stringtranslate.com

Гиппаркос

Hipparcos был научным спутником Европейского космического агентства (ESA), запущенным в 1989 году и работавшим до 1993 года. Это был первый космический эксперимент, посвященный точной астрометрии , точному измерению положений небесных объектов на небе. [3] Это позволило провести первые высокоточные измерения собственной яркости, собственных движений и параллаксов звезд, что позволило лучше рассчитать их расстояние и тангенциальную скорость . В сочетании с измерениями радиальной скорости с помощью спектроскопии астрофизики наконец смогли измерить все шесть величин, необходимых для определения движения звезд. Итоговый каталог Hipparcos , высокоточный каталог, содержащий более 118 200 звезд, был опубликован в 1997 году.В то же время был опубликован менее точный каталог Tycho , содержащий более миллиона звезд, а расширенный каталог Tycho-2, содержащий 2,5 миллиона звезд, был опубликован в 2000 году.Следующая миссия Hipparcos, Gaia , была запущена в 2013 году.

Слово «Hipparcos» является аббревиатурой от HIGH Precision PARallax Collecting Satellite (высокоточный спутниковый измеритель параллактического расстояния), а также отсылкой к древнегреческому астроному Гиппарху Никейскому, который известен применением тригонометрии в астрономии и открытием прецессии равноденствий .

Фон

Ко второй половине 20-го века точное измерение положения звезд с земли столкнулось с по существу непреодолимыми препятствиями для улучшения точности, особенно для измерений под большими углами и систематических терминов. Проблемы были обусловлены влиянием атмосферы Земли , но усугублялись сложными оптическими терминами, тепловыми и гравитационными изгибами инструментов и отсутствием видимости всего неба. Официальное предложение о проведении этих точных наблюдений из космоса было впервые выдвинуто в 1967 году. [4]

Первоначально миссия была предложена французскому космическому агентству CNES , которое посчитало ее слишком сложной и дорогой для одной национальной программы и рекомендовало предложить ее в многонациональном контексте. Ее принятие в рамках научной программы Европейского космического агентства в 1980 году стало результатом длительного процесса изучения и лоббирования . Основной научной мотивацией было определение физических свойств звезд путем измерения их расстояний и космических движений и, таким образом, постановка теоретических исследований звездной структуры и эволюции, а также исследований галактической структуры и кинематики на более надежную эмпирическую основу. С точки зрения наблюдений, целью было предоставить положения, параллаксы и годовые собственные движения для примерно 100 000 звезд с беспрецедентной точностью 0,002  угловых секунд , что на практике в конечном итоге было превышено в два раза. Название космического телескопа «Гиппаркос» является аббревиатурой от High Precision Parallax Collecting Satellite ( Высокоточный спутник для сбора параллаксов ), а также отражает имя древнегреческого астронома Гиппарха , который считается основателем тригонометрии и первооткрывателем прецессии равноденствий (из-за колебания Земли вокруг своей оси).

Спутник и полезная нагрузка

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

Космический корабль нес один полностью отражающий эксцентричный телескоп Шмидта с апертурой 29 см (11 дюймов). Специальное зеркало для объединения лучей накладывало два поля зрения, разнесенные на 58°, в общую фокальную плоскость. Это сложное зеркало состояло из двух зеркал, наклоненных в противоположных направлениях, каждое из которых занимало половину прямоугольного входного зрачка и обеспечивало невиньеттированное поле зрения размером около 1° × 1°. Телескоп использовал систему сеток на фокальной поверхности, состоящую из 2688 чередующихся непрозрачных и прозрачных полос с периодом 1,208 угловых секунд (8,2 микрометра). За этой системой сеток трубка диссектора изображения ( детектор типа фотоумножителя ) с чувствительным полем зрения диаметром около 38 угловых секунд преобразовывала модулированный свет в последовательность отсчетов фотонов (с частотой дискретизации 1200 Гц ), из которой можно было вывести фазу всей последовательности импульсов от звезды. Видимый угол между двумя звездами в объединенных полях зрения, по модулю периода сетки, был получен из разности фаз двух звездных импульсных серий. Первоначально нацеленный на наблюдение около 100 000 звезд с астрометрической точностью около 0,002 угловой секунды, окончательный каталог Hipparcos включал около 120 000 звезд [5] : xiii  со средней точностью немного лучше 0,001 угловой секунды (1 миллисекунда дуги). [5] : 3 

Дополнительная система фотоумножителей просматривала светоделитель на оптическом пути и использовалась в качестве звездного картографа. Ее целью было контролировать и определять ориентацию спутника, а также в процессе собирать фотометрические и астрометрические данные всех звезд вплоть до 11-й величины. Эти измерения проводились в двух широких полосах, приблизительно соответствующих B и V в фотометрической системе (Johnson) UBV . Положения этих последних звезд должны были быть определены с точностью 0,03 угловых секунд, что в 25 раз меньше, чем у основных звезд миссии. Первоначально нацеленный на наблюдение около 400 000 звезд, полученный каталог Tycho включал чуть более 1 миллиона звезд, с последующим анализом, расширившим его до каталога Tycho-2 , состоящего примерно из 2,5 миллионов звезд.

Положение космического корабля относительно его центра тяжести контролировалось для сканирования небесной сферы в регулярном прецессионном движении, поддерживая постоянный наклон между осью вращения и направлением на Солнце. Космический корабль вращался вокруг своей оси Z со скоростью 11,25 оборотов/день (168,75 угловых секунд/с) под углом 43° к Солнцу . Ось Z вращалась вокруг линии Солнце-спутник со скоростью 6,4 оборотов/год. [6]

Космический корабль состоял из двух платформ и шести вертикальных панелей, все из алюминиевых сот. Солнечная батарея состояла из трех развертываемых секций, генерирующих в общей сложности около 300 Вт. Две антенны S-диапазона были расположены сверху и снизу космического корабля, обеспечивая всенаправленную скорость передачи данных 24  кбит/с . Подсистема ориентации и управления орбитой (состоящая из 5- ньютоновых гидразиновых двигателей для курсовых маневров, 20-миллиньютоновых двигателей на холодном газе для управления ориентацией и гироскопов для определения ориентации) обеспечивала правильное динамическое управление ориентацией и определение в течение срока эксплуатации.

Принципы

Некоторые ключевые особенности наблюдений были следующими: [7]

Принципы астрометрических измерений. Заполненные круги и сплошные линии показывают три объекта из одного поля зрения (размером около 1°), а открытые круги и пунктирные линии показывают три объекта из отдельной области неба, наложенные в силу большого базового угла. Слева: положения объектов в одну опорную эпоху. В середине: их космические движения в течение примерно четырех лет с произвольными векторами собственного движения и масштабными коэффициентами; треугольники показывают их положения в фиксированную эпоху вблизи конца интервала. Справа: общие позиционные изменения, включая дополнительные видимые движения из-за годового параллакса, четыре петли, соответствующие четырем орбитам Земли вокруг Солнца. Движения, вызванные параллаксом, находятся в фазе 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 непрерывно меняются в течение периода измерения, они описываются всего пятью числовыми параметрами на звезду (два компонента положения, два компонента собственного движения и параллакс).
Путь на небе одного из объектов каталога Hipparcos за период в три года. Каждая прямая линия указывает наблюдаемое положение звезды в определенную эпоху: поскольку измерение одномерное, точное местоположение вдоль этой линии положения не определяется наблюдением. Кривая представляет собой смоделированный путь звезды, подобранный ко всем измерениям. Выведенное положение в каждую эпоху обозначено точкой, а остаток — короткой линией, соединяющей точку с соответствующей линией положения. Амплитуда колебательного движения дает параллакс звезды, а линейный компонент представляет собственное движение звезды.

Разработка, запуск и эксплуатация

Спутник Hipparcos финансировался и управлялся под общим руководством Европейского космического агентства (ESA). Основными промышленными подрядчиками были Matra Marconi Space (теперь EADS Astrium ) и Alenia Spazio (теперь Thales Alenia Space ).

Другие компоненты оборудования были поставлены следующим образом: зеркало объединения пучков от REOSC в Сен-Пьер-дю-Перре , Франция; сферические, складные и релейные зеркала от Carl Zeiss AG в Оберкохене , Германия; внешние экраны рассеянного света от CASA в Мадриде , Испания; модулирующая сетка от CSEM в Невшателе , Швейцария; система управления механизмом и электроника терморегулирования от Dornier Satellite Systems в Фридрихсхафене , Германия; оптические фильтры, экспериментальные структуры и система управления ориентацией и орбитой от Matra Marconi Space в Велизи , Франция; механизмы переключения инструментов от Oerlikon-Contraves в Цюрихе , Швейцария; трубка диссектора изображения и детекторы фотоумножителя, собранные Голландской организацией космических исследований ( SRON ) в Нидерландах; механизм перефокусировки, разработанный TNO-TPD в Делфте , Нидерланды; подсистема электропитания от British Aerospace в Бристоле , Великобритания; система управления структурой и реакцией от Daimler-Benz Aerospace в Бремене , Германия; солнечные батареи и система терморегулирования от Fokker Space System в Лейдене , Нидерланды; система обработки данных и телекоммуникаций от Saab Ericsson Space в Гетеборге , Швеция; и двигатель ускорения апогея от SEP во Франции. Группы из Института астрофизики в Льеже , Бельгия и Лаборатории космической астрономии в Марселе , Франция, внесли свой вклад в процедуры тестирования оптических характеристик, калибровки и выравнивания; Captec в Дублине , Ирландия, и Logica в Лондоне внесли свой вклад в бортовое программное обеспечение и калибровку.

Спутник Hipparcos был запущен (со спутником прямого вещания TV-Sat 2 в качестве второго пассажира) на ракете-носителе Ariane 4 , полет V33, из Centre Spatial Guyanais , Куру , Французская Гвиана, 8 августа 1989 года. Выведенный на геостационарную переходную орбиту (GTO), двигатель разгона Mage-2 в апогее не включился, и предполагаемая геостационарная орбита так и не была достигнута. Однако с добавлением дополнительных наземных станций, в дополнение к центру управления операциями ESA в Европейском центре космических операций (ESOC) в Германии, спутник успешно эксплуатировался на своей геостационарной переходной орбите (GTO) в течение почти 3,5 лет. Все первоначальные цели миссии были в конечном итоге превышены.

Включая оценку научной деятельности, связанной со спутниковыми наблюдениями и обработкой данных, миссия Hipparcos обошлась примерно в 600 миллионов евро (по экономическим показателям 2000 года), а в ее реализации было задействовано около 200 европейских ученых и более 2000 человек из европейской промышленности.

Каталог входных данных Hipparcos

Спутниковые наблюдения основывались на заранее определенном списке целевых звезд. Звезды наблюдались по мере вращения спутника с помощью чувствительной области детектора трубки диссектора изображения. Этот заранее определенный список звезд сформировал каталог входных данных Hipparcos (HIC): каждая звезда в окончательном каталоге Hipparcos содержалась во входном каталоге. [8] Каталог входных данных был составлен консорциумом INCA в период с 1982 по 1989 год, завершен перед запуском и опубликован как в цифровом, так и в печатном виде. [9]

Хотя результаты спутниковых исследований полностью заменили этот каталог, он, тем не менее, включает в себя дополнительную информацию о многочисленных компонентах системы, а также компиляции лучевых скоростей и спектральных типов, которые не были обнаружены спутником и не были включены в опубликованный каталог Hipparcos .

Ограничения на общее время наблюдений и на однородность звезд по всей небесной сфере для спутниковых операций и анализа данных привели к созданию Входного каталога из примерно 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| для спектральных типов ранее G5 и V<7,3 + 1,1sin|b| для спектральных типов позднее G5 (b — галактическая широта). Звезды, составляющие этот обзор, отмечены в Каталоге Hipparcos .

Второй компонент включал дополнительные звезды, выбранные в соответствии с их научным интересом, без звезд слабее, чем около величины V=13 mag. Они были выбраны из примерно 200 научных предложений, поданных на основе Приглашения к предложениям, выпущенного ЕКА в 1982 году, и расставлены по приоритетам Комитетом по отбору научных предложений в консультации с Консорциумом входного каталога. 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 был выполнен двумя независимыми научными группами, NDAC и FAST, в состав которых вошли около 100 астрономов и ученых, в основном из европейских (государств-членов ESA) институтов. Анализ, основанный на почти 1000 Гбит спутниковых данных, полученных за 3,5 года, включал в себя комплексную систему перекрестной проверки и валидации и подробно описан в опубликованном каталоге.

Подробная модель оптической калибровки была включена для отображения преобразования от небесных координат к инструментальным. Ее адекватность могла быть проверена с помощью подробных остатков измерений. Орбита Земли и орбита спутника относительно Земли были необходимы для описания местоположения наблюдателя в каждую эпоху наблюдения и были предоставлены соответствующей эфемеридой Земли в сочетании с точным определением дальности спутника. Поправки, обусловленные специальной теорией относительности ( звездной аберрацией ), использовали соответствующую скорость спутника. Изменения, обусловленные общим релятивистским изгибом света, были значительными (4 миллисекунды дуги под углом 90° к эклиптике) и были скорректированы для детерминированного предположения γ=1 в формализме PPN . Остатки были исследованы для установления пределов любых отклонений от этого общего релятивистского значения, и никаких существенных расхождений обнаружено не было.

Система отсчета

Спутниковые наблюдения по существу дали высокоточные относительные положения звезд по отношению друг к другу в течение всего периода измерений (1989–1993). В отсутствие прямых наблюдений внегалактических источников (кроме пограничных наблюдений квазара 3C 273 ) полученная жесткая система отсчета была преобразована в инерциальную систему отсчета, связанную с внегалактическими источниками. Это позволяет напрямую коррелировать обзоры на разных длинах волн со звездами Hipparcos 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. [10]

Типичные точности каталогов FK5, Hipparcos , Tycho-1 и Tycho-2 как функции времени. Зависимости Tycho-1 показаны для двух репрезентативных величин. Для Tycho-2 типичная ошибка собственного движения в 2,5 угловых миллисекунды применима как к ярким звездам (позиционная ошибка в J1991.25 7 угловых миллисекунд), так и к слабым звездам (позиционная ошибка в J1991.25 60 угловых миллисекунд).

Были включены и соответствующим образом взвешены различные методы установления этой связи системы отсчета до публикации каталога: интерферометрические наблюдения радиозвезд сетями VLBI , MERLIN и Very Large Array (VLA); наблюдения квазаров относительно звезд Hipparcos с использованием прибора с зарядовой связью (ПЗС), фотографических пластин и космического телескопа Хаббла ; фотографические программы для определения собственных движений звезд относительно внегалактических объектов (Бонн, Киев, Лик, Потсдам, Йель/Сан-Хуан); и сравнение параметров вращения Земли , полученных с помощью интерферометрии со сверхдлинной базой (VLBI) и наземных оптических наблюдений звезд Hipparcos . Хотя они сильно различались с точки зрения инструментов, методов наблюдений и задействованных объектов, различные методы в целом согласовывались в пределах 10 угловых миллисекунд в ориентации и 1 угловой миллисекунды/год во вращении системы. При соответствующем взвешивании считается, что оси координат, определенные опубликованным каталогом, выровнены с внегалактической радиорамкой с точностью ±0,6 угловых миллисекунд в эпоху J1991.25 и не вращаются относительно далеких внегалактических объектов с точностью ±0,25 угловых миллисекунд в год. [7] : 10 

Каталоги Hipparcos и Tycho затем были построены таким образом, что полученная небесная система отсчета Hipparcos (HCRF) совпадала, в пределах наблюдательных неопределенностей, с Международной небесной системой отсчета (ICRF) и представляла наилучшие оценки на момент завершения каталога (в 1996 году). Таким образом, HCRF является материализацией Международной небесной системы отсчета (ICRS) в оптической области. Она расширяет и улучшает систему J2000 ( FK5 ), сохраняя приблизительно глобальную ориентацию этой системы, но без ее региональных ошибок. [7] : 10 

Двойные и множественные звезды

Несмотря на огромную астрономическую важность, двойные звезды и множественные звезды создавали значительные осложнения для наблюдений (из-за конечного размера и профиля чувствительного поля зрения детектора) и для анализа данных. Обработка данных классифицировала астрометрические решения следующим образом:

Если двойная звезда имеет длительный орбитальный период, так что нелинейные движения фотоцентра были незначительными в течение короткого (3-летнего) периода измерения, двойная природа звезды прошла бы нераспознанной Hipparcos , но могла бы проявиться как собственное движение Hipparcos, отличающееся от тех, которые установлены из длительных временных базовых программ собственного движения на Земле. Фотоцентрические движения более высокого порядка могли бы быть представлены 7-параметрической или даже 9-параметрической подгонкой модели (по сравнению со стандартной 5-параметрической моделью), и обычно такие модели могли бы быть улучшены по сложности до тех пор, пока не были бы получены подходящие подгонки. Полная орбита, требующая 7 элементов, была определена для 45 систем. Орбитальные периоды, близкие к одному году, могут стать вырожденными с параллаксом, что приводит к ненадежным решениям для обоих. Тройные или более высокие системы предоставили дополнительные проблемы для обработки данных.

Фотометрические наблюдения

Фотометрические данные наивысшей точности были предоставлены как побочный продукт основных астрометрических наблюдений миссии. Они были сделаны в широкополосной полосе пропускания видимого света , специфичной для Hipparcos , и обозначены как H p . [11] Медианная фотометрическая точность для H p <9 звездной величины составила 0,0015 звездной величины , с типичным 110 отдельными наблюдениями на звезду в течение 3,5-летнего периода наблюдений. В рамках обработки данных и производства каталога были идентифицированы новые переменные и обозначены соответствующими обозначениями переменных звезд . Переменные звезды были классифицированы как периодические или нерешенные переменные; первые были опубликованы с оценками их периода, амплитуды переменности и типа переменности. Всего было обнаружено около 11 597 переменных объектов, из которых 8 237 были впервые классифицированы как переменные. Например, имеется 273 переменных типа цефеиды , 186 переменных типа RR Lyr , 108 переменных типа Дельта Щита и 917 затменных двойных звезд . Наблюдения звездного картографа, составляющие каталог Tycho (и Tycho-2), предоставили два цвета, приблизительно B и V в фотометрической системе Джонсона UBV , важные для спектральной классификации и определения эффективной температуры .

Лучевые скорости

Классическая астрометрия касается только движений в плоскости неба и игнорирует лучевую скорость звезды , т. е. ее пространственное движение вдоль луча зрения. Хотя она имеет решающее значение для понимания звездной кинематики и, следовательно, динамики населения, ее эффект, как правило, незаметен для астрометрических измерений (в плоскости неба), и поэтому ее обычно игнорируют в крупномасштабных астрометрических исследованиях. На практике ее можно измерить как доплеровский сдвиг спектральных линий. Однако, если говорить более строго, лучевая скорость входит в строгую астрометрическую формулировку. В частности, пространственная скорость вдоль луча зрения означает, что преобразование из тангенциальной линейной скорости в (угловое) собственное движение является функцией времени. Результирующий эффект векового или перспективного ускорения является интерпретацией поперечного ускорения, фактически возникающего из чисто линейной пространственной скорости со значительным радиальным компонентом, с позиционным эффектом, пропорциональным произведению параллакса, собственного движения и лучевой скорости. На уровне точности Hipparcos это имеет (незначительное) значение только для ближайших звезд с наибольшими лучевыми скоростями и собственными движениями, но было учтено в 21 случае, когда накопленный позиционный эффект за два года превысил 0,1 угловой миллисекунды. Лучевые скорости звезд каталога Hipparcos , в той мере, в какой они в настоящее время известны из независимых наземных обследований, можно найти в астрономической базе данных Centre de données astronomiques de Strasbourg .

Отсутствие надежных расстояний для большинства звезд означает, что угловые измерения, выполненные астрометрически в плоскости неба, в общем случае не могут быть преобразованы в истинные космические скорости в плоскости неба. По этой причине астрометрия характеризует поперечные движения звезд в угловой мере (например, arcsec в год), а не в км/с или эквиваленте. Аналогично, типичное отсутствие надежных радиальных скоростей означает, что поперечное пространственное движение (когда оно известно) в любом случае является лишь компонентом полной, трехмерной, космической скорости.

Опубликованные каталоги

Эквидистантный график зависимости склонения от прямого восхождения звезд ярче видимой величины 5 по каталогу Hipparcos, закодированных по спектральному типу и видимой величине относительно современных созвездий и эклиптики.

Окончательный каталог Hipparcos стал результатом критического сравнения и слияния двух анализов (консорциумов NDAC и FAST) и содержит 118 218 записей (звезд или кратных звезд), что соответствует в среднем примерно трем звездам на квадратный градус по всему небу. [12] Медианная точность пяти астрометрических параметров (величина Hp < 9) превысила первоначальные цели миссии и составляет от 0,6 до 1,0 мсд. Около 20 000 расстояний были определены с точностью лучше 10%, а 50 000 — с точностью лучше 20%. Выведенное отношение внешних ошибок к стандартным составляет ≈1,0–1,2, а предполагаемые систематические ошибки — менее 0,1 мсд. Количество решенных или предполагаемых двойных или кратных звезд составляет 23 882. [13] Фотометрические наблюдения дали многоэпохальную фотометрию со средним числом 110 наблюдений на звезду и медианной фотометрической точностью (Hp<9 звездной величины) 0,0015 звездной величины, при этом 11 597 записей были идентифицированы как переменные или возможно переменные. [14]

Для результатов звездного картографа анализ данных был выполнен Tycho Data Analysis Consortium (TDAC). Каталог Tycho содержит более миллиона звезд с астрометрией 20–30 миллисекунд дуги и двухцветной (полосы B и V) фотометрией. [15]

Окончательные каталоги Hipparcos и Tycho были завершены в августе 1996 года. Каталоги были опубликованы Европейским космическим агентством (ESA) от имени научных групп в июне 1997 года. [16]

Более обширный анализ данных звездного картографа (Tycho) извлек дополнительные слабые звезды из потока данных. В сочетании со старыми фотографическими наблюдениями пластин, сделанными несколькими десятилетиями ранее в рамках программы Astrographic Catalogue , в 2000 году был опубликован Каталог Tycho-2, содержащий более 2,5 миллионов звезд (и полностью заменяющий оригинальный Каталог Tycho). [17]

Каталоги Hipparcos и Tycho-1 были использованы для создания « Атласа звезд тысячелетия» : атласа всего неба, содержащего один миллион звезд до 11-й визуальной величины . Для дополнения данных каталога также включено около 10 000 незвездных объектов. [18]

В период с 1997 по 2007 год продолжались исследования тонких эффектов в ориентации спутника и калибровке приборов. Изучался ряд эффектов в данных, которые не были полностью учтены, например, разрывы фазы сканирования и скачки ориентации, вызванные микрометеороидами. В конечном итоге была предпринята повторная редукция связанных шагов анализа. [19]

Это привело к повышению астрометрической точности для звезд ярче Hp=9,0 звездной величины, достигнув коэффициента примерно в три раза для самых ярких звезд (Hp<4,5 звездной величины), а также подчеркнуло вывод о том, что каталог Hipparcos в первоначально опубликованном виде в целом надежен в пределах указанных значений точности.

Все данные каталога доступны онлайн в Страсбургском центре астрономических исследований .

Научные результаты

Художественное представление галактики Млечный Путь , показывающее два выдающихся спиральных рукава, прикрепленных к концам толстой центральной перемычки. Hipparcos с большой точностью нанес на карту множество звезд в окрестностях Солнца, хотя это представляет лишь малую часть звезд в галактике.

Результаты Hipparcos оказали влияние на широкий спектр астрономических исследований, которые можно разделить на три основные темы:

Связанный с этими основными темами, Hipparcos предоставил результаты по таким разнообразным темам, как наука о Солнечной системе, включая определение массы астероидов, вращение Земли и колебание Чандлера ; внутреннюю структуру белых карликов ; массы коричневых карликов ; характеристику внесолнечных планет и их звезд-хозяев; высоту Солнца над галактической средней плоскостью; возраст Вселенной ; функцию начальной массы звезд и скорости звездообразования ; и стратегии поиска внеземного разума . Высокоточная многоэпохальная фотометрия использовалась для измерения изменчивости и звездных пульсаций во многих классах объектов. Каталоги Hipparcos и Tycho теперь регулярно используются для наведения наземных телескопов, навигации космических миссий и управления публичными планетариями.

С 1997 года было опубликовано несколько тысяч научных работ с использованием каталогов Hipparcos и Tycho . Подробный обзор научной литературы Hipparcos за период с 1997 по 2007 год был опубликован в 2009 году [20] , а популярный отчет о проекте — в 2010 году [3]. Вот некоторые примеры примечательных результатов (перечислены в хронологическом порядке):

Споры о расстоянии до Плеяд

Одним из спорных результатов стала полученная близость, около 120 парсеков, к скоплению Плеяды , установленная как из оригинального каталога [47], так и из пересмотренного анализа. [19] Это было оспорено различными другими недавними работами, устанавливающими среднее расстояние до скопления около 130 парсеков. [48] [49] [50] [51]

Согласно статье 2012 года, аномалия была вызвана использованием взвешенного среднего, когда есть корреляция между расстояниями и ошибками расстояния для звезд в скоплениях. Она решается путем использования невзвешенного среднего. В данных Hipparcos нет систематического смещения, когда речь идет о звездных скоплениях. [52]

В августе 2014 года расхождение между кластерным расстоянием120,2 ± 1,5 парсека (пк) по измерениям Hipparcos и расстояние133,5 ± 1,2 пк, полученные с помощью других методов, были подтверждены измерениями параллакса, выполненными с использованием VLBI , [53], которые дали136,2 ± 1,2 пк — самое точное и достоверное расстояние, представленное для скопления.

Полярис

Еще один спор о расстоянии, который разгорелся в связи с проектом Hipparcos, касается расстояния до Полярной звезды.

Hipparcos-Gaia

Данные Hipparcos в последнее время используются вместе с данными Gaia . В частности, сравнение собственного движения звезд с обоих космических аппаратов используется для поиска скрытых двойных спутников. [54] [55] Данные Hipparcos-Gaia также используются для измерения динамической массы известных двойных, таких как субзвездные спутники. [56] Данные Hipparcos-Gaia использовались для измерения массы экзопланеты Beta Pictoris b и иногда используются для изучения других экзопланет с длительным периодом обращения , таких как HR 5183 b . [57] [58]

Люди

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "The Hipparcos and Tycho Catalogues" (PDF) . ESA. Июнь 1997. Архивировано из оригинала (PDF) 16 июня 2015 . Получено 16 июня 2014 .
  2. ^ "Подробности спутника HIPPARCOS 1989-062B NORAD 20169". N2YO. 16 июня 2015 г. Получено 16 июня 2015 г.
  3. ^ ab Perryman, Michael (2010). Khanna, Ramon (ред.). Создание величайшей в истории карты звездного неба. Вселенная астрономов. Heidelberg: Springer-Verlag. Bibcode : 2010mhgs.book.....P. doi : 10.1007/978-3-642-11602-5. ISBN 9783642116018.
  4. ^ Lacroute, P. (1967). «Труды 13-й Генеральной Ассамблеи». Труды Международного астрономического союза . XIIIB: 63.
  5. ^ ab "The Hipparcos and Tycho Catalogues" (PDF) . ESA . ​​Получено 13 мая 2023 г. .
  6. ^ Гомес, А.Э.; Торра, Дж. (1987). «Гиппаркос, Входной каталог». Преподобный Мексикана Астрон. Астроф . 14 . Национальный автономный университет Мексики: 441–447. Бибкод : 1987RMxAA..14..441G . Проверено 14 мая 2023 г.
  7. ^ abc Майкл Перриман (декабрь 2008 г.). «Каталоги Hipparcos и Tycho». Астрономические приложения астрометрии: десять лет эксплуатации спутниковых данных Hipparcos (PDF) . Cambridge University Press . Получено 14 мая 2023 г. .
  8. ^ Turon, C.; et al. (1995). «Свойства входного каталога Hipparcos». Астрономия и астрофизика . 304 : 82–93. Bibcode : 1995A&A...304...82T.
  9. ^ Турон, Кэтрин и др. (1992). Каталог входных данных Hipparcos, ESA SP-1136 (7 томов) . Европейское космическое агентство.
  10. ^ Ковалевский, Дж. и др. (1997). «Каталог Hipparcos как реализация внегалактической системы отсчета». Астрономия и астрофизика . 323 : 620–633. Bibcode : 1997A&A...323..620K.
  11. ^ Бесселл, Майкл С. (июль 2000 г.). «Полосы пропускания фотометрических систем Hipparcos и Tycho». Публикации Астрономического общества Тихого океана . 112 (773): 961–965. Bibcode : 2000PASP..112..961B. doi : 10.1086/316598. S2CID  121605844.
  12. ^ Perryman, MAC; et al. (1997). "Каталог Hipparcos". Астрономия и астрофизика . 323 : L49–L52. Bibcode : 1997A&A...323L..49P.
  13. ^ Линдегрен, Л.; и др. (1997). «Данные о двойных звездах в Каталоге Hipparcos». Астрономия и астрофизика . 323 : L53–L56. Бибкод : 1997A&A...323L..53L.
  14. ^ Ван Леувен, Ф.; и др. (1997). «Миссия Hipparcos: фотометрические данные». Астрономия и астрофизика . 323 : L61–L64. Бибкод : 1997A&A...323L..61V.
  15. ^ Høg, E.; et al. (1997). "Каталог Тихо". Астрономия и астрофизика . 323 : L57–L60. Bibcode : 1997A&A...323L..57H.
  16. ^ Европейское космическое агентство (1997). Каталоги Hipparcos и Tycho . Нордвейк, Нидерланды: Отдел публикаций ESA. ISBN 978-92-9092-399-2.
  17. ^ Høg, E.; et al. (2000). «Каталог Tycho-2 2,5 миллиона ярчайших звезд». Астрономия и астрофизика . 355 : L27–L30. Bibcode : 2000A&A...355L..27H.
  18. ^ Синнотт, Роджер; Перриман, Майкл (1997). Millennium Star Atlas . Sky Publishing Corporation и Европейское космическое агентство. ISBN 978-0-933346-83-3.
  19. ^ аб Ван Леувен, Этаж (2007). Hipparcos, новая обработка необработанных данных . Спрингер, Дордрехт. ISBN 978-1-4020-6341-1.
  20. ^ Перриман, Майкл (2009). Астрономические приложения астрометрии: десять лет эксплуатации спутниковых данных Hipparcos. Cambridge University Press. стр. 692. ISBN 978-0-521-51489-7.
  21. ^ Фист, М. У.; Уайтлок, П. А. (1997). «Галактическая кинематика цефеид по собственным движениям Hipparcos». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 291 (4): 683–693. arXiv : astro-ph/9706293 . Bibcode : 1997MNRAS.291..683F. doi : 10.1093/mnras/291.4.683 . S2CID  17704884.
  22. ^ Хог, Э.; Петерсен, Дж. О. (1997). «Параллаксы Hipparcos и природа звезд дельты Щита». Астрономия и астрофизика . 323 : 827–830. Бибкод : 1997A&A...323..827H.
  23. ^ Dehnen, W.; Binney, JJ (1998). "Локальная кинематика звезд по данным Hipparcos". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 298 (2): 387–394. arXiv : astro-ph/9710077 . Bibcode : 1998MNRAS.298..387D. doi : 10.1046/j.1365-8711.1998.01600.x . S2CID  15936627.
  24. ^ Provencal, JL; et al. (1998). «Проверка связи массы и радиуса белого карлика с помощью Hipparcos». Astrophysical Journal . 494 (2): 759–767. Bibcode :1998ApJ...494..759P. CiteSeerX 10.1.1.44.7051 . doi :10.1086/305238. S2CID  122724497. 
  25. ^ Perryman, MAC; et al. (1998). «Гиады: расстояние, структура, динамика и возраст». Астрономия и астрофизика . 331 : 81–120. arXiv : astro-ph/9707253 . Bibcode : 1998A&A...331...81P.
  26. ^ Моффат, А. Ф. Дж.; и др. (1998). «Звезды Вольфа-Райе и убегающие звезды О-класса с кинематикой Hipparcos». Астрономия и астрофизика . 331 : 949–958. Bibcode : 1998A&A...331..949M.
  27. ^ Рид, ИН (1998). «Параллаксы субкарликов Hipparcos: богатые металлами скопления и толстый диск». Astronomical Journal . 115 (1): 204–228. Bibcode : 1998AJ....115..204R. doi : 10.1086/300167 .
  28. ^ Жирарди, Л.; и др. (1998). «Тонкая структура скопления красных гигантов по данным Hipparcos и определение расстояний на основе его средней величины». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 301 (1): 149–160. arXiv : astro-ph/9805127 . Bibcode : 1998MNRAS.301..149G. doi : 10.1046/j.1365-8711.1998.02011.x . S2CID  14940616.
  29. ^ Смарт, Р. Л. и др. (1998). «Неожиданное распределение скоростей звезд в искривленном галактическом диске». Nature . 392 (6675): 471–473. Bibcode :1998Natur.392..471S. doi :10.1038/33096. S2CID  4338652.
  30. ^ Оудмайер, Рене Д.; Грёневеген, Мартин А.Т.; Шрийвер, Ганс (1998). «Смещение Лутца-Келькера в ригонометрических параллаксах». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 294 (3): L41–L46. arXiv : astro-ph/9801093 . Бибкод : 1998MNRAS.294L..41O. дои : 10.1046/j.1365-8711.1998.01409.x .
  31. ^ Оллинг, RP; Меррифилд, MR (1998). «Уточнение констант Оорта и Галактики». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 297 (3): 943–952. arXiv : astro-ph/9802034 . Bibcode : 1998MNRAS.297..943O. doi : 10.1046/j.1365-8711.1998.01577.x . S2CID  196448.
  32. ^ Стозерс, РБ (1998). «Темная материя галактического диска, образование кратеров при ударе о Землю и закон больших чисел». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 300 (4): 1098–1104. Bibcode : 1998MNRAS.300.1098S. doi : 10.1046/j.1365-8711.1998.02001.x .
  33. ^ Комерон, Ф. (1999). «Вертикальное движение и расширение пояса Гулда». Астрономия и астрофизика . 351 : 506–518. Bibcode : 1999A&A...351..506C.
  34. ^ Corbet, RHD (1999). «Использование гамма-всплесков в качестве маркеров направления и времени в стратегиях SETI». Публикации Астрономического общества Тихого океана . 111 (761): 881–885. arXiv : astro-ph/9904268 . Bibcode : 1999PASP..111..881C. doi : 10.1086/316395. S2CID  8349408.
  35. ^ Helmi, A.; et al. (1999). «Потоки обломков в окрестностях Солнца как реликты образования Млечного Пути». Nature . 402 (6757): 53–55. arXiv : astro-ph/9911041 . Bibcode :1999Natur.402...53H. doi :10.1038/46980. S2CID  2945433.
  36. ^ де Зеув, PT; и др. (1999). «Перепись Hipparcos близлежащих акушерских ассоциаций». Астрономический журнал . 117 (1): 354–399. arXiv : astro-ph/9809227 . Бибкод : 1999AJ....117..354D. дои : 10.1086/300682. S2CID  16098861.
  37. ^ Гарсия Санчес, Дж.; и др. (1999). «Звездные встречи с облаком Оорта на основе данных Hipparcos». Astronomical Journal . 117 (2): 1042–1055. Bibcode : 1999AJ....117.1042G. doi : 10.1086/300723 .
  38. ^ Söderhjelm, S. (1999). «Визуальные двойные орбиты и массы после Hipparcos». Астрономия и астрофизика . 341 : 121–140. Bibcode : 1999A&A...341..121S.
  39. ^ Robichon, N.; Arenou, F. (2000). "Планетарные транзиты HD209458 по фотометрии Hipparcos". Астрономия и астрофизика . 355 : 295–298. Bibcode : 2000A&A...355..295R.
  40. ^ Чиба, М.; Бирс, TC (2000). «Кинематика звезд с низким содержанием металлов в Галактике. III. Формирование звездного гало и толстого диска, выявленное на основе большой выборки звезд, не отобранных кинематически». Astronomical Journal . 119 (6): 2843–2865. arXiv : astro-ph/0003087 . Bibcode : 2000AJ....119.2843C. doi : 10.1086/301409. S2CID  16620828.
  41. ^ Холмберг, Дж.; Флинн, К. (2000). «Локальная плотность материи, отображенная Hipparcos». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 313 (2): 209–216. arXiv : astro-ph/9812404 . Bibcode : 2000MNRAS.313..209H. doi : 10.1046/j.1365-8711.2000.02905.x . S2CID  16868380.
  42. ^ Gies, DR; Helsel, JW (2005). «Эпохи ледникового периода и путь Солнца через Галактику». Astrophysical Journal . 626 (2): 844–848. arXiv : astro-ph/0503306 . Bibcode : 2005ApJ...626..844G. doi : 10.1086/430250. S2CID  14341982.
  43. ^ Famaey, B.; et al. (2005). «Локальная кинематика гигантов K и M по данным Coravel, Hipparcos и Tycho-2. Пересмотр концепции сверхскоплений». Astronomy & Astrophysics . 430 (1): 165–186. arXiv : astro-ph/0409579 . Bibcode :2005A&A...430..165F. doi :10.1051/0004-6361:20041272. S2CID  17804304.
  44. ^ Vondrák, J.; Stefka, V. (2007). «Объединенный астрометрический каталог EOC—3. Улучшенная система отсчета для долгосрочных исследований вращения Земли». Astronomy & Astrophysics . 463 (2): 783–788. Bibcode :2007A&A...463..783V. doi : 10.1051/0004-6361:20065846 .
  45. ^ Макаров, В. В.; Мерфи, Д. В. (2007). «Локальное поле скоростей звезд через векторные сферические гармоники». Astronomical Journal . 134 (1): 367–375. arXiv : 0705.3267 . Bibcode : 2007AJ....134..367M. doi : 10.1086/518242. S2CID  14934757.
  46. ^ "Поиск брата Сан может привести к обнаружению кузена Жизни: Discovery News". News.discovery.com. 9 апреля 2012 г. Архивировано из оригинала 11 апреля 2012 г. Получено 17 августа 2012 г.
  47. ^ Ван Леувен, Ф. (1999). «Калибровка расстояния Hipparcos для 9 рассеянных скоплений». Астрономия и астрофизика . 341 : L71–L74. Бибкод : 1999A&A...341L..71V.
  48. ^ Pinsonneault, MH; et al. (1998). «Проблема расстояний Hipparcos до открытых скоплений. I. Ограничения из многоцветной подгонки главной последовательности». Astrophysical Journal . 504 (1): 170–191. arXiv : astro-ph/9803233 . Bibcode :1998ApJ...504..170P. doi :10.1086/306077. S2CID  14224434.
  49. ^ Pan, XP; et al. (2004). «Расстояние 133-137 пк до звездного скопления Плеяды». Nature . 427 (6972): 326–328. Bibcode :2004Natur.427..326P. doi :10.1038/nature02296. PMID  14737161. S2CID  4383850.
  50. ^ Персиваль, SM; и др. (2005). «Расстояние до Плеяд. Подгонка главной последовательности в ближнем инфракрасном диапазоне». Астрономия и астрофизика . 429 (3): 887–894. arXiv : astro-ph/0409362 . Bibcode : 2005A&A...429..887P. doi : 10.1051/0004-6361:20041694. S2CID  14842664.
  51. ^ Содерблом, DR; и др. (2005). «Подтверждение ошибок в параллаксах Hipparcos из астрометрии Плеяд с помощью космического телескопа Хаббла FGS». Astronomical Journal . 129 (3): 1616–1624. arXiv : astro-ph/0412093 . Bibcode : 2005AJ....129.1616S. doi : 10.1086/427860. S2CID  15354711.
  52. ^ Чарльз Фрэнсис; Эрик Андерсон (2012). «XHIP-II: Скопления и ассоциации». Astronomy Letters . 38 (11): 681–693. arXiv : 1203.4945 . Bibcode : 2012AstL...38..681F. doi : 10.1134/S1063773712110023. S2CID  119285733.
  53. ^ Мелис, К.; и др. (2014). «Решение спора о расстоянии до Плеяд с помощью РСДБ». Science . 345 (6200): 1029–1032. arXiv : 1408.6544 . Bibcode :2014Sci...345.1029M. doi :10.1126/science.1256101. PMID  25170147. S2CID  34750246.
  54. ^ Кервелла, Пьер; Ареноу, Фредерик; Миньяр, Франсуа; Тевенен, Фредерик (1 марта 2019 г.). «Звездные и субзвездные спутники близлежащих звезд из Gaia DR2. Двойственность по аномалии собственного движения». Астрономия и астрофизика . 623 : А72. arXiv : 1811.08902 . Бибкод : 2019A&A...623A..72K. дои : 10.1051/0004-6361/201834371. ISSN  0004-6361. S2CID  119491061.
  55. ^ Брандт, Тимоти Д. (1 июня 2021 г.). «Каталог ускорений Hipparcos-Gaia: издание Gaia EDR3». Серия приложений к Astrophysical Journal . 254 (2): 42. arXiv : 2105.11662 . Bibcode : 2021ApJS..254...42B. doi : 10.3847/1538-4365/abf93c . ISSN  0067-0049. S2CID  235187424.
  56. ^ Брандт, Тимоти Д.; Дюпюи, Трент Дж.; Боулер, Брендан П. (1 октября 2019 г.). «Точные динамические массы напрямую полученных спутников из относительной астрометрии, радиальных скоростей и ускорений Hipparcos-Gaia DR2». The Astronomical Journal . 158 (4): 140. arXiv : 1811.07285 . Bibcode :2019AJ....158..140B. doi : 10.3847/1538-3881/ab04a8 . ISSN  0004-6256. S2CID  119437089.
  57. ^ Снеллен, IAG; Браун, AGA (1 августа 2018 г.). «Масса молодой планеты Бета Живописца b через астрометрическое движение ее звезды-хозяина». Nature Astronomy . 2 (11): 883–886. arXiv : 1808.06257 . Bibcode :2018NatAs...2..883S. doi :10.1038/s41550-018-0561-6. ISSN  2397-3366. S2CID  256718410.
  58. ^ Веннер, Александр; Пирс, Логан А.; Вандербург, Эндрю (1 ноября 2022 г.). «Орбита с ребра для эксцентричной долгопериодической планеты HR 5183 b». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 516 (3): 3431–3446. arXiv : 2111.03676 . Bibcode : 2022MNRAS.516.3431V. doi : 10.1093/mnras/stac2430 . ISSN  0035-8711.

Внешние ссылки