Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.astronet.ru/db/msg/1245721/lec.1.2.html
Дата изменения: Mon Sep 27 15:04:30 2010
Дата индексирования: Fri Feb 28 14:34:07 2014
Кодировка: Windows-1251

Поисковые слова: фундаментальные звездные каталоги
Астронет > <b style="color:black;background-color:#66ffff">Звездная</b> астрономия в лекциях
Rambler's Top100Astronet    
  по текстам   по ключевым словам   в глоссарии   по сайтам   перевод   по каталогу
 

На первую страницу 1.2 Наблюдательные данные

Лекция 1. Координаты в звездной астрономии

1.2 Наблюдательные данные

Наблюдательные данные, используемые в звездной астрономии, весьма разнообразны. Это собственные движения и лучевые скорости, характеризующие движение звезд и других объектов в пространстве, звездные величины и показатели цвета в различных фотометрических системах, служащие для определения расстояний до объектов и их металличностей, спектральные характеристики, служащие для определения химического состава объектов. Кроме того, наряду с наблюдательными данными, получаемыми в оптическом диапазоне, широко используются результаты наблюдений в иных диапазонах спектра. По мере обсуждения различных разделов звездной астрономии, будут обсуждаться и источники наблюдательных данных, а также способы использования имеющейся информации.

Наблюдательные данные обычно собираются в каталоги, которые и используются в дальнейшем для решения конкретных задач. В последние десятилетия такие каталоги собираются в организованные по всему миру информационные центры, главным из которых является Centre de donnes stellaries (Центр звездных данных), который находится во Франции, в Страсбурге. В нескольких странах, таких как США, Япония, Россия и др., имеются национальные (региональные) центры данных, которые осуществляют взаимный обмен данными со Страсбургским центром, и на своих серверах имеют копии всего собрания каталогов (зеркала). Все создаваемые наблюдателями каталоги могут быть получены по компьютерной сети Интернет из любого центра данных. В России локальный Центр звездных данных входит в Институт астрономии РАН (ИНАСАН) в г. Москве. В последние годы в сети Internet можно найти базы данных по объектам определенного класса. Так, имеется база данных, где собраны параметры шаровых скоплений, переменных звезд типа δ Cep. Имеется также созданная швейцарскими астрономами база данных WEBDA, где собраны самые разнообразные результаты наблюдений звезд рассеянных звездных скоплений.

В данном параграфе будут кратко рассмотрены лишь основные классы данных, широко используемых в звездной астрономии. Начнем с положений и собственных движений звезд. Угловые координаты звезд и их изменение со временем - собственные движения - астрономы измеряют очень давно. Многочисленные меридианные и фотографические измерения привели к созданию обширных сводных каталогов, содержащих точные положения и собственные движения сотен тысяч звезд. Можно упомянуть такие известные каталоги, как SAO, PPM, AGK3 и др. Эти данные широко использовались в звездной астрономии для исследования движений звезд в окрестностях Солнца и выводов о кинематических свойствах звездных систем, таких как звездные скопления и наша Галактика, в целом. Сводные каталоги создавались на основе так называемых фундаментальных каталогов, в которых содержатся высокоточные положения и собственные движения относительно небольшого числа ярких звезд. Из фундаментальных каталогов можно назвать такие, как FK3, FK4, FK5. Из-за небольшого числа звезд сами фундаментальные каталоги в звездной астрономии практически не используются. В результате работы астрометрического ИСЗ Hipparcos, запущенного в 1989 г., было создано несколько каталогов, в том числе каталог Tycho-2, который в настоящее время является главным источником данных о положениях и собственных движениях звезд. Он содержит данные о 2.5106 звезд до ?13-ой видимой звездной величины V. Очень важной характеристикой астрономических каталогов является их полнота - доля звезд, присутствующих в каталоге по отношению ко всем звездам данной звездной величины. Считается, что каталог Tycho-2 полон до ?11m. При этом для подавляющего числа звезд ярче 10-ой звездной величины ошибки собственных движений не превосходят 0″.001 в год. Эта величина, согласно известной формуле вычисления линейной скорости из собственного движения, , где r - расстояние до звезды в парсеках, соответствует ошибке в скорости 4.74 км/с на расстоянии в 1000 парсек. Такая ошибка сравнима со средней точностью измерения лучевых скоростей далеких звезд. Отметим, что средняя ошибка собственных движений каталога AGK3 составляет0″.007 в год, так что появление каталога Tycho-2 влечет поистине революционные изменения в качестве собственных движений, доступных для использования в звездноастрономических исследованиях. Весьма перспективным представляется новый каталог UCAC-3.

Перечисленные выше каталоги считаются абсолютными. Под этим понятием подразумевается, что собственные движения из этих каталогов содержат минимально возможную в настоящее время систематическую ошибку, входящую во все собственные движения и определяющую точность системы отсчета движений звезд. Наряду с абсолютными каталогами в настоящее время существует большое количество каталогов, содержащих так называемые относительные собственные движения, где система отсчета не фиксирована и содержит большую систематическую ошибку. Данные в этих каталогах обычно получались из фотографических наблюдений слабых звезд, а в настоящее время - из наблюдений на ПЗС-приемниках. Обычно это каталоги движений звезд в небольших областях неба. Таковы многочисленные каталоги собственных движений в областях, содержащих звездные скопления, которые создавались с целью выделения членов скоплений. Здесь предельная звездная величина может достигать V ≈ 20m.

В качестве источника положений огромного числа звезд можно указать каталоги USNO-1A и USNO-2, созданные на Морской обсерватории США (United States Naval Observatory). В них содержатся полученные путем сканирования фотопластинок Паломарского атласа и его южного продолжения положения сотен миллионов звезд до V ≈ 21m. С 2003 года стал доступен каталог USNO-B1.0, содержащий 1 042 618 261 объект: звезды и галактики.

Очень важными величинами, с помощью которых определяются расстояния до объектов, являются тригонометрические параллаксы, основным источником которых служит в настоящее время каталог Hipparcos.

Теперь перейдем к обсуждению лучевых скоростей. Лучевая скорость есть изменение расстояния до звезды от наблюдателя со временем. Так как при увеличении расстояния от наблюдателя приращение расстояния положительно, то лучевая скорость положительна, если объект удаляется от наблюдателя. Лучевая скорость определяется на основе эффекта Доплера, который заключается в смещении спектральных линий в спектре движущегося относительно наблюдателя источника. Длина волны смещенной линии связана с длиной волны той же линии неподвижного относительно наблюдателя источника соотношением , где есть лучевая скорость, а c - скорость света. Отсюда имеем:
Формула (1-6) верна для малых по сравнению со скоростью света скоростей объектов. Для лучевых скоростей сравнимых со скоростью света необходимо использовать более точную формулу:
При очень больших лучевых скоростях, встречающихся только у внегалактических объектов, z может быть больше 1 - например у квазара OH471 при z = 3.4 лучевая скорость равна приблизительно 270 000 км/c. Самое большое из измеренных в настоящее время красных смещений равно примерно пяти, что соответствует времени менее одного миллиарда лет от начала Большого взрыва - момента образования Вселенной.

Ранее, до начала 70-х годов ХХ века, лучевые скорости определялись путем измерения фотоизображений спектров звезд, поэтому получение лучевых скоростей было очень трудоемкой процедурой, а высокая точность получалась только для самых ярких звезд. В настоящее время лучевые скорости измеряются с помощью так называемых кросскорреляционных спектрографов, иногда до сих пор называемых машинами Гриффина по фамилии изобретателя метода. Здесь свет от звезды, разложенный в спектр, проходит через маску, являющуюся изображением спектра звезды близкого спектрального класса, и собирается фотометром. Маска может перемещаться вдоль спектра, и при определенном положении маски ее линии совпадают с линиями в спектре измеряемой звезды, что приводит к появлению минимума на зависимости сигнала фотометра от положения маски. Такой метод измерения в состоянии дать точность одного определения лучевой скорости одиночной звезды выше 100 м/с, что близко к физическому пределу точности измерения лучевых скоростей звезд, определяемому движениями в атмосферах звезд (например - грануляцией в атмосферах звезд типа Солнца). Из современных наиболее объемными каталогами лучевых скоростей звезд являются каталоги Нидевера и др. (2002), Барбье-Бросса и Файгона (2000), Барбери и Граттона (2002) и Нордстрем и др. (2004). Не утратил популярности и вышедший в начале 50-х годов ХХ века Общий каталог лучевых скоростей - GCRV.

В центрах звездных данных имеются большие собрания фотометрических и спектральных каталогов, которые позволяют определять многие важные характеристики звезд и звездных систем. В последнее время особенно важными стали фотометрические определения в инфракрасной области спектра. В частности, на двух 1.5-метровых телескопах, установленных в Северном и Южном полушариях, был выполнен обзор всего неба в трех спектральных интервалах инфракрасной области. Наблюдения привели к выходу так называемого обзора 2MASS, который содержит как ИК-изображения неба, так и каталог точечных источников, в основном звезд. Как мы рассмотрим позднее, наблюдениям в ИК-области значительно меньше мешает межзвездное поглощение света, так что обширные данные в ИК-диапазоне расширили видимую часть нашей Галактики. Еще далее в ИК-область продвинуты наблюдения со спутника Spitzer, которые привели к созданию обзора GLIMPSE. Этот обзор включает каталог точечных источников, содержащий данные о 30 млн. звезд в области 220 квадратных градусов вокруг центра Галактики. Новые ИК-данные привели к открытию множества областей звездообразования, к открытию около трехсот новых звездных скоплений.

Публикации с ключевыми словами: звездная астрономия
Публикации со словами: звездная астрономия
См. также:

Мнения читателей [2]
Оценка: 3.1 [голосов: 89]
 
О рейтинге
Версия для печати Распечатать

Астрометрия - Астрономические инструменты - Астрономическое образование - Астрофизика - История астрономии - Космонавтика, исследование космоса - Любительская астрономия - Планеты и Солнечная система - Солнце


Астронет | Научная сеть | ГАИШ МГУ | Поиск по МГУ | О проекте | Авторам

Комментарии, вопросы? Пишите: info@astronet.ru или сюда

Rambler's Top100 Яндекс цитирования