Карта неба
Карта неба ( Французское произношение: [kaʁt dy sjɛl] ; буквально «Карта неба») и Астрографический каталог (или астрографическая карта ) были двумя отдельными, но связанными компонентами масштабного международного астрономического проекта, начатого в конце 19 века, с целью каталогизировать и нанести на карту положения миллионов звезд как слабых. 11-й или 12-й звездной величины . Двадцать обсерваторий со всего мира приняли участие в экспонировании и измерении более 22 000 (стеклянных) фотопластинок в рамках огромной программы наблюдений, рассчитанной на несколько десятилетий. Несмотря на огромный масштаб или именно из-за него, проект был успешным лишь частично: компонент «Карта неба» так и не был завершен, а часть астрографического каталога в течение почти полувека по большей части игнорировалась. Однако появление каталога Hipparcos в 1997 году привело к важному развитию использования этого исторического материала пластин.
Истоки и цели
[ редактировать ]| Обсерватория | Склонение | Эпоха | Количество | |
|---|---|---|---|---|
| (Зона) | От | К | звезды | |
| Гринвич | +90° | +65° | 1892–1905 | 179,000 |
| Ватикан | +64° | +55° | 1895–1922 | 256,000 |
| Катания , Сицилия | +54° | +47° | 1894–1932 | 163,000 |
| Хельсинки | +46° | +40° | 1892–1910 | 159,000 |
| Потсдам | +39° | +32° | 1893–1900 | 108,000 |
| Хайдарабад север | +39° | +36° | 1928–1938 | 149,000 |
| Уккель , Бельгия | +35° | +34° | 1939–1950 | 117,000 |
| Оксфорд 2 | +33° | +32° | 1930–1936 | 117,000 |
| Оксфорд 1 | +31° | +25° | 1892–1910 | 277,000 |
| Париж | +24° | +18° | 1891–1927 | 253,000 |
| Бордо | +17° | +11° | 1893–1925 | 224,000 |
| Тулуза | +10° | +05° | 1893–1935 | 270,000 |
| Алжир | +04° | −02° | 1891–1911 | 200,000 |
| Сан-Фернандо , Испания | −03° | −09° | 1891–1917 | 225,000 |
| Такубая, Мексика | −10° | −16° | 1900–1939 | 312,000 |
| Хайдарабад юг | −17° | −23° | 1914–1929 | 293,000 |
| Кордова , Аргентина | −24° | −31° | 1909–1914 | 309,000 |
| Перт , Австралия | −32° | −37° | 1902–1919 | 229,000 |
| Перт/ Эдинбург | −38° | −40° | 1903–1914 | 139,000 |
| Кейптаун | −41° | −51° | 1897–1912 | 540,000 |
| Сидней | −52° | −64° | 1892–1948 | 430,000 |
| Мельбурн | −65° | −90° | 1892–1940 | 218,000 |
Обширный и беспрецедентный международный проект по картированию звезд был инициирован в 1887 году Парижской обсерватории директором Амеде Мушез , который осознал потенциал нового фотографического процесса на сухой пластине, способного революционизировать процесс создания карт звезд. В результате Астрографического конгресса более 50 астрономов, состоявшегося в Париже в апреле 1887 года, 20 обсерваторий со всего мира согласились участвовать в проекте и были поставлены две цели:
В первом, Астрографическом каталоге, все небо должно было быть сфотографировано до 11 магнитных величин, чтобы получить справочный каталог положений звезд, который заполнил бы разрыв в звездных величинах между теми, которые ранее наблюдались при наблюдениях с помощью транзитных и меридианных приборов, вплоть до 8 магнитных величин. обеспечивают положения достаточно плотной сети положений звезд, которую, в свою очередь, можно использовать в качестве эталонной системы для более слабого компонента обзора (Carte du Ciel). Разным обсерваториям по всему миру было поручено исследовать определенные зоны склонения (см. таблицу). Пластины астрографического каталога, обычно с выдержкой 6 минут, со временем были сфотографированы, измерены и опубликованы целиком. Они дали каталог положений и звездных величин примерно до 11,5 магнитных величин, и программа была в основном завершена в первой четверти 20-го века.
Для второй цели был использован второй набор пластинок с более длительной выдержкой, но с минимальным перекрытием, который должен был сфотографировать все звезды до 14 магнитных величин. Эти пластины должны были быть воспроизведены и распространены как набор карт Carte du Ciel, в отличие от предыдущих карт неба, которые были построены на основе небесных координат звезд, наблюдаемых с помощью транзитных инструментов. На большинстве пластинок Carte du Ciel использовались три экспозиции продолжительностью 20 минут, смещенные в форме равностороннего треугольника со сторонами в 10 угловых секунд, что позволяло легко отличать звезды от дефектов пластин, а астероиды от звезд.
Современный отчет об этом обширном международном астрономическом сотрудничестве, опубликованный в 1912 году, был сделан Гербертом Холлом Тернером , тогдашним профессором астрономии Оксфордского университета. [2] Другие аспекты освещены в различных статьях в материалах симпозиума № 133 МАС, состоявшегося в 1988 году. [3]
Астрографический каталог
[ редактировать ]
Для Астрографического каталога 20 обсерваторий со всего мира приняли участие в экспонировании и измерении более 22 000 стеклянных пластинок (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 были названы обычными астрографами с апертурой около 13 дюймов (33 см) и фокусным расстоянием 11 футов (3,4 м), предназначенными для создания изображений с единым масштабом на фотопластине примерно 60 угловых секунд /мм при охвате 2 ° × 2° поля зрения. Каждой обсерватории была назначена определенная зона склонения для фотографирования. Первая такая пластинка была сделана в августе 1891 года в Ватиканской обсерватории (где экспонирование заняло более 27 лет), а последняя — в декабре 1950 года в Королевской обсерватории Бельгии (Брюссель), причем большинство наблюдений было сделано между 1895 и 1895 годами. 1920. Чтобы компенсировать дефекты пластин, каждая область неба была сфотографирована дважды с использованием двойного перекрытия от угла к центру, расширенного на границах зон, так что пластины каждой обсерватории перекрывались с пластинами соседних зон. . Участвующие обсерватории согласились использовать стандартизированный телескоп, чтобы все пластинки имели одинаковый масштаб примерно 60 угловых секунд/мм. Измеримые площади пластин составляли 2,1 ° × 2,1 ° (13 см × 13 см), поэтому схема перекрытия состояла из пластин, которые были центрированы по каждому градусному диапазону склонения, но смещены по прямому восхождению на два градуса. Многие факторы, такие как справочный каталог, техника сокращения и форматы печати, были оставлены на усмотрение отдельных учреждений. Целевая точность позиционирования составляла 0,5 угловых секунды на изображение.
Измерение пластин было длительным делом: измерения проводились на глаз и записывались вручную. Пластины были переданы большому количеству людей, работающих как компьютеры, чтобы определить положение звезд на каждой пластине. (До современного значения слово «компьютер» означало человека, производящего вычисления). Эти человеческие компьютеры вручную измеряли каждую звезду относительно дюжины или около того опорных звезд внутри этой конкретной пластины, а затем выполняли вычисления для определения прямого восхождения и склонения звезды . Однако первоначальная цель в 11 магнитных величин для предельной звездной величины в целом была превзойдена: некоторые обсерватории регулярно измеряют звезды столь слабые, как 13 магнитных величин. Всего было обнаружено около 4,6 миллиона звезд (8,6 миллиона изображений). Самые яркие звезды были переэкспонированы на пластинках, не измерены и поэтому отсутствовали в итоговых каталогах. Размеры плиты (в виде прямоугольных координат), а также формулы для их преобразования в экваториальные координаты были опубликованы в оригинальных томах Астрографического каталога, хотя сопровождающие их экваториальные координаты сейчас представляют лишь исторический интерес. Публикация измерений продолжалась с 1902 по 1964 год, в результате чего было выпущено 254 печатных тома необработанных данных.
На протяжении десятилетий Астрографический каталог по большей части игнорировался. С данными было сложно работать, поскольку они не были доступны ни в машиночитаемой форме, ни в экваториальных координатах. Десятилетия труда были затрачены на международном уровне, прежде чем проект был заменен современными астрономическими методами. Одна из проблем заключалась в том, что работа заняла гораздо больше времени, чем ожидалось. Первоначально предполагалось, что реализация проекта займет всего 10–15 лет. Более серьезная проблема заключалась в том, что, хотя многие европейские астрономы были заняты этим проектом, который требовал постоянного, методического труда, а не творчества, в других частях мира, особенно в Соединенных Штатах, астрофизика становилась гораздо более важной, чем астрометрия . В результате французская астрономия, в частности, отстала на десятилетия.
Карта неба
[ редактировать ]Еще более амбициозный компонент программы Carte du Ciel был реализован некоторыми из участвующих обсерваторий, но не был завершен и даже не начат другими. Карты оказались слишком дорогими для фотографирования и воспроизведения, как правило, с помощью выгравированных медных пластин ( фотогравюра ), и многие зоны были либо не завершены, либо опубликованы должным образом. Снятые в целом плиты до сих пор существуют, но покрывают лишь половину неба. Обычно они хранятся в архивах своих первоначальных обсерваторий. Очень немногие пластинки недавно были повторно измерены и повторно проанализированы при наличии данных Каталога Hipparcos (см. ниже).
Объединение Астрографического каталога с Hipparcos
[ редактировать ]
Огромный объем работы, вложенной в Астрографический каталог, съемку пластинок, измерения и публикацию, долгое время считался приносящим лишь незначительную научную прибыль. Но сегодня астрономы во многом обязаны этому великому усилию, поскольку у них появилась возможность объединить эти вековые положения звезд с результатами космического астрометрического спутника ЕКА Hipparcos , что позволило с высокой точностью определить собственные движения для 2,5 миллионов звезд.
В частности, позиции Астрографического каталога были переведены из печатных каталогов десятилетней давности в машиночитаемый вид (предпринято в ГАИ им. Штернберга в Москве под руководством А.Кузьмина) в период с 1987 по 1994 гг. Затем данные были сведены заново (на Обсерватория ВМС США в Вашингтоне под руководством Шона Урбана), используя опорные звезды, измеренные астрометрическим спутником Hipparcos . [5]
Звезды из Каталога Hipparcos использовались для создания подробной системы координат в различные эпохи пластин Астрографического каталога, в то время как 2,5 миллиона звезд в Каталоге Тихо-2 обеспечили плотную систему координат, позволяющую точно калибровать и точно калибровать искажения пластинок. исправлено. Собственные движения всех звезд Каталога Тихо можно было затем определить, в частности, благодаря Астрографическому каталогу, но дополнительно используя положения звезд из более чем 140 других наземных каталогов.
Помимо 120 000 звезд самого Каталога Гиппаркоса, полученный в результате Каталог Тихо-2 (составленный в Обсерватории Копенгагенского университета под руководством Эрика Хега) стал самым большим, наиболее точным и наиболее полным звездным каталогом самых ярких звезд на небе. . Это было основой для определения положения всех более тусклых 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, посвятивших утомительные десятилетия своей карьеры единственной цели. Некоторые считают, что это также история о том, как лучшие европейские обсерватории XIX века утратили лидерство в астрономических исследованиях, вложив в это одно предприятие так много ресурсов. Астрографический каталог, долгое время изображавшийся как наглядный урок чрезмерных амбиций, в последнее время превратился в урок того, как старые данные могут найти новое применение.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Источник: http://ad.usno.navy.mil/proj/AC. Архивировано 9 ноября 2007 г. в Wayback Machine и А.Кузьмин и др. Приложение по астрономии и астрофизике, 1999 г., том 136, стр. 491-508.
- ^ Х. Х. Тернер, Великая звездная карта 1912 года, краткий общий отчет о международном проекте, известном как астрографическая карта (Джон Мюррей)
- ^ Материалы симпозиума IAU № 133, «Картирование неба» , редактор С. Дебарбат, 1988 г.
- ^ Джонс, Дерек (октябрь 2000 г.). «Научная ценность Carte du Ciel» . Астрономия и геофизика . 41 (5): 16–20. Бибкод : 2000A&G....41e..16J . дои : 10.1046/j.1468-4004.2000.41516.x .
- ^ Jump up to: а б Урбан, Шон; Корбин, Томас (июнь 1998 г.). «Астрографический каталог: столетие работы окупается» . Небо и телескоп . Том. 95, нет. 6. Кембридж, Массачусетс: Издательская корпорация Sky. стр. 40–44 . Проверено 12 сентября 2016 г.
- ^ Маккракен, HJ (13 сентября 2022 г.). «Как огромный проект попытался нанести на карту небо без компьютеров» . Арс Техника . Проверено 13 сентября 2022 г.
- ^ Верещагин Сергей; Чупина Наталья; Постникова Екатерина (2018). «Что приведет к прорыву в точности астрометрических данных при изучении звездных скоплений?» : 170–174.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь )
