Alapvető katalógus

Ez a cikk az alapvető könyvtárakról szól. Az FK (The Catalogs of Fundamental Stars) katalógussorozathoz lásd: Fundamental katalógus (katalógus)

Az alapkatalógus ( referenciakatalógus ) egy asztrometriai katalógus, amely meghatározza a kinematikai csillagászati ​​koordináta-rendszert (amelyet ennek megfelelően referencia-koordináta-rendszernek nevezünk ) bármely elektromágneses sugárzás tartományában .

Az ismert koordinátákkal rendelkező objektumok halmazát néha egy adott tartományban lévő alapvető koordináta-rendszer megvalósításának nevezik.

Az asztrometriai katalógusok között az alapkatalógusok mellett léteznek működő  katalógusok is - kizárólag katalogizálási céllal. Leggyakrabban ezt a szétválasztást alkalmazták a múltban, jelenleg az asztrometriában a kapcsolat e két típus között minimálisra csökkent.

Történelem

Az első alapkatalógus a 19. század végén készült, azonban pontossága nem haladta meg a dinamikus koordináta-rendszer pontosságát . Mind ő, mind az őt követő alapvető katalógusok az optikai tartományban csillagokat használtak referenciaobjektumként . A csillagok időbeli megfelelő mozgásának jelenléte bármely katalógus pontosságának észrevehető romlásához vezet, mivel a megfelelő mozgások hibája idővel halmozódik és lineárisan növekszik (a csillagászati ​​megfigyelések modern pontosságával a csillagok megfelelő mozgása egységesnek tekinthető és egyenes vonalú, figyelmen kívül hagyva a másodrendű összetevőt). Ezek az okok az optikai alapkatalógusok ( FK3 , FK4 , FK5 , FK6 , GC stb.) folyamatos frissítéséhez és új verzióinak kiadásához vezettek.

Voltak olyan projektek, amelyek az új generáció alapvető katalógusainak referenciaobjektumaiként az égtérkép galaxisainak felmérését célozták meg. A galaxisok használatának gondolatát azonban még nem volt ideje kidolgozni, amikor már felmerült a következő, jobb megoldás lehetősége a precíziós alapkatalógusok egyetemessé tételére.

Ez a döntés az extragalaktikus referenciaobjektumok - kvazárok - felé való átállás volt , amelyek a világegyetem legtávolabbi (modern értelemben vett) objektumai [1] . Az extragalaktikus objektumok előnye a koordinátarendszer létrehozásában, hogy a hat asztrometriai paraméter közül három nullával egyenlő : a megfelelő mozgások és a parallaxis . Ez azt jelenti, hogy a referenciakatalógus megvalósításához ténylegesen szükséges két legfontosabb asztrometriai paraméter - az objektum égi koordinátái (például jobbra emelkedés és deklináció ) - nem változik az idő múlásával, vagy más szóval a az objektumok vizuálisan nem mozognak egymáshoz képest. A referencia koordináta-rendszer álló objektumokhoz való társítása előnyösebb és pontosabb, mint az egymáshoz képest mozgó objektumokhoz, mivel ezeknek a mozgásoknak a figyelembe vétele folyamatos korrekciókat igényel.

ICRS

A Nemzetközi Csillagászati ​​Unió 1997-es döntése értelmében a Nemzetközi Égi Referenciarendszer (ICRS) [2] lett az általános használatra ajánlott szabványos égi koordinátarendszer . Két referencia-koordináta-rendszer [3] formájában valósul meg : rádiótartományban (ICRF) és látható tartományban (HCRF).

ICRF és HCRF

Az ICRS első implementációja még 1995-ben épült 209 extragalaktikus rádióforrás (főleg kvazárok) megfigyelésének eredményei alapján, melyek pontos koordinátáit VLBI megfigyelések alapján kaptuk meg [4] . Az ICRF ( Nemzetközi Égi Referencia Keret ) nevet kapta .  Ez a referencia koordináta-rendszer a rádiótartományban. Később 608 forrásra bővült.

2009. augusztus 13- án a Nemzetközi Csillagászati ​​Unió egyezménye úgy döntött, hogy elfogadja az ICRF2 -t, az eredeti ICRF-rendszer továbbfejlesztett változatát, amelyet azóta ICRF1-nek hívnak [5] [6] . Az ICRF2 tartalmazza a távoli rádióforrások új megfigyeléseinek feldolgozott adatait, amelyeket az ICRF1 elfogadása óta végeztek; emellett új rádióforrások is szerepelnek a referenciaobjektumok számában - összesen 3414 darab.

Mivel az ICRF / ICRF2 rendszer a rádiósávban van definiálva, a más sávokban meghatározott rendszereknek konzisztensnek kell lenniük vele.

Ezt a munkát az optikai tartományra vonatkozóan az első sikeres űrasztrometriai kísérlet, Hipparcos (1997) eredményeinek megszerzése után végezték el. Ez a katalógus szinte minden csillagot tartalmaz 9 m -ig , és néhány halványabbat is. Ezzel egy időben az ICRS rendszert nemzetközi szabványként fogadták el [2] .
Ezt követően a referenciarendszert meghatározó objektumok közül javasolt a kettőscsillagok, egyes változók és egyéb csillagok kizárása, amelyekkel kapcsolatban kétségek merülnek fel az adatok pontosságával kapcsolatban. Az így létrejött, több mint 100 000 csillagból álló referencia koordináta-rendszer a HCRF nevet kapta [7] .

A Hipparcos katalógus szerzői a következő becsléseket jelzik az ICRF rendszer és a Hipparcos katalógusrendszer közötti lehetséges eltérésre vonatkozóan: [8]

• a rendszer közötti eltérés a tengelyek irányában 0,6 mas lehet;
• az egyik koordinátarendszer elforgatása a másikhoz képest körülbelül 0,25 mas/év lehet.

Az ideális referenciakönyvtár követelményei

Jelenleg nincs az ideálishoz közel álló referenciakönyvtár. A referenciakatalógusok összeállításához használt asztrometriai megfigyelések sajátossága olyan, hogy bármely katalógus esetében az objektumok száma fordítottan arányos a csillagászati ​​paraméterek mérési pontosságával. Ez a visszacsatolás annak köszönhető, hogy az új generációs katalógusok legtöbb modern katalógusában a megvalósított Hipparcos űrastrometriai projekt adatainak pontosságát használják , amely nem tartalmazott halvány csillagokat (11 m -től halványabb).

A modern tudomány igényeinek kielégítéséhez szükséges támogatási rendszer tulajdonságai:

• tehetetlenség;
• stabilitás - a rendszer pontosságának időbeli változásainak jelentéktelensége;
• hozzáférhetőség - a referenciaobjektumok csillagmagasság-tartományának egybeesése a csillagászati ​​megfigyelések során használt műszerek dinamikus tartományával;
• egyenlő pontosság - a csillagok nagyságától és a referenciaobjektumok egyéb jellemzőitől való jelentős függés hiánya.

Az alábbi követelményeknek megfelelő referenciakönyvtár jellemzői [9] :

• minél több referenciaobjektum a működő kis látómezőben. A katalógusban szereplő csillagok számának alacsonyabb becslése, amely biztosítja, hogy legalább több referenciaobjektum a látómezőben legyen, . [9] Ez a becslés általában alulbecsültnek tekinthető, mivel anélkül készült, hogy figyelembe vették volna a csillagok égi szférán belüli egyenetlen eloszlását, és a lehető legkisebb számú referenciacsillag - 4-8 csillag a látómezőben - alapján készült. ívpercek . Más látómezők és egyéb referenciaobjektumok számának kiszámításakor az adott becslés egy nagyságrenddel növekedhet.
• magnitúdótartomány - 14 m  - 22 m , valamint számos fényesebb objektum szükséges a könnyű azonosításhoz és a már meglévő referenciakatalógusokkal való összehasonlításhoz. A fényes objektumokról való teljes körű információ megszerzése érdekében néha speciális megfigyeléseket végeznek lényegesen rövidebb záridővel, hogy a fényes csillagok koordinátáinak pontos meghatározásához ne túlexponált képek legyenek. A különböző dinamikatartományokban való munkavégzés kényelmetlensége azonban ahhoz vezet, hogy a katalógust leggyakrabban azonos dinamikatartományban végzett megfigyelésekből állítják össze,
• pontosság - 10-100 μas (mikroív másodperc). A földi megfigyelések modern pontossága eléri a 10–100 ms-ot (ívezredmásodperc), a jó eredmény eléréséhez a referenciarendszer pontosságának 10–100-szor nagyobbnak kell lennie, mint a megfigyelések pontossága, elkerülendő, hogy a Ezen megfigyelések eredményét nem rontják el a referenciakatalógus hibái. A modern megfigyelési anyagok az optikai tartományban végzett megfigyelések, és a csillagok magnitúdóinak dinamikus tartománya, amellyel a csillagászat aktuális problémáinak megoldásán dolgozni kell, növekszik. Emiatt az alapvető asztrometria szükségleteihez a precízen halvány objektumok jó pontosságát kell elérni.
• a meghatározandó asztrometriai paraméterek száma – kívánatos, hogy mind a hat paraméter rendelkezzen, hogy teljes mértékben megkapjuk egy objektum háromdimenziós sebességvektorát. Eddig négy paraméter elegendő a legtöbb problémához (parallaxis és radiális sebesség nélkül), de a milliívmásodperces pontosság elérésével ez nem lesz elég.
• közvetlen kötődés extragalaktikus rádióforrásokhoz. Egy ilyen hivatkozás szükséges a rendszer tehetetlenségének biztosításához, a parallaxisok és a megfelelő mozgások nullapontjának megállapításához, valamint a koordináták nullapontjának megállapításához az égbolton.
• Az objektumok fotometriai és spektrális adatai szükségesek mind az alapvető katalógus összeállításával kapcsolatos kísérlet belső szükségleteihez, mind a belőlük kinyerhető sokféle további információ megszerzéséhez. Nem minden katalógus tartalmaz fotometriai adatokat a benne foglalt csillagokról, de ezek nagyon kívánatosak, mivel minden katalógusnak megvan a saját fényességi egyenlete és színegyenlete, amelyeket figyelembe kell venni a megbízhatóbb információk megszerzéséhez. A legnépszerűbb katalógusok nagyon gyenge fotometriai adatokkal rendelkeznek.
• kilátás terület. A különböző feladatokhoz szükség lehet az égi szféra különböző területeire, és ennek teljes áttekintésére nem mindig van szükség. A katalógusokat gyakran befejezetlen formában adják ki, az égbolt egyes töredékeit megadva, és ilyenkor nem lehet előre tudni, hogy megtörténik-e egy teljesebb változat tervezett megjelenése, és a csillagász a katalógus felhasználását kapja. annak, bár hiányos, de valószínűleg végleges formája. Az ilyen katalógusok alkalmasak például a Naprendszer olyan objektumainak kezelésére, amelyek nem lépnek túl az égi szféra egy bizonyos területén.
• kitöltés egységessége. Minden könyvtárban elkerülhetetlenül lesznek olyan területek, amelyek nem tartalmaznak referencia objektumokat. Ez lehet a fényes csillagok környéke, ahol a szórt fény nem teszi lehetővé más csillagok koordinátáinak pontos meghatározását, bármilyen fotodetektort használunk is. Ezek lehetnek diffúz ködök vagy nagy szöggalaxisok, vagy a Tejútrendszer sűrű részei, ahol a fényes csillagok képei átfedik egymást. Ezeket a régiókat meg lehet tölteni csillagokkal, amelyek koordinátáit más eszközök határozzák meg, de a koordináták szisztematikus eltéréseinek hatása elkerülhetetlen.

A következő asztrometriai űrprojekt, a GAIA , amelyet 2013 -ban indítottak el , körülbelül egymilliárd objektumból álló univerzális referenciakatalógus elkészítésére számít, amely nagyjából kielégíti e feltételek többségét.

Jegyzetek

1. ↑ Az Orosz Tudományos Akadémia Csillagászati ​​Intézete, Állami Csillagászati ​​Intézet. P. K. Sternberg, Állami Optikai Intézet. S. I. Vavilova, NPO őket. S. A. Lavochkina. Szerkesztette L. V. Rykhlova és K. V. Kuimov: OZIRIS Space Astrometric Experiment 61 (2005). Letöltve: 2011. szeptember 25. Az eredetiből archiválva : 2012. április 8.. (határozatlan)
2. ↑ 1 2 Az IAU XXIII. B2 felbontás  (angol) . TÁJÉKOZTATÓ 81. szám 24-25. IUA (1998). Hozzáférés dátuma: 2010. december 29. Az eredetiből archiválva : 2012. április 8.
3. ↑ G.I. Pinigin. Szerkesztői előszó  // Referenciakeretek kiterjesztése és összekapcsolása földi CCD technikával : Nemzetközi csillagászati ​​konferencia. - Nikolaev: Atoll, 2001. - 7. o . — ISBN 966-7726-33-9 .  (nem elérhető link)
4. ↑ E. F. Arias, P. Charlot, M. Feissel és J.-F. Lestrade. A Nemzetközi Földforgási Szolgálat, ICRS extragalaktikus referenciarendszere   // Astron . Astrophy: preprint. — 1995. — Nem. 303 . - P. 604-608 .  (nem elérhető link)
5. ↑ A nemzetközi égi referenciakeret – ICRF2 archiválva : 2018. január 29. a Wayback Machine -nél  
6. ↑ A Nemzetközi Égi Referencia Keret második megvalósítása Very Long Baseline Interferometry segítségével Archiválva 2009. október 22-én a Wayback Machine -nél , az IERS webhelyén Archiválva : 2007. október 28-án a Wayback Machine -nél  
7. ↑ Az IAU XXIV. B1.2 felbontás  (angol) . TÁJÉKOZTATÓ 88. szám 29. IUA (1999). Letöltve: 2010. december 29. Az eredetiből archiválva : 2012. március 11..
8. ↑ A Hipparcos és Tycho katalógusok. ESA, 1997, The Tycho Catalogue, ESA SP-1200
9. ↑ 1 2 Institute of Astronomy RAS, State Astronomical Institute. P. K. Sternberg, Állami Optikai Intézet. S. I. Vavilova, NPO őket. S. A. Lavochkina. Szerkesztette L. V. Rykhlova és K. V. Kuimov: OZIRIS Space Astrometric Experiment 26-28 (2005). Letöltve: 2011. szeptember 25. Az eredetiből archiválva : 2012. április 8.. (határozatlan)