Hipparcos - Hipparcos

Эта статья про спутник / каталог. Для греческого астронома см. Гиппарх. Для использования в других целях см. Гиппарх (значения).
Hipparcos
Испытания Hipparcos в ESTEC
Спутник Hipparcos в Large Solar Simulator, ESTEC, февраль 1988 г.
Тип миссииАстрометрический обсерватория
ОператорЕКА
COSPAR ID1989-062B
SATCAT нет.20169
Интернет сайтнаука.esa.int/ hipparcos/
Продолжительность миссии4 года, 1 неделя
Свойства космического корабля
ПроизводительАлениа Спацио
Матра Маркони Спейс
Стартовая масса1140 кг (2510 фунтов)[1]
Сухая масса635 кг (1400 фунтов)[1]
Масса полезной нагрузки210 кг (460 фунтов)[1]
Мощность295 Вт[1]
Начало миссии
Дата запуска23:25:53, 8 августа 1989 г. (UTC) (1989-08-08T23: 25: 53Z)
РакетаАриан 4 44LP (V-33/405)
Запустить сайтКуру ELA-2
ПодрядчикArianespace
Конец миссии
Утилизациявыведен из эксплуатации
Деактивировано15 августа 1993 г. (1993-08-15)
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрический
РежимГеостационарная переходная орбита
Большая полуось24,519 км (15,235 миль)[2]
Эксцентриситет0.720[2]
Высота перигея500,3 км (310,9 миль)[2]
Высота апогея35,797,5 км (22,243,5 миль)[2]
Наклон6,84 градуса[2]
Период636,9 мин.[2]
РААН72,93 градуса[2]
Аргумент перигея161,89 градусов[2]
Средняя аномалия250,97 градусов[2]
Среднее движение2,26 об / день[2]
Эпоха16 июня 2015, 13:45:39 UTC[2]
Революция нет.17830
Главный телескоп
ТипТелескоп Шмидта
Диаметр29 см (11 дюймов)
Фокусное расстояние1,4 м (4,6 футов)
Длины волнвидимый свет
Транспондеры
ГруппаS Band
Пропускная способность2-23 кбит / с
Эмблема миссии наследия Hipparcos
Устаревшие знаки отличия ESA для Hipparcos миссия

Hipparcos был научным спутниковое из Европейское космическое агентство (ESA), запущенный в 1989 году и проработавший до 1993 года. Это был первый космический эксперимент, посвященный точности астрометрия, точное измерение положения небесных объектов на небе.[3] Это позволило провести первые высокоточные измерения внутренняя яркость (по сравнению с менее точным кажущаяся яркость ), правильные движения и параллаксы звезд, что позволяет точнее рассчитывать расстояние до них и тангенциальная скорость. В сочетании с радиальная скорость измерения от спектроскопия, астрофизики смогли наконец измерить все шесть величин, необходимых для определения движения звезд. Результирующий Каталог Hipparcosвысокоточный каталог из более чем 118 200 звезд был опубликован в 1997 году. Каталог Тихо более миллиона звезд было опубликовано одновременно, а расширенный Каталог Тихо-2 2,5 миллиона звезд было опубликовано в 2000 году. Hipparcos' последующая миссия, Гайя, выпущен в 2013 году.

Слово «Hipparcos» - это акроним за Высокоточный спутник для сбора ПАРАЛЛАКСА а также ссылка на древнегреческого астронома Гиппарх Никеи, который известен приложениями тригонометрия астрономии и его открытие прецессия равноденствий.

Фон

Ко второй половине 20 века точное измерение звезда Положения с земли наталкивались на по существу непреодолимые препятствия на пути повышения точности, особенно для измерений под большим углом и систематических условий. В проблемах преобладали эффекты земной шар с атмосфера, но были составлены сложными оптическими терминами, тепловыми и гравитационный прогибы инструментов и отсутствие обзора всего неба. Формальное предложение сделать эти точные наблюдения из космоса было впервые выдвинуто в 1967 году.[4]

Хотя первоначально было предложено французскому космическому агентству CNES, это считалось слишком сложным и дорогостоящим для единой национальной программы.[согласно кому? ] Его принятие в Европейское космическое агентство научная программа России в 1980 году стала результатом длительного процесса изучения и лоббирование. Основная научная мотивация заключалась в том, чтобы определить физические свойства звезд путем измерения их расстояний и космических движений и, таким образом, поместить теоретические исследования структуры и эволюции звезд, а также исследования галактический структура и кинематика на более надежной эмпирической основе. С точки зрения наблюдения цель состояла в том, чтобы определить позиции, параллаксы, и годовой правильные движения около 100000 звезд с беспрецедентной точностью 0,002угловые секунды, цель на практике в итоге была превзойдена в два раза. Название космического телескопа «Гиппаркос» было акроним за Спутник для сбора высокоточного параллакса, а также отразил имя древнегреческого астронома Гиппарх, который считается основателем тригонометрия и первооткрыватель прецессия равноденствий (из-за качания Земли вокруг своей оси).

Спутник и полезная нагрузка

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 давало непринужденный поле зрения около 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 сеточной системой анализатор изображений трубка (фотоумножитель детектор 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 100000 звезд с астрометрической точностью около 0,002 угловой секунды, окончательный Каталог Hipparcos состоит из почти 120 000 звезд со средней точностью чуть лучше 0,001 угловой секунды (1 миллисекунды дуги).[нужна цитата ]

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

Дополнительный фотоумножитель Система просматривала светоделитель на оптическом пути и использовалась в качестве звездного картографа. Его цель состояла в том, чтобы отслеживать и определять положение спутника и в процессе собирать фотометрические и астрометрический данные всех звезд примерно до 11-й величины. Эти измерения были выполнены в двух широких полосах, приблизительно соответствующих B и V в (Джонсон) Фотометрическая система УБВ. 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 нацеленность на наблюдение около 400 000 звезд, в результате Каталог Тихо включали чуть более 1 миллиона звезд, с последующим анализом, распространенным на Каталог Тихо-2 около 2,5 миллионов звезд.

Положение космического корабля относительно его центра тяжести контролировалось для сканирования небесная сфера в регулярном прецессионном движении, поддерживающем постоянный наклон между осью вращения и направлением на Солнце. Космический корабль вращался вокруг своей Ось Z со скоростью 11,25 об / день (168,75 угл. сек / с) под углом 43 ° к Солнцу. Ось Z вращалась вокруг линии Солнце-спутник со скоростью 6,4 оборота в год.[нужна 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. Два S-диапазон антенны были расположены наверху и внизу космического корабля, обеспечивая всенаправленную скорость передачи данных по нисходящей линии связи 24 кбит / с. Подсистема ориентации и управления орбитой (в составе 5-ньютон гидразин подруливающие устройства для курсовых маневров, 20-миллиньютон двигатели на холодном газе для ориентации, и гироскопы для определения ориентации) обеспечивает правильный динамический контроль и определение ориентации в течение всего срока службы.

Принципы

Некоторые ключевые особенности наблюдений заключались в следующем:[нужна цитата ]

  • через наблюдения из космоса, эффекты астрономическое видение из-за атмосфера инструментальный гравитационный изгиб и тепловые искажения можно избежать или свести к минимуму;
  • видимость по всему небу позволила напрямую связать звезды, наблюдаемые по всей небесной сфере;
  • два направления обзора спутника, разделенные большим подходящим углом (58 °), привели к жесткой связи между квазимгновенными одномерными наблюдениями в разных частях неба. В свою очередь, это привело к параллакс определения, которые являются абсолютными (а не относительными по отношению к некоторой неизвестной нулевой точке);
  • непрерывный эклиптика - сканирование спутника на основе данных 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 геометрические конфигурации сканирования для каждой звезды в разные эпохи на протяжении 3-летней программы наблюдений привели к плотной сети одномерных положений, из которых барицентрический координатное направление, параллакс, а объект собственное движение, могли быть решены в том, что было фактически глобальным наименьших квадратов сокращение совокупности наблюдений. Астрометрические параметры, а также их стандартные ошибки и коэффициенты корреляции были получены в процессе;
  • 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 влияние двойные или кратные звезды, или нелинейные фотоцентрические движения, приписываемые неразрешенным астрометрические двойные системы;
  • 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

В Hipparcos спутник финансировался и управлялся под общим руководством Европейское космическое агентство. Основными промышленными подрядчиками были Матра Маркони Спейс (сейчас же EADS Astrium ) и Алениа Спацио (сейчас же Thales Alenia Space ).

Другие аппаратные компоненты были поставлены следующим образом: зеркало для объединения лучей от REOSC в Сен-Пьер-дю-Перре; сферические, складывающиеся и релейные зеркала от Carl Zeiss AG в Оберкохен; внешние блуждающие перегородки из CASA в Мадрид; модулирующая сетка от CSEM в Невшатель; система управления механизмом и электроника терморегулирования от Dornier Satellite Systems в Фридрихсхафен; оптические фильтры, экспериментальные конструкции и система управления ориентацией и орбитой от Матра Маркони Спейс в Велизи; механизмы переключения приборов от Эрликон-Контравес в Цюрих; трубка рассекателя изображения и детекторы фотоумножителей, собранные Голландской организацией космических исследований (СРОН ) в Нидерландах; механизм сборки перефокусировки, разработанный TNO-TPD в Делфт; подсистема электроснабжения от British Aerospace в Бристоль; система управления структурой и реакцией от Daimler-Benz Aerospace в Бремен; солнечные батареи и система терморегулирования от Fokker Space System в Лейден; система обработки данных и телекоммуникации от Saab Ericsson Space в Гетеборг; и апогейный наддувный двигатель от SEP во Франции. Группы из Institut d'Astrophysique в Льеже и Laboratoire d'Astronomie Spatiale в Марсель внесение изменений в процедуры проверки оптических характеристик, калибровки и юстировки; Captec в Дублине и Logica в Лондоне внесли свой вклад в программное обеспечение и калибровку на борту.

В Hipparcos запущен спутник (спутник прямого вещания TV-SAT2 в качестве второго пассажира) на Ариана 4 ракета-носитель, рейс V33, с Куру, Французская Гвиана, 8 августа 1989 года. геостационарная переходная орбита, двигатель апогея Mage-2 не сработал, и предполагаемый геостационарная орбита никогда не было достигнуто. Однако с добавлением дополнительных наземных станций в дополнение к центру управления операциями ЕКА в ESOC в Германия, спутник успешно проработал на геостационарной переходной орбите почти 3,5 года. В конце концов, все первоначальные цели миссии были перевыполнены.

Включая оценку научной деятельности, связанной со спутниковыми наблюдениями и обработкой данных, Hipparcos миссия 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 исходных материалов Hipparcos

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 Каталог исходных материалов Hipparcos (HIC): каждая звезда в финале Каталог Hipparcos содержится 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 спутникового наблюдения, он, тем не менее, включает дополнительную информацию о нескольких компонентах системы, а также компиляцию лучевых скоростей и спектральных типов, которые, не наблюдаемые спутником, не были включены в опубликованные 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, содержащего около 118 000 звезд. Он объединил два компонента: во-первых, обзор около 58 000 объектов, максимально полный до следующих предельных величин: V <7.9 + 1.1sin | b | за спектральные классы раньше, чем G5, и V <7.3 + 1.1sin | b | за спектральные классы позже G5 (b - галактическая широта). Звезды, составляющие этот опрос, отмечены в Каталог 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

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 (государства-члена ESA). Анализ, основанный на почти 1000 Гбит спутниковых данных, полученных за 3,5 года, включал комплексную систему перекрестной проверки и проверки и подробно описан в опубликованном каталоге.

Была включена подробная оптическая калибровочная модель, чтобы отобразить преобразование небесных координат в инструментальные. 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. Исправления из-за специальная теория относительности (звездная аберрация ) использовала соответствующую скорость спутника. Изменения из-за общерелятивистский световые изгибы были значительными (4 миллисекунды при 90 ° к эклиптике) и исправлены с учетом детерминированного допущения γ = 1 в Формализм PPN. Остатки были исследованы, чтобы установить пределы любых отклонений от этого общего релятивистского значения, и не было обнаружено никаких существенных расхождений.

Система отсчета Hipparcos

Спутниковые наблюдения по существу дали очень точные относительные положения звезд относительно друг друга в течение периода измерений (1989–93). При отсутствии прямых наблюдений внегалактических источников (кроме маргинальных наблюдений квазар 3C273 ) полученная жесткая система отсчета была преобразована в инерциальная система отсчета связаны с внегалактическими источниками. Это позволяет напрямую соотносить съемки на разных длинах волн с 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 FK5, Hipparcos, Tycho-1 и Tycho-2 Каталоги 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 отсчета до публикации каталога: интерферометрические наблюдения радиозвезд с помощью сетей VLBI, МЕРЛИН и VLA; наблюдения за квазары относительно Hipparcos звезды, использующие ПЗС-матрицы, фотопластинки и Космический телескоп Хаббла; фотографические программы для определения собственных движений звезд относительно внегалактических объектов (Бонн, Киев, Лик, Потсдам, Йель / Сан-Хуан); и сравнение Вращение Земли параметры, полученные РСДБ и наземными оптическими наблюдениями Hipparcos звезды. 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.

В Hipparcos и Каталоги Тихо были построены таким образом, что Hipparcos система отсчета совпадает с точностью до погрешностей наблюдений с Международная небесная справочная система (ICRS) и представляет собой лучшие оценки на момент завершения каталога (в 1996 г.). Результирующий Hipparcos Таким образом, система отсчета является материализацией ICRS в оптике. Он расширяет и улучшает J2000 (FK5 ), сохраняя примерно глобальную ориентацию этой системы, но без ее региональных ошибок.

Двойные и кратные звезды

Несмотря на огромное астрономическое значение, двойные звезды и несколько звезд 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 года) периода измерения, двойная природа звезды осталась бы нераспознанной. Hipparcos, но может отображаться как Hipparcos собственное 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

Фотометрические данные высочайшей точности были предоставлены в качестве побочного продукта астрометрических наблюдений основной миссии. Они были изготовлены в широкой полосе пропускания видимого света, специально для Hipparcos, и обозначил Hp. Средняя фотометрическая точность для Hp <9 ​​mag составляла 0,0015 звездной величины, что обычно дает 110 отдельных наблюдений на одну 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, 273 Цефеид переменные, 186 Переменные RR Lyr, 108 Переменные Delta Scuti, и 917 затменные двойные звезды. Наблюдения за звездным картографом, составляющие каталог Тихо (и Тихо-2), дали два цвета, примерно B и V в UBV Джонсона. фотометрическая система, важно для спектральная классификация и эффективная температура определение.

Лучевые скорости

Классическая астрометрия касается только движений в плоскости неба и игнорирует звезды. радиальная скорость, т.е. его движение в пространстве по линии прямой видимости. 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 его 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 тангенциальной линейной скорости в (угловую) собственное движение это 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 Каталог Hipparcos звезды в той степени, в которой они известны в настоящее время из независимых наземных исследований, могут быть найдены в астрономической базе данных Центр астрономических исследований Страсбурга.

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

Основные наблюдательные характеристики каталогов Hipparcos и Tycho. ICRS - это Международная небесная справочная система.
СвойствоЦенить
Общие:
Период измерения1989.8–1993.2
Эпоха каталогаJ1991.25
Справочная системаICRS
• совпадение с ICRS (3 оси)± 0,6 мсек.
• отклонение от инерции (3 оси)± 0,25 мсек / год
Каталог Hipparcos:
Число входов118,218
• с сопутствующей астрометрией117,955
• с соответствующей фотометрией118,204
Средняя плотность неба≈3 на квадратный градус
Предельная величинаV≈12,4 mag
ПолнотаV = 7,3–9,0 магн.
Каталог Тихо:
Число входов1,058,332
• на основе данных Tycho1,052,031
• только с данными Hipparcos6301
Средняя плотность неба25 за квадратный град
Предельная величинаV≈11,5 mag
Полнота до 90 процентовV≈10,5 mag
Полнота до 99,9%V≈10.0 mag
Каталог Tycho 2:
Число входов2,539,913
Средняя плотность неба:
• при b = 0 °≈150 на квадратный градус
• при b = ± 30 °≈50 на квадратный градус
• при b = ± 90 °≈25 на квадратный градус
Полнота до 90 процентовV≈11,5 mag
Полнота до 99 процентовV≈11,0 mag
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.

Финал Каталог Hipparcos был результатом критического сравнения и слияния двух (консорциумов NDAC и FAST) анализов и содержит 118 218 записей (звезды или множественные звезды), что соответствует в среднем примерно трем звездам на квадратный градус по всему небу.[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]

Финал Hipparcos и Каталоги Tycho были завершены в августе 1996 года. Каталоги изданы ЕКА от имени научных коллективов в июне 1997 г.[12]

Более обширный анализ данных звездного картографа (Tycho) позволил выделить дополнительные тусклые звезды из потока данных. В сочетании с наблюдениями на старых фотопластинках, сделанными несколькими десятилетиями ранее в рамках Астрографический каталог программа, Каталог Тихо-2 более 2,5 миллионов звезд (и полностью заменяет собой исходный Каталог Тихо) был опубликован в 2000 году.[13]

В Hipparcos и Каталоги Tycho-1 были использованы для создания Атлас звезды тысячелетия: атлас всего неба от миллиона звезд до визуальная величина 11. В дополнение к данным каталога также включено около 10 000 незвездных объектов.[14]

Между 1997 и 2007 годами продолжались исследования тонких эффектов в ориентации спутника и калибровке приборов. 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, достигнув коэффициента около трех для самых ярких звезд (Hp <4,5 звездной величины), а также подчеркивает вывод о том, что Каталог Hipparcos изначально опубликованный, как правило, надежен в пределах указанной точности.

Все данные каталога доступны онлайн на сайте Центр астрономии Донна в Страсбурге.

Научные результаты

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

  1. обеспечение точной системы отсчета: это позволило последовательную и строгую повторную редукцию исторических астрометрических измерений, в том числе измерений с пластин Шмидта, меридианных кругов, 100-летнего Астрографический каталог, и 150 лет измерений ориентации Земли. Это, в свою очередь, позволило получить плотную опорную основу с высокоточными долгосрочными собственными движениями ( Каталог Тихо-2 ). Сокращение современных данных обследований привело к получению плотного каталога UCAC2 Военно-морская обсерватория США в той же системе отсчета, а также улучшенные астрометрические данные из недавних обзоров, таких как Sloan Digital Sky Survey и 2МАССА. В высокоточной системе отсчета подразумевается измерение гравитационное линзирование и обнаружение и описание двойных и кратных звезд;
  2. ограничения на звездная структура и звездная эволюция: точные расстояния и светимости 100000 звезд предоставили самый полный и точный набор данных фундаментальных звездных параметров на сегодняшний день, налагая ограничения на внутреннее вращение, диффузию элементов, конвективные движения и астросейсмология. 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 нашего Млечный Путь галактика, показывающая два выступающих спиральных рукава, прикрепленных к концам толстой центральной перемычки. Hipparcos с большой точностью нанес на карту множество звезд в окрестностях Солнца, хотя это представляет лишь небольшую часть звезд в галактике.
  3. Галактическая кинематика и динамика: равномерные и точные расстояния и собственные движения обеспечили существенный прогресс в понимании звездная кинематика и динамическая структура окрестностей Солнца, начиная от присутствия и эволюции скоплений, ассоциаций и движущихся групп, наличия резонансных движений из-за центральной перемычки Галактики и спиральные рукава, определение параметров, описывающих галактическое вращение, различение популяций диска и гало, свидетельство аккреции гало и измерение космических движений убегающие звезды, шаровые скопления, и многие другие типы звезд.

Связанные с этими основными темами, Hipparcos предоставил результаты по таким разнообразным темам, как наука о Солнечной системе, включая определение массы астероидов, Вращение Земли и Чендлер колеблется; внутренняя структура белые карлики; массы коричневые карлики; характеристика внесолнечные планеты и их звезды хозяина; высота Солнца над средней плоскостью Галактики; то возраст Вселенной; звездный начальная функция масс и звездообразование тарифы; и стратегии для поиск внеземного разума. Высокоточная многоэлементная фотометрия использовалась для измерения переменности и звездных пульсаций во многих классах объектов. В Hipparcos и Тихо каталоги в настоящее время обычно используются для наведения наземных телескопов, навигации в космические миссии и управления общественными планетами.

С 1997 г. было опубликовано несколько тысяч научных работ с использованием Hipparcos и Тихо каталоги. Подробный обзор Hipparcos научная литература 1997–2007 гг. была издана в 2009 г.,[16] и популярный аккаунт проекта в 2010 году.[3] Некоторые примеры заметных результатов включают (перечислены в хронологическом порядке):

Споры о расстоянии Плеяд

Одним из спорных результатов была полученная близость, примерно в 120 парсеков, Плеяды кластер, созданный как из исходного каталога[43]а также из уточненного анализа.[15] Это было оспорено различными другими недавними исследованиями, 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 (шт) как измерено Hipparcos и расстояние 133.5±1,2 шт. полученные с помощью других методов были подтверждены измерениями параллакса, выполненными с использованием РСДБ,[49] который дал 136.2±1,2 шт., наиболее точное и точное расстояние из всех представленных для кластера.

Полярная звезда

Основная статья: Полярная звезда

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

люди

  • Пьер Лакрут (Обсерватория Страсбурга ): 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 (Лундская обсерватория ): лидер Консорциума NDAC
  • Жан Ковалевский: лидер Консорциума FAST
  • Адриан Блаау: председатель комиссии по отбору программ наблюдений
  • Научная группа Hipparcos: Ули Бастиан, Пьерлуиджи Бернакка, Мишель Крезе, Франческо Донати, Мишель Гренон, Майкл Грюинг, Эрик Хег, Жан Ковалевский, Флор ван Леувен, Леннарт Линдегрен, Ханс ван дер Марель, Франсуа Миньяр, Эндрю Мюррей, Майкл Перриман (председатель), Рудольф Ле Пул, Ханс Шрайвер, Кэтрин Турон
  • Франко Эмилиани: руководитель проекта ЕКА (1981–85)
  • Хамид Хасан: менеджер 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

Смотрите также

  • Гайя, повторная миссия стартовала в 2013 г.

Рекомендации

  1. ^ а б c d Европейское космическое агентство (июнь 1997 г.). "Каталоги Hipparcos и Tycho" (PDF). ЕКА. Архивировано из оригинал (PDF) 16 июня 2015 г.. Получено 16 июн 2014.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k "Детали спутника HIPPARCOS 1989-062B NORAD 20169". N2YO. 16 июня 2015 г.. Получено 16 июн 2015.
  3. ^ а б Перриман, Майкл (2010). Ханна, Рамон (ред.). Создание величайшей звездной карты в истории. Вселенная астрономов. Гейдельберг: Springer-Verlag. Дои:10.1007/978-3-642-11602-5. ISBN  9783642116018.
  4. ^ Лакрут, П. (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. Bibcode:1995 A & A ... 304 ... 82 т.
  6. ^ Турон, Екатерина; и другие. (1992). Каталог исходных материалов Hipparcos, ESA SP-1136 (7 томов). Европейское космическое агентство.
  7. ^ Ковалевский, Дж .; и другие. (1997). «Каталог Hipparcos как реализация внегалактической системы отсчета». Астрономия и астрофизика. 323: 620–633. Bibcode:1997 А и А ... 323..620 К.
  8. ^ Perryman, M.A.C .; 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. Bibcode:2000A и A ... 355L..27H. Дои: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. ^ а б Ван Леувен, Пол (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. ^ Feast, M.W .; Уайтлок, П.А. (1997). «Галактическая кинематика цефеид из собственных движений Гиппарка». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 291 (4): 683–693. arXiv:Astro-ph / 9706293. Bibcode:1997МНРАС.291..683Ф. Дои:10.1093 / mnras / 291.4.683.
  18. ^ Høg, E .; Петерсен, Дж. (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:1998МНРАС.298..387Д. Дои:10.1046 / j.1365-8711.1998.01600.x.
  20. ^ Провансальский, J.L .; 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. Дои:10.1086/305238.
  21. ^ Perryman, M.A.C .; и другие. (1998). «Гиады: расстояние, структура, динамика, возраст». Астрономия и астрофизика. 331: 81–120. arXiv:Astro-ph / 9707253. Bibcode:1998A & A ... 331 ... 81P.
  22. ^ Moffat, A.F.J .; 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. ^ Рид И. Н. (1998). «Субкарликовые параллаксы Hipparcos: богатые металлами скопления и толстый диск». Астрономический журнал. 115 (1): 204–228. Bibcode:1998AJ .... 115..204R. Дои: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:1998МНРАС.301..149Г. Дои:10.1046 / j.1365-8711.1998.02011.x.
  25. ^ Смарт, Р. Л .; и другие. (1998). «Неожиданное распределение звездных скоростей в искривленном диске Галактики». Природа. 392 (6675): 471–473. Bibcode:1998Натура.392..471С. Дои:10.1038/33096.
  26. ^ Oudmaijer, Rene D .; Groenewegen, Martin A. T .; Шрайвер, Ганс (1998). «Смещение Лутца-Келкера в тригонометрических параллаксах». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 294 (3): L41 – L46. arXiv:Astro-ph / 9801093. Bibcode:1998МНРАС.294Л..41О. Дои:10.1046 / j.1365-8711.1998.01409.x.
  27. ^ Olling, R.P .; Меррифилд, М. Р. (1998). «Уточнение Оорта и Галактических констант». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 297 (3): 943–952. arXiv:Astro-ph / 9802034. Bibcode:1998МНРАС.297..943О. Дои:10.1046 / j.1365-8711.1998.01577.x.
  28. ^ Стотерс, Р. Б. (1998). «Темная материя диска Галактики, кратер от столкновения с Землей и закон больших чисел». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 300 (4): 1098–1104. Bibcode:1998МНРАС.300.1098С. Дои:10.1046 / j.1365-8711.1998.02001.x.
  29. ^ Комерон, Ф. (1999). «Вертикальное движение и расширение пояса Гулда». Астрономия и астрофизика. 351: 506–518. Bibcode:1999A & A ... 351..506C.
  30. ^ Корбет, Р. Х. Д. (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. Дои:10.1086/316395.
  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:1999Натура 402 ... 53H. Дои:10.1038/46980.
  32. ^ de Zeeuw, P.T .; и другие. (1999). «Перепись Hipparcos близлежащих ассоциаций OB». Астрономический журнал. 117 (1): 354–399. arXiv:Astro-ph / 9809227. Bibcode:1999AJ .... 117..354D. Дои:10.1086/300682.
  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. Дои:10.1086/300723.
  34. ^ Söderhjelm, S. (1999). "Визуальные бинарные орбиты и массы после Hipparcos". Астрономия и астрофизика. 341: 121–140. Bibcode:1999A&A ... 341..121S.
  35. ^ Robichon, N .; Арену, Ф. (2000). «Планетарные транзиты HD209458 по фотометрии Hipparcos». Астрономия и астрофизика. 355: 295–298. Bibcode:2000А и А ... 355..295R.
  36. ^ Chiba, M .; Бирс, Т. С. (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. Дои:10.1086/301409.
  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:2000МНРАС.313..209Н. Дои:10.1046 / j.1365-8711.2000.02905.x.
  38. ^ Gies, D.R .; Хелсель, Дж. У. (2005). «Эпохи ледникового периода и путь Солнца по Галактике». Астрофизический журнал. 626 (2): 844–848. arXiv:Astro-ph / 0503306. Bibcode:2005ApJ ... 626..844G. Дои:10.1086/430250.
  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. Bibcode:2005A & A ... 430..165F. Дои:10.1051/0004-6361:20041272.
  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. Bibcode:2007 A&A ... 463..783V. Дои:10.1051/0004-6361:20065846.
  41. ^ Макаров, В.В .; Мерфи, Д.В. (2007). «Локальное поле звездных скоростей через векторные сферические гармоники». Астрономический журнал. 134 (1): 367–375. arXiv:0705.3267. Bibcode:2007AJ .... 134..367M. Дои:10.1086/518242.
  42. ^ "В поисках брата и сестры Сан можно найти кузена жизни: Discovery News". News.discovery.com. 9 апреля 2012 г.. Получено 17 августа 2012.
  43. ^ Ван Леувен, Ф. (1999). «Калибровка расстояний Hipparcos для 9 рассеянных скоплений». Астрономия и астрофизика. 341: L71 – L74. Bibcode:1999A & A ... 341L..71V.
  44. ^ Pinsonneault, M.H .; и другие. (1998). "Проблема расстояний Hipparcos до рассеянных скоплений. I. Ограничения от многоцветной подгонки главной последовательности". Астрофизический журнал. 504 (1): 170–191. arXiv:астро-ph / 9803233. Bibcode:1998ApJ ... 504..170P. Дои:10.1086/306077.
  45. ^ Pan, X.P .; и другие. (2004). «Расстояние 133–137 пк до звездного скопления Плеяды». Природа. 427 (6972): 326–328. Bibcode:2004Натура.427..326П. Дои:10.1038 / природа02296. PMID  14737161.
  46. ^ Персиваль, С. М .; и другие. (2005). «Расстояние до Плеяд. Соответствие главной последовательности в ближнем инфракрасном диапазоне». Астрономия и астрофизика. 429 (3): 887–894. arXiv:Astro-ph / 0409362. Bibcode:2005A&A ... 429..887P. Дои:10.1051/0004-6361:20041694.
  47. ^ Содерблом, Д. Р .; и другие. (2005). "Подтверждение ошибок в параллаксах Hipparcos от астрометрии Плеяд космического телескопа Хаббла FGS". Астрономический журнал. 129 (3): 1616–1624. arXiv:астро-ph / 0412093. Bibcode:2005AJ .... 129.1616S. Дои:10.1086/427860.
  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. Дои:10.1134 / S1063773712110023.
  49. ^ Мелис, С; и другие. (2014). «Разрешение VLBI спора о расстоянии Плеяд». Наука. 345 (6200): 1029–1032. arXiv:1408.6544. Bibcode:2014Наука ... 345.1029M. Дои:10.1126 / science.1256101. PMID  25170147.

внешняя ссылка