Carte du Ciel ( французское произношение: [kaʁt dy sjɛl] ; буквально, «Карта неба») и Астрографический каталог (или Астрографическая карта ) были двумя отдельными, но связанными компонентами огромного международного астрономического проекта, начатого в конце 19 века, чтобы каталогизировать и картировать положения миллионов звезд, таких слабых, как 11-я или 12-я величина . Двадцать обсерваторий со всего мира приняли участие в экспонировании и измерении более 22 000 (стеклянных) фотографических пластин в огромной программе наблюдений, продолжавшейся несколько десятилетий. Несмотря на или из-за своего огромного масштаба, проект был лишь частично успешным — компонент Carte du Ciel так и не был завершен, и в течение почти полувека часть Астрографического каталога в значительной степени игнорировалась. Однако появление Каталога Hipparcos в 1997 году привело к важному развитию в использовании этого исторического материала пластин.
Огромный и беспрецедентный международный проект по картографированию звезд был инициирован в 1887 году директором Парижской обсерватории Амеде Муше , который осознал потенциал нового процесса фотографирования на сухих пластинах, способного произвести революцию в процессе создания карт звезд. В результате Астрографического конгресса, состоявшегося в Париже в апреле 1887 года, в котором приняли участие более 50 астрономов, 20 обсерваторий со всего мира согласились принять участие в проекте, и были поставлены две цели:
Для первого, Астрографического каталога, все небо должно было быть сфотографировано до 11 зв. величины, чтобы предоставить справочный каталог положений звезд, который заполнил бы разрыв между ранее наблюдаемыми величинами с помощью транзитных и меридиональных круговых инструментов наблюдениями вплоть до 8 зв. величины — это дало бы позиции достаточно плотной сети положений звезд, которые, в свою очередь, могли бы использоваться в качестве системы отсчета для более слабого компонента обзора (Carte du Ciel). Различные обсерватории по всему миру были ответственны за съемку определенных зон склонения (см. таблицу). Пластины Астрографического каталога, обычно с экспозицией 6 минут, были в свое время сфотографированы, измерены и опубликованы полностью. Они дали каталог положений и величин вплоть до примерно 11,5 зв. величины, и программа была в основном завершена в первой четверти 20-го века.
Для второй цели второй набор пластин с более длительными экспозициями, но минимальным перекрытием, должен был сфотографировать все звезды до 14 зв. величины. Эти пластины должны были быть воспроизведены и распространены как набор карт, Carte du Ciel, в отличие от предыдущих карт неба, которые были составлены на основе небесных координат звезд, наблюдаемых транзитными инструментами. Большинство пластин Carte du Ciel использовали три экспозиции продолжительностью 20 минут, смещенные так, чтобы сформировать равносторонний треугольник со сторонами 10 угловых секунд, что позволяло легко отличать звезды от дефектов пластины, а также астероиды от звезд.
Современный отчет об этом обширном международном астрономическом сотрудничестве, опубликованный в 1912 году, был дан Гербертом Холлом Тернером , тогдашним профессором астрономии Оксфордского университета. [2] Другие аспекты освещаются в различных статьях в Трудах симпозиума IAU № 133, состоявшегося в 1988 году. [3]
Для Астрографического каталога 20 обсерваторий со всего мира приняли участие в экспонировании и измерении более 22 000 стеклянных пластин (см. таблицу). Около половины обсерваторий заказали телескопы у братьев Генри (Поля и Проспера) во Франции, а другие — на фабрике Говарда Грабба в Дублине . [4] Эти телескопы назывались обычными астрографами с апертурой около 13 дюймов (33 см) и фокусным расстоянием 11 футов (3,4 м), предназначенными для создания изображений с равномерным масштабом на фотографической пластине приблизительно 60 угловых секунд /мм, охватывая поле зрения 2° × 2°. Каждой обсерватории была назначена определенная зона склонения для фотографирования. Первая такая пластина была получена в августе 1891 года в Ватиканской обсерватории (где экспонирование заняло более 27 лет), а последняя — в декабре 1950 года в Королевской обсерватории Бельгии (Брюссель), при этом большинство наблюдений было сделано в период с 1895 по 1920 год. Чтобы компенсировать дефекты пластин, каждая область неба была сфотографирована дважды, используя двойной шаблон перекрытия от угла к центру, расширенный на границах зон, так что пластины каждой обсерватории перекрывались с пластинами соседних зон. Участвующие обсерватории согласились использовать стандартизированный телескоп, чтобы все пластины имели одинаковый масштаб приблизительно 60 угловых секунд/мм. Измеряемые области пластин составляли 2,1°×2,1° (13 см×13 см), поэтому шаблон перекрытия состоял из пластин, которые были центрированы на каждой полосе градусов по склонению, но смещены по прямому восхождению на два градуса. Многие факторы, такие как справочный каталог, метод редукции и форматы печати, были оставлены на усмотрение отдельных учреждений. Целью позиционной точности было 0,5 угловых секунд на изображение.
Измерение пластин было длительным делом, измерения производились на глаз и записывались вручную. Пластины передавались большому количеству людей, работающих как компьютеры, для определения положений звезд на каждой пластине. (До своего современного значения слово «компьютер» означало человека, который выполняет вычисления). Эти люди-компьютеры вручную измеряли каждую звезду относительно дюжины или около того опорных звезд в пределах этой конкретной пластины, а затем выполняли вычисления для определения прямого восхождения и склонения звезды . Однако первоначальная цель в 11 зв. величины для предельной величины была в целом превзойдена, и некоторые обсерватории регулярно измеряли звезды с блеском до 13 зв. величины. Всего было обнаружено около 4,6 миллиона звезд (8,6 миллиона изображений). Самые яркие звезды были переэкспонированы на пластинах, не измерены и, следовательно, отсутствуют в итоговых каталогах. Измерения пластины (как прямоугольные координаты), а также формулы для их преобразования в экваториальные координаты были опубликованы в оригинальных томах Астрографического каталога, хотя сопровождающие их экваториальные координаты в настоящее время представляют только исторический интерес. Публикация измерений продолжалась с 1902 по 1964 год и привела к 254 печатным томам необработанных данных.
В течение десятилетий Астрографический каталог в значительной степени игнорировался. С данными было трудно работать, поскольку они не были доступны ни в машиночитаемой форме, ни в экваториальных координатах. Десятилетия труда были потрачены на международном уровне, прежде чем проект был заменен современными астрономическими методами. Одной из проблем было то, что работа заняла гораздо больше времени, чем ожидалось. Как изначально предполагалось, проект должен был занять всего 10–15 лет. Более серьезной проблемой было то, что в то время как многие европейские астрономы были заняты этим проектом, который требовал постоянного, методичного труда, а не творчества, в других частях мира, особенно в Соединенных Штатах, астрофизика становилась гораздо важнее астрометрии . В результате французская астрономия, в частности, отставала на десятилетия.
Еще более амбициозный компонент программы Carte du Ciel был предпринят некоторыми из участвующих обсерваторий, но не был завершен и даже не начат другими. Карты оказались чрезмерно дорогими для фотографирования и воспроизведения, как правило, с помощью гравированных медных пластин ( фотогравюры ), и многие зоны были либо не завершены, либо должным образом опубликованы. Пластины, которые были сделаны, как правило, все еще существуют, но покрывают только половину неба. Они, как правило, архивируются в своих первоначальных обсерваториях. Очень немногие пластины были недавно повторно измерены и повторно проанализированы с доступностью данных каталога Hipparcos (см. ниже).
Огромный объем работы, вложенный в Астрографический каталог, включая изготовление пластин, измерение и публикацию, долгое время рассматривался как дающий лишь незначительную научную прибыль. Но сегодня астрономы в большом долгу перед этим огромным усилием из-за возможности объединения этих вековых положений звезд с результатами космического астрометрического спутника Hipparcos ЕКА , что позволяет с высокой точностью определять собственные движения для 2,5 миллионов звезд.
В частности, позиции Астрографического каталога были переведены из печатных каталогов десятилетней давности в машиночитаемую форму (это было сделано в Государственного астрономического института им. Птернберга в Москве под руководством А. Кузьмина) в период с 1987 по 1994 год. Затем данные были заново обработаны (в Военно-морской обсерватории США в Вашингтоне под руководством Шона Урбана) с использованием опорных звезд, измеренных астрометрическим спутником Hipparcos . [5]
Звезды из каталога Hipparcos использовались для создания подробной опорной структуры в различные эпохи пластин Астрографического каталога, в то время как 2,5 миллиона звезд в каталоге Tycho-2 обеспечивали плотную опорную структуру, позволяющую точно калибровать и корректировать искажения пластин. Собственные движения всех звезд каталога Tycho затем могли быть получены, в частности, благодаря Астрографическому каталогу, но дополнительно с использованием положений звезд из более чем 140 других наземных каталогов.
Помимо 120 000 звезд самого каталога Hipparcos, итоговый каталог Tycho-2 (составленный в обсерватории Копенгагенского университета под руководством Эрика Хёга) стал крупнейшим, самым точным и самым полным каталогом самых ярких звезд на небе. Он был основой для определения позиций всех более слабых звезд на небе, пока в 2017 году не стал доступен каталог Gaia 2. [6] [7] Шон Урбан из Военно-морской обсерватории США писал в 1998 году: [5]
История создания Астрографического каталога — это история преданных своему делу людей, которые посвящали утомительные десятилетия своей карьеры одной цели. Некоторые считают, что это также история о том, как лучшие европейские обсерватории 19 века утратили лидерство в астрономических исследованиях, вложив так много ресурсов в это одно начинание. Долго изображаемый как наглядный урок чрезмерных амбиций, Астрографический каталог в последнее время превратился в урок того, как старые данные могут найти новое применение.
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
