позиции. Преемник Гиппарха, Птолемей , включал в себя каталог 1022 звезд в своей работе Альмагест , давая их местоположение, координаты и яркость.

В 10 - м веке, Абд аль-Рахман аль-Суфи проводили наблюдения над звездами и описал свои позиции, магнитуды и звезды цвета ; Кроме того, он представил чертежи для каждого созвездия, которые изображены в его книге неподвижных звезд . Ибн Юнус наблюдал более 10000 записей для положения Солнца в течение многих лет с помощью большой астролябии с диаметром около 1,4 метра. Его наблюдения над затмениями еще использовались веками позже в Саймон Ньюком «исследований s о движении Луны, в то время как другие его наблюдения за движениями планет Юпитер и Сатурн вдохновили Лапласа » s наклонения эклиптики и неравенстве Юпитера и Сатурна . В 15 - м веке, Тимуридов астроном Улугбек составил Зидж- и -Султани , в котором он каталогизированы 1019 звезд. Как и более ранние каталоги Гиппарха и Птолемея, каталог Улугбека, по оценкам, были точны в течение примерно 20 минут дуги .

В 16 - м веке, Tycho Браге используются усовершенствованные инструменты, в том числе больших настенных приборов для измерения звездных позиций более точно , чем ранее, с точностью до 15-35 угловых секунд . Таки ад-Дин измерила прямое восхождение звезд в обсерватории Константинопольского Таки ад-Дин , используя «наблюдательные часы» изобрел он. Когда телескопы стали обычным явлением, настройка кругов ускорило измерения

Джеймс Брэдли сначала попыталась измерить звездные параллаксы в 1729. Звездное движение оказалось слишком незначительным для его телескопа , но вместо этого он открыл аберрацию света и нутацию на оси Земли. Его каталогизация 3222 звезд был усовершенствован в 1807 году Бессель , отец современной астрометрии. Он сделал первое измерение звездного параллакса: 0,3 угловых секунд для двойной звезды 61 Лебедя .

Будучи очень трудно измерить, только около 60 звездных параллаксов были получены в конце 19 - го века, в основном , путем использования Filar микрометра . Астрографы с использованием астрономических фотопластинок ускорили процесс в начале 20 - го века. Автоматизированные пластинчатые измерительные машины и более сложные компьютерные технологии 1960 - х лет позволили более эффективно составлению звёздных каталогов . В 1980 - х годах, приборы с зарядовой связью (ПЗС) заменили фотографические пластины и снижение оптических неопределенностей к одному milliarcsecond. Эта технология сделала астрометрии дешевле, открывая поле для любительской аудитории.

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. Управляется с 1989 по 1993 год, Гиппарх измеряли большие и малые углы на небе с гораздо большей точностью , чем любой из предыдущих оптических телескопов. Во время своего 4-летнего пробега, позиция, параллаксы и собственные движения из 118,218 звездов были определены с беспрецедентной степенью точности. Новый « каталог Tycho » сдвинулся базой данных 1,058,332 в пределах 20-30 мас () угловых миллисекунды. Дополнительные каталоги были собраны для 23,882 двойных / многократных звезд и 11,597 переменных звезд также проанализированных во время миссии Hipparcos.

Сегодня каталог наиболее часто используется USNO-B1.0 , каталог всего неба , который отслеживает надлежащие движения, положение, величину и другие характеристики для более одного миллиарда звездных объектов. В течение последних 50 лет, 7,435 Schmidt камеры пластины были использованы для завершения несколько обзоров неба , которые делают данные в USNO-B1.0 с точностью до 0,2 угловой секунды.

Приложения

Диаграмма , показывающая , как меньший объект (например, экзопланеты ) на орбите более крупного объекта (например, звезды ) может производить изменения в положении и скорости последнего , как они вращаются вокруг их общего центра масс (красного креста).
Движение барицентра солнечной системы по отношению к Солнцу

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 своими уникальными движениями. Это играет важную роль для поддержания времени, в этом UTC , по существу, атомное время синхронизируется с Земли вращения «s с помощью точных астрономических наблюдений. Астрометрия является важным шагом в космическом расстоянии лестницы , поскольку она устанавливает параллакс оценки расстояния для звезд в Млечном Пути .

Астрометрия также используется для поддержки требований внесолнечного обнаружения планеты пути измерения смещения предлагаемых планеты вызывают в очевидном положении их родительской звездой на небе, благодаря их взаимной орбите вокруг центра масс системы. Астрометрия является более точной в космических полетах, которые не пострадавшие от искажающих эффектов атмосферы Земли. Планируется НАСА Space интерферометрии Миссия ( SIM PlanetQuest ) ( в настоящее время отменен) было использовать астрометрические методы для обнаружения планет земной орбите 200 или около ближайших звезд солнечного типа . Европейское космическое агентство Gaia Миссия , начатая в 2013 году, применяет астрометрические методы в своей звездной переписи. В дополнение к обнаружению экзопланет, оно также может быть использовано для определения их массы.

Астрометрические измерения используются астрофизиками , чтобы ограничить определенные модели в небесной механике . Измеряя скорости пульсаров , можно поставить ограничение на асимметрии от сверхновых взрывов. Кроме того , астрометрические результаты используются для определения распределения темной материи в галактике.

Астрономы используют астрометрические методы для отслеживания околоземных объектов . Астрометрия отвечает за обнаружение многих рекордных объектов Солнечной системы. Чтобы найти такие объекты astrometrically, астрономы используют телескопы обозревать небо и большой площади камеры для съемки в различных определенные интервалы времени. Изучая эти изображения, они могут обнаружить объекты Солнечной системы их движения относительно фоновых звезд, которые остаются фиксированными. После того, как движение за единицу времени наблюдается, астрономы компенсации параллакса , вызванным движением Земли в течение этого времени и гелиоцентрическая расстояние до этого объекта вычисляются. Используя это расстояние и другие фотографии, более подробную информацию об объекте, включая его орбитальные элементы , может быть получено.

50000 Quaoar и 90377 Sedna две солнечные объекты системы , обнаруженные 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 отследить положения и движения таких небесных тел имеет решающее значение для понимания Солнечной системы и ее взаимосвязанного прошлого, настоящего и будущего с другими во Вселенной.

Статистика

Фундаментальный аспект астрометрии является исправлением ошибок. Различные факторы вводят ошибки в измерение звездных положений, в том числе атмосферных условий, несовершенства инструментов и ошибках со стороны наблюдателя или измерительными приборами. Многие из этих ошибок может быть снижена с помощью различных методик, таких как за счет улучшения инструментов и компенсаций данных. Затем результаты анализировали с помощью статистических методов для вычисления оценки данных и диапазонов ошибок.

Компьютерные программы

В художественной литературе

Смотрите также

Рекомендации

дальнейшее чтение

  • Ковалевский, Жан; Seidelman, П. Кеннет (2004). Основы астрометрии . Cambridge University Press. ISBN  0-521-64216-7 .
  • Вальтер, Ганс Г. (2000). Астрометрия фундаментальных каталогов: эволюция от оптического справочным радио кадров . Нью - Йорк: Springer. ISBN  3-540-67436-5 .
  • Ковалевский, Жан (1995). Современная астрометрия . Берлин; Нью - Йорк: Springer. ISBN  3-540-42380-X .

внешняя ссылка