Hipparcos

Hipparcos [hɪ'pɑ:kɔs] ( a Hi gh Precision Par allax Collecting S atellite rövidítése –  „nagy pontosságú műhold parallaxisok gyűjtésére ” ; a név egybecseng az ókori görög csillagász , Hipparchus nevével ( más görög Ιππορρ ), az első európai csillagkatalógus összeállítója ; "248"-as obszervatóriumi kód ) - az Európai Űrügynökség (ESA) űrteleszkópja, amelyet asztrometriai feladatokra terveztek: a világítótestek koordinátáinak, távolságainak és megfelelő mozgásának mérésére.

A műholdat 1989-ben bocsátották fel, és 37 hónapos működése alatt több mint egymillió csillagról gyűjtött információkat [1] . A fő kísérlet mérési pontossága (több mint 100 ezer csillag) 1  ívmásodperc volt . A Hipparcos az első és 2014-től az egyetlen befejezett űrasztrometriai projekt. A program sikere lehetővé tette az asztrometriai mérések pontosságának egy nagyságrenddel történő növelését, és ezzel igen jelentős áttörést a csillagászatban.

Tervezéstörténet

A parallaxisok mesterséges műholdról történő nagy pontosságú mérésének ötletét már 1966-ban P. Lacroute francia csillagász javasolta . Ekkor a technológiai fejlődésre tekintettel jelentős előnnyel készült egy ilyen javaslat, ennek részletes átgondolásán, az eredmények előrejelzésén, kiegészítésén azonban az Európai Űrügynökség tudományos tanácsának tagjai dolgoztak. a projekt részleteit, és 1980-ban az ESA megkezdte a közvetlen megvalósítást. A projekt fejlesztése során bevezették a Tycho kísérletet (amelyet Tycho Brahe dán csillagászról neveztek el ). A kísérlet lényege az volt, hogy a  korábban bevezetett csillagtérképező eszközt tudományos célokra használták (eleinte csak a műhold térbeli tájolásának meghatározására használták) [2] [3] [4] .

Információk a készülékről

A Hipparcos műholdat 1989. augusztus 8-án bocsátották fel a francia Guyana állambeli Kourou - ból [5 ] . A műholdat egy Ariane hordozórakéta állította pályára ( Ariane-4.44LP / H10, v.33 ). Ebben a szakaszban voltak problémák. Az egyik hajtómű meghibásodása miatt a műholdat nem a tervezett geostacionárius , hanem elliptikus pályára bocsátották . A kapott pálya paraméterei a következők voltak: dőlés  - 7°, forgási periódus - 640 perc ; perigeus és apogeus magassága  - 500 km , illetve 36 500 km ; excentricitás - 0,7 ahelyett, hogy a nullához közeli geostacionárius pálya excentricitásra hagyatkozna. Ráadásul a műhold nem kívánatos forgási nyomatékot kapott, amit a repülés első heteiben korrigálni kellett. A kísérletet nem fejeztük be, mivel kiderült, hogy a kapott körülmények között lehetséges megfigyeléseket végezni. A tervezetttől eltérő pályára való kilövés azonban oda vezetett, hogy a műhold szisztematikusan átszelte a Föld sugárzási övezetét , ami a fotonzaj nagy amplitúdója miatt ezekben a pillanatokban nem tette lehetővé a megfigyeléseket. melynek eredményeként a rendelkezésre álló megfigyelési idő 30-35%-a elveszett. Emellett a sugárzási sávok gyakori keresztezése felgyorsította a műhold és a mérőberendezés egyes alkatrészeinek leromlását, ami 1992-ben a kísérlet három hónapos felfüggesztéséhez, 1993 márciusában pedig a kísérlet korai leállításához vezetett [2] .

Az optikai rendszer a Schmidt-rendszer katadioptriás teleszkópja volt . A lencse előtt két lapos tükör volt, amelyek az égbolt két, egymástól 58°-kal elválasztott területét egyetlen látómezőbe hoztak.

Lehetőségek:

• nyílás átmérője : 290 mm ;
• gyújtótávolság: 1400 mm ;
• gép súlya: 500 kg ;
• maximális pontosság: 0,001″.

A műhold több mint 3 millió megfigyelést végzett a főprogramban szereplő 118 324 csillagról (ezek szinte mindegyik csillag 9 m -ig ), és több tízmillió megfigyelést hajtott végre körülbelül 1 millió csillagról segédberendezések segítségével (eredetileg 100-at terveztek. ezer csillag a főprogramban, de akkor a minimumát megemelték).

A kísérlet során több mint 8000  változót és mintegy 3000  kettőscsillagot fedeztek fel.

Katalógusok

A megfigyelések feldolgozása 1997-ig folytatódott, és két nemzetközi konzorcium – „északi” (Skandinávia és Észak-Európa országai) és „déli” ( Franciaország , Olaszország stb.) – egymástól függetlenül végezte . Orosz csillagászok is részt vettek ebben . Ezek a konzorciumok egymástól függetlenül dolgoztak, csak végeredményeiket hasonlították össze és kombinálták. Ennek eredményeként 1997-ben az Európai Űrügynökség a projekttel együtt kiadta a Hipparcos azonos nevű csillagkatalógusát és egy másik katalógust, a Tycho-t (a Tycho-kísérlet eredményei alapján). A katalógusokat nyomtatott és elektronikus formában adtuk ki. A nyomtatott változat 16 kötetet tartalmazott : magát a Hipparcos katalógust és mindkét katalógus tartalmát, a műhold jellemzőit és az adatfeldolgozó algoritmusokat leíró dokumentációt. Az elektronikus változat hat CD-n volt, a 17. kötet formájában gyűjtöttük össze.

A Hipparcos katalógusban szereplő csillagok esetében a következő asztrometriai paramétereket adjuk meg:

• pozíció (pontos koordináták - két paraméter);
• saját mozgások;
• parallaxis;
• csillagmagasságok a B és V fotometriai rendszerekben .

Öt asztrometriai paramétert (a radiális sebesség kivételével ) határoztunk meg linearizált parciális differenciálegyenlet -rendszer megoldásával a legkisebb négyzetek módszerével .

A Hipparcos és Tycho katalógusok főbb jellemzői

Hipparcos katalógus

A kísérlet előtt a pontosságot 2 ívmásodpercnek becsülték , de a tényleges pontosság jobbnak bizonyult – a legtöbb csillagnál 1 ezredmásodperc ív .

A katalógus parallaxisainak mérésének pontossága lehetővé tette a csillagok távolságával kapcsolatos elképzelések jelentős finomítását. Egy űrkísérlet eredményei szerint 20 000 csillag esetében a távolság nem rosszabb, mint 10%, és 49 000 csillag esetében  nem rosszabb, mint 20%. Nem sokkal az eredmények publikálása után a Nemzetközi Csillagászati ​​Unió a Hipparcos katalógus használatát javasolta az International Celestial Reference System (ICRS) elsődleges megvalósításaként az optikai tartományban [6] .

A rádiós hatótávolságú referencia koordinátarendszerrel - ICRF  - való kommunikáció az alábbiakon keresztül történt:

• VLBI -rádiócsillagok megfigyelése kvazárok közelében;
• rádiócsillagok megfigyelése a VLA teleszkóppal ;
• a Hipparcos csillagok és extragalaktikus források közötti szögtávolságok mérése a Hubble Űrteleszkópon az optikai tartományban;
• kvazárok fényképes és CCD -megfigyelései;
• fényképes vélemények.

A Hipparcos katalógus szerzői a következő pontossági becsléseket jelzik az ICRF rendszer és a katalógusrendszer közötti egyezésre :

• a rendszerek közötti eltérés a tengelyek irányában 0,6 ívmásodperc lehet;
• az egyik koordináta-rendszer elforgatása a másikhoz képest évente körülbelül 0,25 milliívmásodperc lehet [3] .

Ezt követően javasolták a kettőscsillagok, egyes változócsillagok, valamint az adatok pontosságával kapcsolatos kétségek [7] kizárását a referenciarendszert meghatározó katalógus tárgyai közül . A megfelelő referencia-koordináta-rendszer neve HCRF [8] .

Tycho-2 katalógus

Egy másik eredmény a Tycho-2 katalógus . Ellentétben a Hipparcos és Tycho katalógusokkal, nem csak műholdas megfigyeléseken alapul. Amikor létrehozták, sok földi megfigyelést használtak a megfelelő mozgások tisztázására . Körülbelül 2,5 millió csillagot tartalmaz, amelyekre vonatkozóan megadják a pozíciókat, megfelelő mozgásokat, a standard B és V rendszerekhez közeli rendszerekben a magnitúdókat, valamint egyéb információkat. A 9. magnitúdójú csillagok helyzetének pontossága  körülbelül 0,05 ívmásodperc, a megfelelő mozgások esetében 0,002 - 0,003 ívmásodperc évente [2] . A katalógus 2000-ben jelent meg, és felváltotta a Tycho katalógust [9] .

Könyvtárak összehasonlító jellemzői

A Hipparcos katalógusnak nincsenek analógjai az olyan gyakorlati problémákhoz, amelyek nagy asztrometriai és fotometriai pontosságot igényelnek nagy látómezőkkel és a katalógushoz hasonló csillagnagyság dinamikus tartományában (9 m - 11 m ). Nem válik teljesen univerzálissá, mivel a modern csillagászatban számos olyan gyakorlati probléma van jelen, amelyek kis látómezőt (ívpercek nagyságrendjében) használnak, és nagyságrendileg 14-23 m . A Tycho-2 katalógus már jóval nagyobb számú feladatra alkalmas, mint a Hipparcos, de kisebb a pontossága.

A Hipparcos és Tycho-2 katalógusok alapján számos atlasz készült, különösen a Millennium Star Atlas és az Uranometriya 2000.0 második kiadása .

A küldetés eredményei

Röviden, a HIPPARCOS küldetés eredményei a következőkben foglalhatók össze:

• 118 324 csillag öt asztrometriai paraméterét (különösen parallaxisát) határozták meg a földi megfigyelések pontosságát 100-szoros pontossággal ;
• 1 millió csillag helyzetét (két asztrometriai paraméterét) a földi megfigyelések pontosságát 5-10- szeres pontossággal határozták meg ;
• 1 millió csillag fotometriai adatait (a magnitúdók két színben) határozták meg. Bár ezeknek az adatoknak a pontossága alacsonyabb, mint a legjobb földi megfigyelések pontossága, az adatok egységes fotometriai rendszerben jelennek meg, ami néha fontosabb. A csillagászat történetében először sikerült elérni a fotometria homogenitását ilyen számú csillag esetében;
• több mint 8000 változót és körülbelül 3000 kettőscsillagot fedeztek fel;
• létrejött egy új alapvető katalógus , valamint további két további katalógus, amelyek sok csillagászati ​​problémát sokkal jobban kielégítenek, mint a teljesen földi megfigyeléseken alapuló katalógusok.

Ezen eredmények egy része nemcsak pontosabb, hanem alapvetően új is (például a parallaxis abszolút, nem pedig relatív, mint a földi megfigyeléseknél).

Ezeknek az eredményeknek az asztronómia és csillagászat szempontjából való fontossága vezetett ahhoz, hogy ezt a kísérletet a csillagászat történetében jelentős mérföldkőként értékeljék, amint azt a „Hipparcos utáni korszak” ( eng.  post-Hipparcos ) kifejezés megjelenése is bizonyítja a szakirodalomban. korszak ).

A műholdas megfigyelések feldolgozása a fő eredmény 1997-es publikálása után is folytatódott. A NASA Astronomical Data Service [10] bibliográfiai rendszere szerint a műhold felbocsátása előtt több száz cikk jelent meg, amelyek a projektről tárgyaltak (megfigyelő program, különféle matematikai modellek az eszköz paramétereinek optimalizálására, a várható várható érték kiszámítása). pontosság). Jelenleg az ADS-nek (a csillagászati ​​szekcióban) körülbelül 2000 publikációja van, amelyek címében a "Hipparcos" szó szerepel, és körülbelül 5000  - a "Hipparcos" szóval az összefoglalóban.

A Hipparcos kísérlet hatása az asztrometria fejlődésére a következő:

• nagyszámú fontos tudományos eredmény, amit a megjelent cikkek száma is bizonyít;
• annak bemutatása, hogy egy nagyon drága (több mint 700 millió dollár ), de jól megtervezett kísérlet olyan eredményeket tud felmutatni, amelyek új korszakot indítanak el a tudományban, jelen esetben a csillagászatban;
• új projektek intenzívebb fejlesztése, a pontosság további 10-100 - szoros növelése és a mért objektumok számának 40-1  milliárdra növelése .

Lásd még

• Gaia
• Űrinterferometriai küldetés
• Európai Űrügynökség

Jegyzetek

1. ↑ #37-1993: Hipparcos: a küldetés  teljesítve . ESA (1993. augusztus 17.). - sajtóközlemény. Letöltve: 2009. augusztus 7. Az eredetiből archiválva : 2004. március 12.
2. ↑ 1 2 3 Kovalevsky Zh. Modern asztrometria. - Század 2, 2004. - ISBN 5850991476 .
3. ↑ 1 2 Institute of Astronomy RAS, State Astronomical Institute. P. K. Sternberg, Állami Optikai Intézet. S. I. Vavilova, NPO őket. S. A. Lavochkina "Űr asztrometriai kísérlet "OSIRIS"", Fryazino, 2005
4. ↑ A Hipparcos és Tycho katalógusok. ESA, 1997, The Tycho Catalogue, ESA SP-  1200
5. ↑ Monográfia az űrdátumokról (elérhetetlen link) . Archiválva az eredetiből 2014. május 27-én. (határozatlan) 
6. ↑ B2. HATÁROZAT a Nemzetközi Égi Referenciarendszerről (ICRS)  (eng.)  (hivatkozás nem érhető el) . A Nemzetközi Csillagászati ​​Unió XXIII. közgyűlése . IAU (1997). Letöltve: 2010. december 31. Az eredetiből archiválva : 2012. július 11..
7. ↑ Az IAU XXIV. B1.2 felbontás  (angol) . TÁJÉKOZTATÓ #88 . IUA (1999). — 29. oldal. Letöltve: 2010. december 31. Az eredetiből archiválva : 2010. április 13..
8. ↑ Pinigin G. I. Szerkesztői előszó  // Referenciakeretek kiterjesztése és összekapcsolása földi alapú CCD technikával : Nemzetközi csillagászati ​​konferencia. - Nikolaev: Atoll, 2001. - 7. o . — ISBN 966-7726-33-9 .  (Orosz) (nem elérhető link)
9. ↑ . E. Hog; et al. A Tycho-2 katalógusa a 2,5 millió legfényesebb csillagról  // Csillagászat és asztrofizika  : folyóirat  . - EDP Sciences , 2000. - Vol. 355 . - P.L27-L30 . Az eredetiből archiválva : 2019. július 1.
10. ↑ NASA ADS  . Letöltve: 2009. szeptember 29. Az eredetiből archiválva : 2011. február 27..

Linkek

• Tsvetkov A. S. Útmutató a gyakorlati munkához a Hipparcos katalógussal . Asztronet . Asztronet . Archiválva : 2020. november 1.  (Orosz).
• Vityazev VV Haladás az asztrometriában (elérhetetlen link) . Archiválva az eredetiből 2008. május 2-án.  (Orosz) .
• Goncharov G. A. A csillagok árnyékai (elérhetetlen link) . Tudományos Hálózat . Hozzáférés dátuma: 2008. március 29. Az eredetiből archiválva : 2007. július 14.  (Orosz)  .

Szótárak és enciklopédiák	Nagy katalán Nagy norvég Britannica (online)