Hipparcos

Hipparcos [hɪ'pɑ:kɔs] ( un acronim pentru High Precision Par allax Collecting S atellite - „ satelit de  înaltă precizie pentru colectarea paralaxelor ”; numele este în consonanță cu numele astronomului grec antic Hipparchus ( altul grecesc Ιππαρχος ), compilator al primului catalog de stele din Europa ; codul de observator „248” ) - un telescop spațial al Agenției Spațiale Europene (ESA), conceput pentru sarcini astrometrice : măsurarea coordonatelor, distanțelor și mișcărilor adecvate ale corpurilor de iluminat.

Satelitul a fost lansat în 1989 și în 37 de luni de funcționare a colectat informații despre mai mult de un milion de stele [1] . Precizia de măsurare pentru experimentul principal (mai mult de 100 de mii de stele) a fost de 1  milisecundă de arc . Hipparcos este primul și, din 2014, singurul proiect astrometric spațial finalizat. Succesul programului a făcut posibilă creșterea preciziei măsurătorilor astrometrice cu un ordin de mărime și, prin urmare, să facă o descoperire foarte semnificativă în astronomie.

Istoricul designului

Ideea măsurării de înaltă precizie a paralaxelor de la un satelit artificial a fost propusă încă din 1966 de astronomul francez P. Lacroute . La acel moment, o astfel de propunere a fost făcută cu o preempțiune semnificativă în vederea dezvoltării tehnologiilor, cu toate acestea, membrii consiliului științific al Agenției Spațiale Europene au desfășurat lucrări privind analiza detaliată a acesteia, predicția rezultatelor și adăugarea de proiectul cu detalii, iar în 1980 ESA a început să lucreze la implementarea directă. În timpul dezvoltării proiectului, experimentul Tycho (numit după astronomul danez Tycho Brahe ) a fost introdus suplimentar. Esența experimentului a fost utilizarea dispozitivului de  cartografiere a stelelor introdus anterior în scopuri științifice (inițial a fost folosit doar pentru a determina orientarea satelitului în spațiu) [2] [3] [4] .

Informații despre dispozitiv

Satelitul Hipparcos a fost lansat pe 8 august 1989 de la Kourou , Guyana Franceză [5 ] . Satelitul a fost lansat pe orbită de un vehicul de lansare Ariane ( Ariane-4.44LP / H10, v.33 ). Au fost probleme în această etapă. Din cauza defecțiunii unuia dintre motoare, satelitul a fost lansat nu în geostaționarul planificat , ci pe o orbită eliptică . Parametrii orbitei rezultate au fost următorii: înclinare  - 7 °, perioada de revoluție - 640 minute ; înălțimea perigeului și a apogeului  - 500 km și , respectiv, 36.500 km ; excentricitatea - 0,7 în loc să se bazeze pe excentricitatea orbitei geostaționare aproape de zero. În plus, satelitul a primit un moment de rotație nedorit, care a trebuit să fie corectat în primele săptămâni de zbor. Experimentul nu a fost încheiat, deoarece s-a dovedit a fi posibil să se efectueze observații în condițiile rezultate. Cu toate acestea, lansarea pe o orbită diferită de cea planificată a dus la traversarea sistematică a satelitului de zona centurii de radiații a Pământului , ceea ce nu a permis efectuarea de observații în aceste momente, din cauza amplitudinii mari a zgomotului fotonic, ca un rezultat din care s-a pierdut 30-35% din timpul de observație disponibil. În plus, încrucișarea frecventă a centurilor de radiații a accelerat degradarea unor componente ale satelitului și echipamentelor de măsurare, ceea ce a dus în 1992 la suspendarea timp de trei luni, iar în martie 1993 la încetarea timpurie a experimentului [2] .

Sistemul optic a fost un telescop catadioptric al sistemului Schmidt . În fața lentilei erau două oglinzi plate, care aduceau două zone de pe cer, separate la 58 ° una de cealaltă, într-un singur câmp vizual.

Opțiuni:

• diametru deschidere : 290 mm ;
• distanta focala: 1400 mm ;
• greutatea mașinii: 500 kg ;
• precizie maximă: 0,001 inchi.

Satelitul a făcut peste 3 milioane de observații a 118.324 de stele incluse în programul principal (acestea sunt aproape toate stele de până la 9 m ) și câteva zeci de milioane de observații de aproximativ 1 milion de stele folosind echipamente auxiliare (inițial era planificat să includă 100 de stele). mie de stele în programul principal, dar apoi minimul acestuia a fost mărit).

În timpul experimentului, au fost descoperite peste 8000  de variabile și aproximativ 3000  de stele binare .

Cataloage

Prelucrarea observațiilor a continuat până în 1997 și a fost efectuată independent de două consorții internaționale - „nord” (țările Scandinaviei și nordul Europei) și „sud” ( Franța , Italia etc.). Astronomii ruși au luat parte și ei . Aceste consorții au lucrat independent, doar rezultatele lor finale au fost comparate și combinate. Drept urmare, în 1997, Agenția Spațială Europeană a publicat catalogul de stele Hipparcos cu același nume cu proiectul și un alt catalog, Tycho (pe baza rezultatelor experimentului Tycho). Cataloagele au fost publicate în formă tipărită și electronică. Versiunea tipărită conținea 16 volume : catalogul Hipparcos în sine și documentația care descrie conținutul ambelor cataloage, caracteristicile sateliților și algoritmii de procesare a datelor. Versiunea electronică era pe șase CD-uri, colectate sub forma volumului al 17-lea.

Pentru stelele din catalogul Hipparcos, sunt dați următorii parametri astrometrici :

• poziție (coordonate exacte - doi parametri);
• propriile mișcări;
• paralaxă;
• magnitudini stelare în sistemele fotometrice B și V .

Cinci parametri astrometrici (cu excepția vitezei radiale ) au fost determinați prin rezolvarea unui sistem de ecuații diferențiale parțiale linearizate folosind metoda celor mai mici pătrate .

Caracteristicile cheie ale cataloagelor Hipparcos și Tycho

Catalog Hipparcos

Înainte de experiment, precizia a fost estimată la 2 milisecunde de arc , dar cea reală s-a dovedit a fi mai bună - 1 milisecundă de arc pentru majoritatea stelelor.

Precizia măsurării paralaxelor catalogului a făcut posibilă rafinarea semnificativă a ideilor despre distanțele până la stele. Conform rezultatelor unui experiment spațial, pentru 20.000 de stele , distanțele au devenit cunoscute cu o precizie de nu mai puțin de 10%, iar pentru 49.000 de stele  - nu mai rău de 20%. La scurt timp după publicarea rezultatelor, Uniunea Astronomică Internațională a recomandat utilizarea catalogului Hipparcos ca implementare primară a Sistemului Internațional de Referință Ceresc (ICRS) în domeniul optic [6] .

Comunicarea cu sistemul de coordonate de referință în domeniul radio - ICRF  - a fost realizată prin:

• VLBI -observări ale stelelor radio lângă quasari;
• observații ale stelelor radio cu telescopul VLA ;
• măsurători ale distanțelor unghiulare de la stelele Hipparcos la sursele extragalactice pe telescopul spațial Hubble în domeniul optic;
• observații fotografice și CCD ale quasarelor;
• recenzii fotografice.

Autorii catalogului Hipparcos indică următoarele estimări de precizie pentru potrivirea dintre sistemul ICRF și sistemul de catalog:

• nepotrivirea între sisteme în direcția axelor poate fi de 0,6 milisecunde de arc;
• rotația unui sistem de coordonate față de altul poate fi de aproximativ 0,25 milisecunde de arc pe an [3] .

Ulterior, s-a recomandat excluderea stelelor binare, a unor stele variabile și a celor pentru care există îndoieli cu privire la acuratețea datelor [7] dintre obiectele catalogului care determină sistemul de referință . Sistemul de coordonate de referință corespunzător se numește HCRF [8] .

Catalog Tycho-2

Un alt rezultat este catalogul Tycho-2 . Spre deosebire de cataloagele Hipparcos și Tycho, acesta se bazează nu numai pe observații prin satelit. Când a fost creat, au fost folosite o mulțime de observații la sol pentru a clarifica mișcările adecvate . Conține aproximativ 2,5 milioane de stele, pentru care sunt date pozițiile, mișcările proprii, mărimile în sisteme apropiate de sistemele standard B și V, precum și alte informații. Precizia poziției pentru stelele de magnitudinea a 9- a  este de aproximativ 0,05 secunde de arc, mișcări adecvate - 0,002 - 0,003 secunde de arc pe an [2] . Catalogul a fost publicat în 2000 și a înlocuit catalogul Tycho [9] .

Caracteristicile comparative ale directoarelor

Catalogul Hipparcos nu are analogi pentru aplicare în probleme practice care necesită o precizie astrometrică și fotometrică ridicată atunci când se lucrează cu câmpuri mari de vedere și într-un interval dinamic de magnitudini stelare similare cu catalogul (9 m -11 m ). Nu devine complet universal datorită prezenței în astronomia modernă a unui număr mare de probleme practice care utilizează câmpuri vizuale mici (de ordinul minutelor de arc) și amplitudinea variază de la 14 m la 23 m . Catalogul Tycho-2 este deja potrivit pentru un număr mult mai mare de sarcini decât Hipparcos, dar are o precizie mai mică.

Pe baza cataloagelor Hipparcos și Tycho-2, au fost pregătite o serie de atlase , în special Atlasul Stelelor Mileniului și a doua ediție a Uranometriya 2000.0 .

Rezultatele misiunii

Pe scurt, rezultatele misiunii HIPPARCOS pot fi rezumate după cum urmează:

• cinci parametri astrometrici (în special, paralaxe) a 118.324 de stele au fost determinați cu o precizie care depășește de 100 de ori acuratețea observațiilor la sol ;
• pozițiile (doi parametri astrometrici) pentru 1 milion de stele au fost determinate cu o precizie care depășește de 5-10 ori acuratețea observațiilor de la sol ;
• Au fost determinate date fotometrice (magnitudini în două culori) pentru 1 milion de stele. Deși acuratețea acestor date este inferioară acurateței celor mai bune observații la sol, datele sunt prezentate într-un sistem fotometric uniform, care este uneori mai important. Omogenitatea fotometriei pentru un astfel de număr de stele a fost obținută pentru prima dată în istoria astronomiei;
• au fost descoperite peste 8.000 de variabile și aproximativ 3.000 de stele binare;
• a fost creat un nou catalog fundamental , precum și alte două cataloage suplimentare care satisfac multe probleme astronomice mult mai bine decât cataloagele bazate în întregime pe observații la sol.

Unele dintre aceste rezultate nu sunt doar mai precise, ci și fundamental noi (de exemplu, paralaxele sunt absolute, nu relative, ca în observațiile de la sol).

Importanța acestor rezultate pentru astrometrie și astronomie a condus la evaluarea acestui experiment ca o piatră de hotar semnificativă în istoria astronomiei, dovadă fiind apariția în literatura specială a termenului de „era post-Hipparcos” ( ing.  post-Hipparcos) . era ).

Procesarea observațiilor prin satelit a continuat după publicarea principalului rezultat în 1997. Potrivit sistemului bibliografic NASA Astronomical Data Service [10] , înainte de lansarea satelitului au fost publicate câteva sute de articole conținând o discuție a proiectului (program de observare, diverse modele matematice pentru optimizarea parametrilor dispozitivului, calculul așteptat). precizie). În acest moment, ADS (la secțiunea astronomie) are aproximativ 2000 de publicații cu cuvântul „Hipparcos” în titluri și aproximativ 5000  – cu cuvântul „Hipparcos” în rezumat.

Influența experimentului Hipparcos asupra dezvoltării astrometriei este următoarea:

• un număr mare de rezultate științifice importante, fapt dovedit de numărul de articole publicate;
• demonstrând că un experiment foarte scump (peste 700 de milioane de dolari ) dar bine conceput poate arăta rezultate care declanșează o nouă eră în știință, în acest caz astronomia;
• dezvoltarea mai intensă a proiectelor noi, cu intențiile de a obține o creștere a preciziei de încă 10 - 100 de ori și o creștere a numărului de obiecte măsurate la 40 de milioane  - 1 miliard .

Vezi și

• Gaia
• Misiune de interferometrie spațială
• Agenția Spațială Europeană

Note

1. ↑ #37-1993: Hipparcos: misiune  îndeplinită . ESA (17 august 1993). - comunicat de presa. Preluat la 7 august 2009. Arhivat din original la 12 martie 2004.
2. ↑ 1 2 3 Kovalevsky Zh. Astrometrie modernă. - Secolul 2, 2004. - ISBN 5850991476 .
3. ↑ 1 2 Institutul de Astronomie RAS, Institutul Astronomic de Stat. P. K. Sternberg, Institutul optic de stat. S. I. Vavilova, NPO ei. S. A. Lavochkina „Experimentul astrometric în spațiu „OSIRIS””, Fryazino, 2005
4. ↑ Cataloagele Hipparcos și Tycho. ESA, 1997, The Tycho Catalog, ESA SP-  1200
5. ↑ Monografie despre date spațiale (link inaccesibil) . Arhivat din original pe 27 mai 2014. (nedefinit) 
6. ↑ REZOLUȚIA B2 privind Sistemul Internațional de Referință Ceresc (ICRS)  (ing.)  (link indisponibil) . A XXIII-a Adunare Generală a Uniunii Astronomice Internaționale . IAU (1997). Consultat la 31 decembrie 2010. Arhivat din original la 11 iulie 2012.
7. ↑ A XXIV-a Adunare Generală a UAI. Rezoluția B1.2  (engleză) . BULETIN INFORMATIV #88 . IUA (1999). — pagina 29. Consultat la 31 decembrie 2010. Arhivat din original la 13 aprilie 2010.
8. ↑ Pinigin G. I. Prefața editorului  // Extinderea și conectarea cadrelor de referință utilizând Tehnica CCD bazată pe sol : Conferință astronomică internațională. - Nikolaev: Atoll, 2001. - P. 7 . — ISBN 966-7726-33-9 .  (Rusă) (link indisponibil)
9. ↑ . E. Hog; et al. Catalogul Tycho-2 al celor 2,5 milioane de stele cele mai strălucitoare  // Astronomie și Astrofizică  : jurnal  . - EDP Sciences , 2000. - Vol. 355 . - P.L27-L30 . Arhivat din original la 1 iulie 2019.
10. ↑ NASA ADS  . Consultat la 29 septembrie 2009. Arhivat din original pe 27 februarie 2011.

Link -uri

• Tsvetkov A. S. Ghid pentru lucrări practice cu catalogul Hipparcos . Astronet . Astronet . Arhivat la 1 noiembrie 2020.  (Rusă).
• Vityazev VV Progrese în astrometrie (link inaccesibil) . Arhivat din original pe 2 mai 2008.  (Rusă) .
• Goncharov G. A. Umbrele stelelor (link inaccesibil) . Rețeaua științifică . Data accesului: 29 martie 2008. Arhivat din original la 14 iulie 2007.  (Rusă)  .

Dicționare și enciclopedii	Mare catalană Mare norvegian Britannica (online)