Hipparcos

Hipparcos [hɪ'pɑ:kɔs] ( et akronym for Hi gh Precision Par allax Collecting S atellite  - "højpræcisionssatellit til indsamling af parallakser " ; navnet er i overensstemmelse med navnet på den antikke græske astronom Hipparchus ( anden græsk Ιποπαρ ), kompilator af det første stjernekatalog i Europa ; observatoriekode "248" ) - et rumteleskop fra European Space Agency (ESA), designet til astrometriske opgaver: måling af koordinater, afstande og korrekte bevægelser af armaturer.

Satellitten blev opsendt i 1989 og indsamlede i løbet af 37 måneders drift information om mere end en million stjerner [1] . Målenøjagtigheden for hovedeksperimentet (mere end 100 tusind stjerner) var 1  millisekund af bue . Hipparcos er det første og fra 2014 det eneste afsluttede rumastrometriske projekt. Succesen med programmet gjorde det muligt at øge nøjagtigheden af ​​astrometriske målinger med en størrelsesorden og derved få et meget betydeligt gennembrud inden for astronomi.

Designhistorie

Ideen om højpræcisionsmåling af parallakser fra en kunstig satellit blev foreslået så tidligt som i 1966 af den franske astronom P. Lacroute . På det tidspunkt blev et sådant forslag fremsat med en betydelig fortrinsstilling i lyset af udviklingen af ​​teknologier, men medlemmerne af det videnskabelige råd for Den Europæiske Rumorganisation arbejdede med dens detaljerede overvejelse, forudsigelse af resultater og tilføjelse af projektet med detaljer, og i 1980 begyndte ESA arbejdet med direkte implementering. Under udviklingen af ​​projektet blev Tycho-eksperimentet (opkaldt efter den danske astronom Tycho Brahe ) yderligere introduceret. Essensen af ​​eksperimentet var at bruge den  tidligere introducerede stjerne-mapper- enhed til videnskabelige formål (i første omgang blev den kun brugt til at bestemme orienteringen af ​​satellitten i rummet) [2] [3] [4] .

Oplysninger om enheden

Hipparcos-satellitten blev opsendt den 8. august 1989 fra Kourou , Fransk Guyana [5 ] . Satellitten blev sendt i kredsløb af en Ariane løfteraket ( Ariane-4.44LP / H10, v.33 ). Der var problemer på dette tidspunkt. På grund af svigt af en af ​​motorerne, blev satellitten ikke sendt ind i den planlagte geostationære , men ind i en elliptisk bane . Parametrene for den resulterende bane var som følger: hældning  - 7 °, omdrejningsperiode - 640 minutter ; højde af perigeum og apogeum  - henholdsvis 500 km og 36.500 km ; excentricitet - 0,7 i stedet for at stole på den geostationære kredsløbsexcentricitet tæt på nul. Derudover modtog satellitten et uønsket rotationsmoment, som skulle korrigeres i løbet af de første uger af flyvningen. Forsøget blev ikke afsluttet, da det viste sig at være muligt at udføre observationer under de resulterende forhold. Opsendelsen i en anden bane end den planlagte førte imidlertid til, at satellitten systematisk krydsede Jordens strålingsbælte-zone , hvilket ikke gjorde det muligt at foretage observationer på disse tidspunkter, på grund af fotonstøjens høje amplitude, som en hvoraf 30-35% af den tilgængelige observationstid gik tabt. Derudover fremskyndede den hyppige krydsning af strålingsbåndene nedbrydningen af ​​nogle komponenter i satellitten og måleudstyret, hvilket i 1992 førte til en suspension i tre måneder og i marts 1993 til en tidlig afslutning af eksperimentet [2] .

Det optiske system var et katadioptrisk teleskop af Schmidt-systemet . Der var to flade spejle foran linsen, som bragte to områder på himlen, adskilt af 58° fra hinanden, i ét synsfelt.

Muligheder:

• åbningsdiameter : 290 mm ;
• brændvidde: 1400 mm ;
• maskinvægt: 500 kg ;
• maksimal nøjagtighed: 0,001″.

Satellitten lavede over 3 millioner observationer af 118.324 stjerner inkluderet i hovedprogrammet (disse er næsten alle stjerner op til 9 m ), og flere titusinder af observationer af cirka 1 million stjerner ved hjælp af hjælpeudstyr (oprindeligt var det planlagt at omfatte 100 tusind stjerner i hovedprogrammet, men så blev dets minimum øget).

Under eksperimentet blev mere end 8000  variable og omkring 3000  binære stjerner opdaget.

Kataloger

Behandling af observationer fortsatte indtil 1997 og blev udført uafhængigt af to internationale konsortier - "nordlige" (lande i Skandinavien og Nordeuropa) og "sydlige" ( Frankrig , Italien osv.). Russiske astronomer deltog også . Disse konsortier arbejdede uafhængigt, kun deres endelige resultater blev sammenlignet og kombineret. Som et resultat udgav European Space Agency i 1997 Hipparcos -stjernekataloget af samme navn med projektet og et andet katalog, Tycho (baseret på resultaterne af Tycho-eksperimentet). Katalogerne blev udgivet i trykt og elektronisk form. Den trykte version indeholdt 16 bind : selve Hipparcos-kataloget og dokumentation, der beskriver indholdet af både kataloger, satellitkarakteristika og databehandlingsalgoritmer. Den elektroniske udgave var på seks cd'er, samlet i form af 17. bind.

For stjernerne i Hipparcos-kataloget er følgende astrometriske parametre angivet:

• position (nøjagtige koordinater - to parametre);
• egne bevægelser;
• parallakse;
• stjernestørrelser i fotometriske systemer B og V .

Fem astrometriske parametre (undtagen radial hastighed ) blev bestemt ved at løse et system af lineariserede partielle differentialligninger ved hjælp af mindste kvadraters metode .

Nøglefunktioner i Hipparcos- og Tycho-katalogerne

Hipparcos katalog

Forud for eksperimentet blev nøjagtigheden estimeret til 2 millisekunder bue , men den faktiske viste sig at være bedre - 1 millisekund bue for de fleste stjerner.

Nøjagtigheden af ​​måling af parallakserne i kataloget gjorde det muligt at forfine ideer om afstandene til stjerner betydeligt. Ifølge resultaterne af et rumeksperiment blev afstandene for 20.000 stjerner kendt med en nøjagtighed på ikke værre end 10%, og for 49.000 stjerner  - ikke værre end 20%. Kort efter offentliggørelsen af ​​resultaterne anbefalede International Astronomical Union brugen af ​​Hipparcos-kataloget som den primære implementering af International Celestial Reference System (ICRS) i det optiske område [6] .

Kommunikation med referencekoordinatsystemet i radioområdet - ICRF  - blev udført gennem:

• VLBI -observationer af radiostjerner nær kvasarer;
• observationer af radiostjerner med VLA - teleskopet ;
• målinger af vinkelafstande fra Hipparcos-stjerner til ekstragalaktiske kilder på Hubble -rumteleskopet i det optiske område;
• fotografiske og CCD- observationer af kvasarer;
• fotografiske anmeldelser.

Forfatterne af Hipparcos-kataloget angiver følgende nøjagtighedsestimater for overensstemmelsen mellem ICRF -systemet og katalogsystemet:

• misforhold mellem systemer i retningen af ​​akserne kan være 0,6 millisekunder af bue;
• rotationen af ​​et koordinatsystem i forhold til et andet kan være omkring 0,25 millibuesekunder om året [3] .

Efterfølgende blev det anbefalet at udelukke binære stjerner, nogle variable stjerner og dem, for hvilke der er tvivl om nøjagtigheden af ​​dataene [7] blandt objekterne i kataloget, der bestemmer referencesystemet . Det tilsvarende referencekoordinatsystem kaldes HCRF [8] .

Tycho-2 katalog

Et andet resultat er Tycho-2-kataloget . I modsætning til Hipparcos- og Tycho-katalogerne er det ikke kun baseret på satellitobservationer. Da det blev oprettet, blev der brugt en masse jordbaserede observationer til at afklare korrekte bevægelser . Indeholder omkring 2,5 millioner stjerner, for hvilke positioner, egenbevægelser, størrelser i systemer tæt på standardsystemerne B og V samt anden information er givet. Positionsnøjagtigheden for stjerner af 9. størrelsesorden  er omkring 0,05 buesekunder, egenbevægelser - 0,002 - 0,003 buesekunder om året [2] . Kataloget blev udgivet i 2000 og erstattede Tycho-kataloget [9] .

Sammenlignende karakteristika for mapper

Hipparcos-kataloget har ingen analoger til anvendelse i praktiske problemer, der kræver høj astrometrisk og fotometrisk nøjagtighed, når man arbejder med store synsfelter og i et dynamisk område af stjernernes størrelser svarende til kataloget (9 m -11 m ). Det bliver ikke helt universelt på grund af tilstedeværelsen i moderne astronomi af et stort antal praktiske problemer, der bruger små synsfelter (i størrelsesordenen bueminutter) og størrelsesordenen varierer fra 14 m til 23 m . Tycho-2-kataloget er allerede velegnet til et meget større antal opgaver end Hipparcos, men har en lavere nøjagtighed.

Baseret på Hipparcos og Tycho-2 katalogerne er der udarbejdet en række atlas , især Millennium Star Atlas og anden udgave af Uranometriya 2000.0 .

Mission resultater

Kort fortalt kan resultaterne af HIPPARCOS-missionen opsummeres som følger:

• fem astrometriske parametre (især parallakser) af 118.324 stjerner blev bestemt med en nøjagtighed, der oversteg nøjagtigheden af ​​jordbaserede observationer med 100 gange ;
• positionerne (to astrometriske parametre) for 1 million stjerner blev bestemt med en nøjagtighed, der oversteg nøjagtigheden af ​​jordbaserede observationer med 5-10 gange ;
• fotometriske data (størrelser i to farver) for 1 million stjerner blev bestemt. Selvom nøjagtigheden af ​​disse data er ringere end nøjagtigheden af ​​de bedste jordbaserede observationer, præsenteres dataene i et ensartet fotometrisk system, hvilket nogle gange er vigtigere. Homogenitet af fotometri for et sådant antal stjerner blev opnået for første gang i astronomiens historie;
• mere end 8.000 variabler og omkring 3.000 binære stjerner er blevet opdaget;
• et nyt grundlæggende katalog blev oprettet , samt to andre yderligere kataloger, der opfylder mange astronomiske problemer meget bedre end kataloger, der udelukkende er baseret på jordbaserede observationer.

Nogle af disse resultater er ikke kun mere nøjagtige, men også fundamentalt nye (for eksempel er parallakser absolutte, ikke relative, som i jordbaserede observationer).

Betydningen af ​​disse resultater for astrometri og astronomi førte til evalueringen af ​​dette eksperiment som en væsentlig milepæl i astronomiens historie, som det fremgår af forekomsten i den særlige litteratur af udtrykket "post-Hipparcos-æra" ( eng.  post-Hipparcos) æra ).

Behandlingen af ​​satellitobservationer fortsatte efter offentliggørelsen af ​​hovedresultatet i 1997. Ifølge NASA Astronomical Data Service [10] bibliografiske system blev flere hundrede artikler publiceret forud for opsendelsen af ​​satellitten, der indeholdt en diskussion af projektet (observationsprogram, forskellige matematiske modeller til optimering af enhedens parametre, beregning af den forventede nøjagtighed). I øjeblikket har ADS (i astronomi-sektionen) omkring 2000 publikationer med ordet "Hipparcos" i titlerne, og omkring 5000  - med ordet "Hipparcos" i resuméet.

Effekten af ​​Hipparcos-eksperimentet på udviklingen af ​​astrometri er som følger:

• et stort antal vigtige videnskabelige resultater, som det fremgår af antallet af publicerede artikler;
• demonstrerer, at et meget dyrt (over $700 millioner ) men veldesignet eksperiment kan vise resultater, der starter en ny æra inden for videnskaben, i dette tilfælde astronomi;
• mere intensiv udvikling af nye projekter med intentioner om at opnå en øgning af nøjagtigheden med yderligere 10-100 gange , og en stigning i antallet af målte objekter til 40 mio.  - 1 mia .

Se også

• Gaia
• Space Interferometry Mission
• Den Europæiske Rumorganisation

Noter

1. ↑ #37-1993: Hipparcos: mission  accomplished . ESA (17. august 1993). - pressemeddelelse. Hentet 7. august 2009. Arkiveret fra originalen 12. marts 2004.
2. ↑ 1 2 3 Kovalevsky Zh. Moderne astrometri. - Century 2, 2004. - ISBN 5850991476 .
3. ↑ 1 2 Institut for Astronomi RAS, Statens Astronomiske Institut. P. K. Sternberg, Statens Optiske Institut. S. I. Vavilova, NPO dem. S. A. Lavochkina "Rumastrometrisk eksperiment "OSIRIS"", Fryazino, 2005
4. ↑ Hipparcos- og Tycho-katalogerne. ESA, 1997, Tycho Catalogue, ESA SP-  1200
5. ↑ Monografi om rumdatoer (utilgængeligt link) . Arkiveret fra originalen den 27. maj 2014. (ubestemt) 
6. ↑ RESOLUTION B2 om International Celestial Reference System (ICRS)  (eng.)  (link utilgængeligt) . Den XXIII. Internationale Astronomiske Unions generalforsamling . IAU (1997). Hentet 31. december 2010. Arkiveret fra originalen 11. juli 2012.
7. ↑ IAU's XXIV generalforsamling. Opløsning B1.2  (engelsk) . INFORMATIONSBULLETIN #88 . IUA (1999). — side 29. Hentet 31. december 2010. Arkiveret fra originalen 13. april 2010.
8. ↑ Pinigin G. I. Redaktørens forord  // Udvidelse og forbindelse af referencerammer ved hjælp af jordbaseret CCD-teknik: International astronomisk konference. - Nikolaev: Atoll, 2001. - S. 7 . — ISBN 966-7726-33-9 .  (Russisk) (utilgængeligt link)
9. ↑ . E. Hog; et al. Tycho-2-kataloget over de 2,5 millioner klareste stjerner  // Astronomy and Astrophysics  : journal  . - EDP Sciences , 2000. - Vol. 355 . - P.L27-L30 . Arkiveret fra originalen den 1. juli 2019.
10. ↑ NASA ADS  . Hentet 29. september 2009. Arkiveret fra originalen 27. februar 2011.

Links

• Tsvetkov A. S. Vejledning til praktisk arbejde med Hipparcos-kataloget . Astronet . Astronet . Arkiveret 1. november 2020.  (Russisk).
• Vityazev VV Fremskridt inden for astrometri (utilgængeligt link) . Arkiveret fra originalen den 2. maj 2008.  (Russisk) .
• Goncharov G. A. Stjernernes skygger (utilgængeligt link) . Videnskabsnetværk . Dato for adgang: 29. marts 2008. Arkiveret fra originalen den 14. juli 2007.  (Russisk)  .

Ordbøger og encyklopædier	Fantastisk catalansk Fantastisk norsk Britannica (online)