astrometría - Astrometry


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Ilustración de la utilización de la interferometría en el rango de longitud de onda óptica para determinar posiciones precisas de las estrellas. Cortesía NASA / JPL-Caltech

Astrometry es la rama de la astronomía que implica mediciones precisas de las posiciones y movimientos de estrellas y otros cuerpos celestes . La información obtenida por mediciones astrométricas proporciona información sobre las cinemáticas y el origen físico del sistema solar y nuestra galaxia , la Vía Láctea .

Historia

Arte conceptual de la nave espacial TAU , un estudio era de 1980 que habría utilizado una sonda interestelar precursor para ampliar la línea de base para el cálculo de paralaje estelar en apoyo de Astrometry

La historia de la astrometría está ligada a la historia de catálogos de estrellas , lo que dio a los astrónomos puntos de referencia para los objetos en el cielo para que pudieran seguir sus movimientos. Esto se remonta a Hiparco , que alrededor de 190 AC utiliza el catálogo de sus predecesores Timócaris y Aristillus para descubrir la Tierra precesión . Al hacerlo, también desarrolló la escala de brillo todavía en uso hoy en día. Hiparco compiló un catálogo con al menos 850 estrellas y sus posiciones. El sucesor de Hiparco, Tolomeo , incluido un catálogo de 1.022 estrellas en su obra el Almagesto , dando su localización, coordenadas, y el brillo.

En el siglo 10, Abd al-Rahman al-Sufi llevó a cabo observaciones sobre las estrellas y describe sus posiciones, magnitudes y la estrella del color , y dio dibujos para cada constelación, en su Libro de las estrellas fijas . Ibn Yunus observó más de 10.000 entradas para la posición del Sol durante muchos años utilizando un gran astrolabio con un diámetro de cerca de 1,4 metros. Sus observaciones sobre eclipses todavía se utilizaron siglos después, en Simon Newcomb 's investigaciones sobre el movimiento de la Luna, mientras que sus otras observaciones inspiraron Laplace ' s oblicuidad de la eclíptica y desigualdades de Júpiter y Saturno . En el siglo 15, el Timúrida astrónomo Ulugh pide compiló el Zij-i-Sultani , en el que catalogó 1.019 estrellas. Al igual que los catálogos anteriores de Hiparco y Tolomeo, se estima que el catálogo de Ulugh pide haber sido una precisión de unos 20 minutos de arco .

En el siglo 16, Tycho Brahe utiliza instrumentos mejorados, incluyendo grandes instrumentos mural , para medir la posición de las estrellas con mayor precisión que antes, con una precisión de 15-35 segundos de arco . Taqi al-Din mide la ascensión recta de las estrellas en el Observatorio de Constantinopla Taqi al-Din usando el "reloj de observación" inventó. Cuando los telescopios se hicieron comunes, discos de coordenadas aceleraron mediciones

James Bradley intentó por primera vez para medir paralajes estelares en 1729. El movimiento estelar resultó ser demasiado insignificante para su telescopio , pero en lugar de eso descubrió la aberración de la luz y de la nutación del eje de la Tierra. Su catalogación de estrellas 3222 se perfeccionó en 1807 por Friedrich Bessel , el padre de la astrometría moderna. Hizo la primera medición de la paralaje estelar: 0,3 segundos de arco de la estrella binaria 61 Cygni .

Al ser muy difícil de medir, sólo alrededor de 60 paralajes estelares se habían obtenido a finales del siglo 19, sobre todo por el uso del micrómetro filar . Astrógrafos utilizando astronómicos placas fotográficas aceleraron el proceso a principios del siglo 20. Automatizado máquinas de medición de placa y más sofisticada tecnología informática de la década de 1960 permitió la compilación más eficiente de los catálogos de estrellas . En la década de 1980, los dispositivos de carga acoplada (CCD) reemplazados placas fotográficas y reducen incertidumbres ópticas a una miliarcosegundo. Esta tecnología hace astrometría menos costoso, abriendo el campo a un público aficionado.

En 1989, la Agencia Espacial Europea 's Hipparcos satélite en órbita tomó astrometría, donde podría ser menos afectada por las fuerzas mecánicas de la Tierra y las distorsiones ópticas de su atmósfera. Operado 1989-1993, Hipparcos midió ángulos grandes y pequeños en el cielo con una precisión mucho mayor que cualquiera de los telescopios ópticos anteriores. Durante su carrera de 4 años, las posiciones, paralajes y movimientos propios de 118,218 estrellas se determinaron con un grado de precisión sin precedentes. Un nuevo " catálogo Tycho " reunió a una base de datos de 1.058.332 a plazo de 20-30 Mas (milisegundos de arco). Catálogos adicionales fueron compilados por los 23.882 estrellas múltiples / dobles y 11.597 estrellas variables también analizados durante la misión Hipparcos.

Hoy en día, el catálogo utilizado con más frecuencia es USNO-B1.0 , un catálogo de todo el cielo que rastrea movimientos propios, posiciones, magnitudes y otras características por más de mil millones de objetos estelares. Durante los últimos 50 años, 7.435 cámaras Schmidt placas se utilizaron para completar varios estudios del cielo que hacen que los datos de la USNO-B1.0 una precisión de 0,2 segundos de arco.

aplicaciones

Diagrama que muestra cómo un objeto más pequeño (como un planeta extrasolar ) en órbita un objeto más grande (tal como una estrella ) podría producir cambios en la posición y la velocidad de este último a medida que orbitan su común centro de masa (cruz roja).
Movimiento del baricentro del sistema solar en relación con el Sol

Además de la función fundamental de proporcionar a los astrónomos con un marco de referencia para informar de sus observaciones en, astrometría también es fundamental para campos como la mecánica celeste , la dinámica estelar y la astronomía galáctica . En la astronomía de observación , técnicas astrométricas ayudan a identificar objetos estelares por sus movimientos únicos. Es fundamental para mantener el tiempo, en que UTC es básicamente el tiempo atómico sincronizado a la Tierra rotación 's mediante observaciones exactas. Astrometría es un paso importante en la escala cósmica de distancias porque establece paralaje estimaciones de distancia de estrellas en la Vía Láctea .

Astrometría también se ha utilizado para apoyar las reivindicaciones de la detección de planetas extrasolares mediante la medición del desplazamiento de los planetas propuestas causan en posición aparente de su estrella en el cielo, debido a su órbita mutua alrededor del centro de masa del sistema. Astrometría es más preciso en las misiones espaciales que no son afectados por los efectos distorsionadores de la atmósfera de la Tierra. De la NASA planeada Misión de Interferometría Espacial ( SIM Planet ) (ahora cancelado) fue utilizar técnicas astrométricas para detectar planetas de tipo terrestre orbitando 200 más o menos de una aproximación de estrellas de tipo solar . De la Agencia Espacial Europea Misión Gaia , lanzado en 2013, aplica técnicas astrométricas en su censo estelar. Además de la detección de exoplanetas, también puede ser usado para determinar su masa.

Mediciones astrométricas son utilizados por los astrofísicos para limitar ciertos modelos en la mecánica celeste . Mediante la medición de las velocidades de los púlsares , es posible poner un límite a la asimetría de la supernova explosiones. Además, los resultados astrométricas se utilizan para determinar la distribución de la materia oscura en la galaxia.

Los astrónomos utilizan técnicas astrométricas para el seguimiento de objetos cercanos a la Tierra . Astrometría es responsable de la detección de muchos objetos del sistema solar récord. Para encontrar este tipo de objetos astrométricamente, los astrónomos usan telescopios para examinar el cielo y de gran superficie cámaras para tomar fotos en varios intervalos determinados. Mediante el estudio de estas imágenes, que pueden detectar objetos del sistema solar por sus movimientos con respecto a las estrellas de fondo, que permanecen fijas. Una vez que se observa un movimiento por unidad de tiempo, los astrónomos compensar el paralaje causado por el movimiento de la Tierra durante este tiempo y se calcula la distancia heliocéntrica a este objeto. Utilizando esta distancia y otras fotografías, más información sobre el objeto, incluyendo sus elementos orbitales , se pueden obtener.

50000 Quaoar y 90377 Sedna son dos objetos del sistema solar descubiertos de esta manera por Michael E. Brown y otros en Caltech utilizando el Observatorio Palomar 's Samuel Oschin telescopio de 48 pulgadas (1,2 m) y la cámara CCD de gran superficie Palomar-Quest. La capacidad de los astrónomos realizar un seguimiento de las posiciones y movimientos de este tipo de cuerpos celestes es crucial para la comprensión del sistema solar y su pasado interrelacionados, presente y futuro con otras en el Universo.

Estadística

Un aspecto fundamental de la astrometría es la corrección de errores. Varios factores introducir errores en la medición de posiciones estelares, incluyendo las condiciones atmosféricas, las imperfecciones en los instrumentos y los errores por el observador o los instrumentos de medición. Muchos de estos errores pueden reducirse mediante diversas técnicas, tales como a través de mejoras de instrumentos y compensaciones a los datos. Los resultados se analizaron usando métodos estadísticos para calcular las estimaciones de datos y los rangos de error.

Programas de computador

En ficción

Ver también

referencias

Otras lecturas

  • Kovalevsky, Jean; Seidelman, P. Kenneth (2004). Fundamentos de la astrometría . Prensa de la Universidad de Cambridge. ISBN  0-521-64216-7 .
  • Walter, Hans G. (2000). Astrometría de catálogos fundamentales: la evolución de la óptica de los marcos de referencia de radio . Nueva York: Springer. ISBN  3-540-67436-5 .
  • Kovalevsky, Jean (1995). Astrometry moderna . Berlina; Nueva York: Springer. ISBN  3-540-42380-X .

enlaces externos