Hiparcos

Hipparcos [hɪ'pɑ:kɔs] ( un acrónimo de High Precision Parallax Collecting S atellite - " satélite de  alta precisión para recolectar paralajes "; el nombre está en consonancia con el nombre del antiguo astrónomo griego Hipparchus ( otro griego Ιππαρχος ), compilador del primer catálogo de estrellas en Europa ; código de observatorio "248" ) - un telescopio espacial de la Agencia Espacial Europea (ESA), diseñado para tareas astrométricas : medición de coordenadas, distancias y movimientos propios de luminarias.

El satélite fue lanzado en 1989 y en 37 meses de funcionamiento recopiló información sobre más de un millón de estrellas [1] . La precisión de medición para el experimento principal (más de 100 mil estrellas) fue de 1  milisegundo de arco . Hipparcos es el primer y, a partir de 2014, el único proyecto astrométrico espacial completado. El éxito del programa hizo posible aumentar la precisión de las mediciones astrométricas en un orden de magnitud y, por lo tanto, lograr un avance muy significativo en la astronomía.

Historia del diseño

La idea de la medición de alta precisión de paralajes desde un satélite artificial fue propuesta ya en 1966 por el astrónomo francés P. Lacroute . En ese momento, dicha propuesta se hizo con una anticipación significativa en vista del desarrollo de tecnologías, sin embargo, los miembros del consejo científico de la Agencia Espacial Europea trabajaron en su consideración detallada, predicción de resultados y adición de el proyecto con detalles, y en 1980 la ESA comenzó a trabajar en la implementación directa. Durante el desarrollo del proyecto, se introdujo adicionalmente el experimento Tycho (llamado así por el astrónomo danés Tycho Brahe ). La esencia del experimento era utilizar el dispositivo  mapeador de estrellas previamente introducido con fines científicos (inicialmente se utilizó sólo para determinar la orientación del satélite en el espacio) [2] [3] [4] .

Información sobre el dispositivo

El satélite Hipparcos fue lanzado el 8 de agosto de 1989 desde Kourou , Guayana Francesa [5 ] . El satélite fue puesto en órbita por un vehículo de lanzamiento Ariane ( Ariane-4.44LP / H10, v.33 ). Hubo problemas en esta etapa. Debido a la falla de uno de los motores, el satélite no fue lanzado a la órbita geoestacionaria planificada , sino a una órbita elíptica . Los parámetros de la órbita resultante fueron los siguientes: inclinación  - 7 °, período de revolución - 640 minutos ; altura del perigeo y apogeo  - 500 km y 36 500 km , respectivamente; excentricidad - 0,7 en lugar de depender de la excentricidad de la órbita geoestacionaria cercana a cero. Además, el satélite recibió un momento de rotación no deseado, que tuvo que ser corregido durante las primeras semanas de vuelo. El experimento no se terminó, ya que resultó posible realizar observaciones en las condiciones resultantes. Sin embargo, el lanzamiento a una órbita diferente a la prevista hizo que el satélite atravesara sistemáticamente la zona del cinturón de radiación de la Tierra , lo que no permitió realizar observaciones en estos momentos, debido a la gran amplitud del ruido fotónico, como resultado de lo cual se perdió 30-35% del tiempo de observación disponible. Además, el cruce frecuente de los cinturones de radiación aceleró la degradación de algunos componentes del satélite y del equipo de medición, lo que provocó en 1992 una suspensión de tres meses, y en marzo de 1993 una terminación anticipada del experimento [2] .

El sistema óptico era un telescopio catadióptrico del sistema Schmidt . Había dos espejos planos frente a la lente, que traían dos áreas en el cielo, separadas por 58 ° entre sí, en un campo de visión.

Opciones:

• diámetro de apertura : 290 mm ;
• distancia focal: 1400 mm ;
• peso de la máquina: 500 kg ;
• precisión máxima: 0.001″.

El satélite realizó más de 3 millones de observaciones de 118.324 estrellas incluidas en el programa principal (casi todas estrellas de hasta 9 m ), y varias decenas de millones de observaciones de aproximadamente 1 millón de estrellas utilizando equipos auxiliares (inicialmente estaba previsto incluir 100 mil estrellas en el programa principal, pero luego se aumentó su mínimo).

Durante el experimento, se descubrieron más de 8000  variables y unas 3000  estrellas binarias .

Catálogos

El procesamiento de las observaciones continuó hasta 1997 y fue realizado de forma independiente por dos consorcios internacionales: "norte" (países de Escandinavia y el norte de Europa) y "sur" ( Francia , Italia , etc.). Los astrónomos rusos también tomaron parte . Estos consorcios trabajaron de forma independiente, solo se compararon y combinaron sus resultados finales. Como resultado, en 1997, la Agencia Espacial Europea publicó el catálogo de estrellas Hipparcos del mismo nombre con el proyecto, y otro catálogo, Tycho (basado en los resultados del experimento Tycho). Los catálogos se publicaron en formato impreso y electrónico. La versión impresa contenía 16 volúmenes : el propio catálogo de Hipparcos y la documentación que describe el contenido de ambos catálogos, las características de los satélites y los algoritmos de procesamiento de datos. La versión electrónica estaba en seis CD, recopilados en forma del volumen 17.

Para las estrellas del catálogo Hipparcos se dan los siguientes parámetros astrométricos :

• posición (coordenadas exactas - dos parámetros);
• movimientos propios;
• paralaje;
• magnitudes estelares en los sistemas fotométricos B y V .

Se determinaron cinco parámetros astrométricos (excepto la velocidad radial ) resolviendo un sistema de ecuaciones diferenciales parciales linealizadas usando el método de mínimos cuadrados .

Características clave de los catálogos Hipparcos y Tycho

Catálogo Hipparcos

Antes del experimento, la precisión se estimó en 2 milisegundos de arco , pero la real resultó ser mejor: 1 milisegundo de arco para la mayoría de las estrellas.

La precisión de medir las paralajes del catálogo permitió refinar significativamente las ideas sobre las distancias a las estrellas. Según los resultados de un experimento espacial, para 20 000 estrellas , las distancias se conocieron con una precisión no inferior al 10 %, y para 49 000 estrellas,  no inferior al 20 %. Poco después de la publicación de los resultados, la Unión Astronómica Internacional recomendó el uso del catálogo Hipparcos como la principal implementación del Sistema Internacional de Referencia Celestial (ICRS) en el rango óptico [6] .

La comunicación con el sistema de coordenadas de referencia en el radio de alcance -ICRF-  se realizó a través de:

• VLBI -observaciones de estrellas de radio cerca de cuásares;
• observaciones de radio estrellas con el telescopio VLA ;
• mediciones de distancias angulares desde estrellas Hipparcos a fuentes extragalácticas en el Telescopio Espacial Hubble en el rango óptico;
• observaciones fotográficas y CCD de cuásares;
• reseñas fotográficas.

Los autores del catálogo Hipparcos indican las siguientes estimaciones de precisión para la coincidencia entre el sistema ICRF y el sistema de catálogo:

• el desajuste entre sistemas en la dirección de los ejes puede ser de 0,6 milisegundos de arco;
• la rotación de un sistema de coordenadas con respecto a otro puede ser de unos 0,25 milisegundos de arco por año [3] .

Posteriormente, se recomendó excluir de entre los objetos del catálogo que determinan el sistema de referencia las estrellas binarias, algunas estrellas variables y aquellas sobre las que existen dudas sobre la exactitud de los datos [7] . El sistema de coordenadas de referencia correspondiente se llama HCRF [8] .

Catálogo Tycho-2

Otro resultado es el catálogo Tycho-2 . A diferencia de los catálogos Hipparcos y Tycho, no se basa únicamente en observaciones satelitales. Cuando se creó, se utilizaron muchas observaciones terrestres para aclarar los movimientos propios . Contiene alrededor de 2,5 millones de estrellas, para las cuales se dan las posiciones, movimientos propios, magnitudes en sistemas cercanos a los sistemas estándar B y V, así como otra información. La precisión de la posición de las estrellas de magnitud 9  es de aproximadamente 0,05 segundos de arco, movimientos propios - 0,002 - 0,003 segundos de arco por año [2] . El catálogo se publicó en 2000 y reemplazó al catálogo de Tycho [9] .

Características comparativas de los directorios

El catálogo Hipparcos no tiene análogos para su aplicación en problemas prácticos que requieran alta precisión astrométrica y fotométrica cuando se trabaja con grandes campos de visión y en un rango dinámico de magnitudes estelares similar al catálogo (9 m -11 m ). No llega a ser completamente universal debido a la presencia en la astronomía moderna de una gran cantidad de problemas prácticos que utilizan campos de visión pequeños (del orden de minutos de arco) y rangos de magnitud de 14 m a 23 m . El catálogo Tycho-2 ya es adecuado para un número mucho mayor de tareas que Hipparcos, pero tiene una precisión menor.

Sobre la base de los catálogos Hipparcos y Tycho-2, se han preparado varios atlas , en particular el Millennium Star Atlas y la segunda edición de Uranometriya 2000.0 .

Resultados de la misión

Brevemente, los resultados de la misión HIPPARCOS se pueden resumir de la siguiente manera:

• se determinaron cinco parámetros astrométricos (en particular, paralajes) de 118.324 estrellas con una precisión que supera en 100 veces la precisión de las observaciones desde tierra ;
• las posiciones (dos parámetros astrométricos) para 1 millón de estrellas se determinaron con una precisión que excedía la precisión de las observaciones terrestres entre 5 y 10 veces ;
• Se determinaron los datos fotométricos (magnitudes en dos colores) para 1 millón de estrellas. Aunque la precisión de estos datos es inferior a la precisión de las mejores observaciones terrestres, los datos se presentan en un sistema fotométrico uniforme, que a veces es más importante. La homogeneidad de la fotometría para tal número de estrellas se logró por primera vez en la historia de la astronomía;
• se han descubierto más de 8.000 variables y unas 3.000 estrellas binarias ;
• se creó un nuevo catálogo fundamental , así como otros dos catálogos adicionales que satisfacen muchos problemas astronómicos mucho mejor que los catálogos basados ​​íntegramente en observaciones terrestres.

Algunos de estos resultados no solo son más precisos, sino también fundamentalmente nuevos (por ejemplo, los paralajes son absolutos, no relativos, como en las observaciones terrestres).

La importancia de estos resultados para la astrometría y la astronomía llevó a evaluar este experimento como un hito significativo en la historia de la astronomía, como lo demuestra la aparición en la literatura especial del término "era post-Hipparcos" ( ing.  post-Hipparcos época ).

El procesamiento de las observaciones satelitales continuó después de la publicación del resultado principal en 1997. Según el sistema bibliográfico del Servicio de Datos Astronómicos de la NASA [10] , antes del lanzamiento del satélite se publicaron varios cientos de artículos que contenían una discusión sobre el proyecto (programa de observación, varios modelos matemáticos para optimizar los parámetros del dispositivo, cálculo de la precisión). Actualmente, ADS (en la sección de astronomía) tiene unas 2000 publicaciones con la palabra "Hipparcos" en los títulos, y unas 5000  - con la palabra "Hipparcos" en el resumen.

El impacto del experimento de Hipparcos en el desarrollo de la astrometría es el siguiente:

• una gran cantidad de resultados científicos importantes, como lo demuestra la cantidad de artículos publicados;
• demostrando que un experimento muy costoso (más de $700 millones ) pero bien diseñado puede arrojar resultados que inician una nueva era en la ciencia, en este caso la astronomía;
• desarrollo más intensivo de nuevos proyectos, con la intención de lograr un aumento en la precisión por otro 10 - 100 veces , y un aumento en el número de objetos medidos a 40 millones  - 1 mil millones .

Véase también

• gaia
• Misión de interferometría espacial
• Agencia Espacial Europea

Notas

1. ↑ #37-1993: Hipparcos: misión  cumplida . ESA (17 de agosto de 1993). - presione soltar. Consultado el 7 de agosto de 2009. Archivado desde el original el 12 de marzo de 2004.
2. ↑ 1 2 3 Kovalevsky Zh. Astrometría moderna. - Siglo 2, 2004. - ISBN 5850991476 .
3. ↑ 1 2 Instituto de Astronomía RAS, Instituto Astronómico del Estado. P. K. Sternberg, Instituto Estatal de Óptica. S. I. Vavilova, NPO ellos. S. A. Lavochkina "Experimento astrométrico espacial "OSIRIS"", Fryazino, 2005
4. ↑ Los catálogos de Hipparcos y Tycho. ESA, 1997, Catálogo Tycho, ESA SP-  1200
5. ↑ Monografía sobre fechas espaciales (enlace inaccesible) . Archivado desde el original el 27 de mayo de 2014. (indefinido) 
6. ↑ RESOLUCIÓN B2 sobre el Sistema Internacional de Referencia Celestial (ICRS)  (ing.)  (enlace no disponible) . XXIII Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional . UAI (1997). Consultado el 31 de diciembre de 2010. Archivado desde el original el 11 de julio de 2012.
7. ↑ La XXIV Asamblea General de la IAU. Resolución B1.2  (inglés) . BOLETÍN INFORMATIVO #88 . AIU (1999). — página 29. Consultado el 31 de diciembre de 2010. Archivado desde el original el 13 de abril de 2010.
8. ↑ Pinigin G. I. Prefacio del editor  // Extensión y conexión de marcos de referencia utilizando la técnica CCD basada en tierra: Conferencia astronómica internacional. - Nikolaev: Atoll, 2001. - P. 7 . — ISBN 966-7726-33-9 .  (Ruso) (enlace no disponible)
9. ↑ . E. cerdo; et al. El catálogo Tycho-2 de los 2,5 millones de estrellas más brillantes  // Astronomía y astrofísica  : revista  . - EDP Ciencias , 2000. - vol. 355 . - P.L27-L30 . Archivado desde el original el 1 de julio de 2019.
10. ↑ Anuncios de la NASA  . Consultado el 29 de septiembre de 2009. Archivado desde el original el 27 de febrero de 2011.

Enlaces

• Tsvetkov A. S. Guía de trabajo práctico con el catálogo Hipparcos . Astronet . Astronet . Archivado el 1 de noviembre de 2020.  (Ruso).
• Vityazev VV Avances en astrometría (enlace inaccesible) . Archivado desde el original el 2 de mayo de 2008.  (Ruso) .
• Goncharov G. A. Sombras de las estrellas (enlace inaccesible) . Red de Ciencias . Fecha de acceso: 29 de marzo de 2008. Archivado desde el original el 14 de julio de 2007.  (Ruso)  .

diccionarios y enciclopedias	Gran catalán gran noruego Britannica (en línea)