astrometria - Astrometry


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Ilustração da utilização de interferometria na gama de comprimento de onda óptica para determinar as posições precisas das estrelas. Cortesia NASA / JPL-Caltech

Astrometria é o ramo da astronomia que envolve medidas precisas das posições e movimentos de estrelas e outros corpos celestes . As informações obtidas por meio de medições astrométricas fornece informações sobre os cinemática e origem física do Sistema Solar e de nossa galáxia , a Via Láctea .

História

A arte do conceito para a nave espacial TAU , um estudo era de 1980 que teria utilizado uma sonda precursor interestelar para expandir a linha de base para o cálculo da paralaxe estelar em apoio Astrometry

A história da astrometria está ligada à história de catálogos de estrelas , que deram pontos de referência astrônomos para objetos no céu para que pudessem rastrear seus movimentos. Isso pode ser datado de Hiparco , que por volta de 190 aC usado o catálogo de seus antecessores Timocharis e Aristillus para descobrir Terra precessão . Ao fazer isso, ele também desenvolveu a escala de brilho ainda em uso hoje. Hiparco compilou um catálogo com pelo menos 850 estrelas e suas posições. O sucessor de Hiparco, Ptolomeu , incluiu um catálogo de 1.022 estrelas em sua obra o Almagesto , dando sua localização, coordenadas, e brilho.

No século 10, Abd al-Rahman al-Sufi realizadas observações sobre as estrelas e descreveu as suas posições, magnitudes e estrela da cor , e deu desenhos para cada constelação, em seu Livro das Estrelas Fixas . Ibn Yunus observou mais de 10.000 entradas para a posição do Sol por muitos anos usando um grande astrolábio com um diâmetro de cerca de 1,4 metros. Suas observações sobre eclipses ainda eram usados séculos mais tarde, em Simon Newcomb 'investigações s sobre o movimento da Lua, enquanto seus outros observações inspirado Laplace ' s obliquidade da eclíptica e Desigualdades de Júpiter e Saturno . No século 15, o Timurid astrônomo Ulugh Beg compilou o Zij-i-Sultani , no qual ele catalogou 1.019 estrelas. Como os catálogos anteriores do Hiparco e Ptolomeu, catálogo de Ulugh Beg é estimada para ter sido preciso para dentro de aproximadamente 20 minutos de arco .

No século 16, Tycho Brahe usado instrumentos melhorados, incluindo grandes instrumentos murais , para medir posições estrela com mais precisão do que anteriormente, com uma precisão de 15-35 segundos de arco . Taqi al-Din mediu a ascensão reta das estrelas no Observatório Constantinopla de Taqi ad-Din usando o "relógio observacional" que ele inventou. Quando telescópios se tornaram comuns, círculos definição acelerou medições

James Bradley primeiro tentou medir a paralaxe estelar em 1729. O movimento estelar revelou-se demasiado insignificante para o telescópio , mas em vez disso ele descobriu a aberração da luz e da nutação do eixo da Terra. Sua catalogação de 3222 estrelas foi refinado em 1807 por Friedrich Bessel , o pai da astrometria moderna. Ele fez a primeira medição de paralaxe estelar: 0,3 segundos de arco para a estrela binária 61 Cygni .

Sendo muito difícil de medir, apenas cerca de 60 paralaxe estelar tinha sido obtido até o final do século 19, principalmente pelo uso do micrômetro filar . Astrographs usando astronómicas chapas fotográficas acelerou o processo no início do século 20. Automated máquinas de medição de placa e mais sofisticada tecnologia informática da década de 1960 permitiu a compilação mais eficiente dos catálogos de estrelas . Na década de 1980, dispositivos de carga acoplada (CCDs) substituído chapas fotográficas e reduzida incertezas ópticos para um milliarcsecond. Esta tecnologia fez astrometry menos caro, abrindo o campo para um público amador.

Em 1989, a Agência Espacial Europeia 's Hipparcos satélite levou astrometry em órbita, onde ele poderia ser menos afetados por forças mecânicas da Terra e distorções ópticas de sua atmosfera. Operado a partir de 1989 a 1993, Hipparcos medido ângulos grandes e pequenas no céu com uma precisão muito maior do que qualquer telescópios ópticos anteriores. Durante seus 4 anos de execução, as posições, paralaxe, e movimentos próprios de 118,218 estrelas foram determinados com um grau de precisão sem precedentes. Um novo " catálogo Tycho " reuniu uma base de dados de 1.058.332 para dentro de 20-30 mas (milliarcseconds). Catálogos adicionais foram compilados para os 23,882 várias estrelas duplas / e 11,597 estrelas variáveis também analisadas durante a missão Hipparcos.

Hoje, o catálogo mais utilizado é USNO-B1.0 , um catálogo de todo o céu que rastreia movimentos próprios, posições, magnitudes e outras características por mais de um bilhão de objetos estelares. Durante os últimos 50 anos, 7.435 Schmidt câmera placas foram usadas para completar vários inquéritos céu que fazem os dados em USNO-B1.0 com precisão de 0,2 segundos de arco.

aplicações

Diagrama mostrando como um objecto mais pequeno (tal como um planeta extra ) orbitando um objecto maior (tal como uma estrela ) pode produzir alterações de posição e velocidade deste último à medida que orbitam a sua comum centro de massa (cruz vermelha).
Moção de baricentro do sistema solar em relação ao Sol

Além da função fundamental de fornecer os astrônomos com um quadro de referência para relatar as suas observações na, astrometria também é fundamental para campos como a mecânica celeste , dinâmica estelar e astronomia galáctica . Em astronomia observacional , técnicas astrométricas ajudar a identificar objetos estelares por seus movimentos únicos. É fundamental para manter o tempo, na medida em que UTC é basicamente o tempo atômico sincronizado com Terra de rotação 's por meio de observações exatas. Astrometria é um passo importante na escala de distância cósmica porque estabelece paralaxe estimativas de distância para estrelas na Via Láctea .

Astrometria também tem sido usado para apoiar alegações de detecção de planetas extra-solares medindo o deslocamento dos planetas propostas causar na posição aparente de sua estrela-mãe no céu, devido à sua órbita mútua em torno do centro de massa do sistema. Astrometria é mais preciso em missões espaciais que não são afetados pelos efeitos de distorção da atmosfera da Terra. Planejada da NASA missão espacial Interferometria ( SIM PlanetQuest ) (agora cancelada) foi utilizar técnicas astrométricas para detectar planetas terrestres orbitando 200 ou assim das mais próximas estrelas do tipo solar, . A Agência Espacial Europeia Missão de Gaia , lançado em 2013, aplica técnicas astrométricas em seu censo estelar. Em adição à detecção de exoplanetas, ele também pode ser usado para determinar a sua massa.

Astrométricas medições são usadas por astrophysicists para limitar certos modelos em mecânica celeste . Ao medir a velocidades de pulsares , é possível colocar um limite para a assimetria de supernovas explosões. Além disso, os resultados astrométricas são utilizados para determinar a distribuição da matéria escura no Galaxy.

Astrônomos usam técnicas astrométricas para o rastreamento de objetos próximos da Terra . Astrometria é responsável pela detecção de muitos objetos do sistema solar recordes. Para encontrar tais objetos astrometrically, os astrônomos usam telescópios para o levantamento das câmeras céu e da grande-área para tirar fotos em vários intervalos determinados. Ao estudar essas imagens, eles podem detectar objetos do sistema solar por seus movimentos em relação às estrelas de fundo, que permanecem fixas. Uma vez que um movimento por unidade de tempo é observado, os astrônomos compensar a paralaxe causado pelo movimento da Terra durante este tempo ea distância heliocêntrica a este objeto é calculado. Usando esta distância e outras fotografias, mais informações sobre o objecto, incluindo os seus elementos orbitais , pode ser obtido.

50000 Quaoar e 90377 Sedna são dois objectos do sistema solar descobertos desta forma por Michael E. Brown e outros em Caltech usando o Palomar Observatory 's telescópio Samuel Oschin de 48 polegadas (1,2 m) e a câmara CCD Palomar-Procura-grande área. A capacidade de astrônomos para rastrear as posições e movimentos de tais corpos celestes é crucial para a compreensão do sistema solar e seu passado inter-relacionados, presente e futuro com os outros no Universo.

Estatisticas

Um aspecto fundamental da astrometria é a correção de erros. Vários factores introduzir erros na medição das posições estelares, incluindo condições atmosféricas, imperfeições nos instrumentos e erros por parte do observador ou os instrumentos de medição. Muitos desses erros pode ser reduzido por várias técnicas, tais como através de melhorias de instrumentos e compensações para os dados. Os resultados são então analisados utilizando métodos estatísticos para calcular estimativas de dados e margens de erro.

Os programas de computador

Em ficção

Veja também

Referências

Outras leituras

  • Kovalevsky, Jean; Seidelman, P. Kenneth (2004). Fundamentos da Astrometry . Cambridge University Press. ISBN  0-521-64216-7 .
  • Walter, Hans G. (2000). Astrometry de catálogos fundamentais: a evolução da óptica para quadros de referência de rádio . New York: Springer. ISBN  3-540-67436-5 .
  • Kovalevsky, Jean (1995). Astrometry moderna . Berlim; New York: Springer. ISBN  3-540-42380-X .

links externos