2010-11-02 16:45:01
Îïîðíûå ñèñòåìû îòñ÷åòà â àñòðîíîìèè Àñòðîìåòðèÿ ÿâëÿåòñÿ ðàçäåëîì àñòðîíîìèè, êîòîðûé ñ äðåâíåéøèõ âðåìåí çàíèìàåòñÿ îïðåäåëåíèåì ïîëîæåíèé íåáåñíûõ ñâåòèë. Åñëè äàòü áîëåå ñòðîãîå îïðåäåëåíèå, òî «àñòðîìåòðèÿ – íàóêà, êîòîðàÿ íà îñíîâå ïîëó÷åíèÿ êîîðäèíàò íåáåñíûõ òåë è èçó÷åíèÿ âðàùåíèÿ Çåìëè... ñîçäàåò îïîðíóþ èíåðöèàëüíóþ ïðîñòðàíñòâåííóþ ñèñòåìó êîîðäèíàò è ñîãëàñîâàííûé êîìïëåêñ ôóíäàìåíòàëüíûõ àñòðîíîìè÷åñêèõ ïîñòîÿííûõ, ðåàëèçóþùèé ñâÿçü ýòîé ñèñòåìû ñ Çåìëåé» [1]. Îïîðíàÿ ñèñòåìà êîîðäèíàò íà íåáå ðåàëèçóåòñÿ, êàê ïðàâèëî, â âèäå êàòàëîãà òî÷íûõ ïîëîæåíèé èçáðàííûõ îáúåêòîâ. Äî 1997 ãîäà â êà÷åñòâå òàêèõ îïîðíûõ îáúåêòîâ âûñòóïàëè çâåçäû. Îäíàêî èñïîëüçîâàíèå çâåçä â êà÷åñòâå îïîðíîé ñèñòåìû ñâÿçàíî ñ ðåøåíèåì ñëîæíîãî âîïðîñà îïðåäåëåíèÿ ñîáñòâåííûõ äâèæåíèé ñàìèõ çâåçä. Âî Âñåëåííîé ñóùåñòâóþò òàêèå êëàññû óäàëåííûõ îáúåêòîâ, êàê ðàäèîãàëàêòèêè è êâàçàðû, êîòîðûå îáëàäàþò ìîùíûì ðàäèîèçëó÷åíèåì, â òî æå âðåìÿ ÿâëÿÿñü ïðàêòè÷åñêè íåïîäâèæíûìè äëÿ íàáëþäàòåëÿ â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå. Èõ ïîëîæåíèÿ áûëè îïðåäåëåíû ñ ïîìîùüþ ðàäèîèíòåðôåðîìåòðèè ñî ñâåðõäëèííûìè áàçàìè (ÐÑÄÁ) ñ íåïðåâçîéäåííîé äëÿ äðóãèõ ìåòîäîâ òî÷íîñòüþ. Ýòî ïîçâîëèëî àñòðîíîìàì â 1997 ãîäó ïåðåéòè ê íîâîé âûñîêîòî÷íîé îïîðíîé ñèñòåìå íåáåñíûõ êîîðäèíàò, îñè êîòîðîé «çàêðåïëåíû» íà íåáåñíîé ñôåðå ñ ïîìîùüþ êàòàëîãà ïîëîæåíèé âíåãàëàêòè÷åñêèõ ðàäèîèñòî÷íèêîâ. Ýòà ñèñòåìà ïîëó÷èëà íàçâàíèå ICRS - International Celestial Reference System (Ìåæäóíàðîäíàÿ íåáåñíàÿ ñèñòåìà êîîðäèíàò). Íà÷àëî ñèñòåìû ICRS íàõîäèòñÿ â áàðèöåíòðå Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû (åå öåíòðå ìàññ).  êà÷åñòâå ïåðâè÷íîé ðåàëèçàöèè íîâîé îïîðíîé ñèñòåìû êîîðäèíàò áûë ïðèíÿò êàòàëîã ïîëîæåíèé 608 âíåãàëàêòè÷åñêèõ ðàäèîèñòî÷íèêîâ IÑRF - International Celestial Reference Frame (Ìåæäóíàðîäíàÿ íåáåñíàÿ ñèñòåìà îòñ÷åòà). Êàòàëîã IÑRF2, êîòîðûé ñ 1 ÿíâàðÿ 2010 ãîäà ïîääåðæèâàåò êîîðäèíàòíóþ ñåòêó IÑRS íà íåáåñíîé ñôåðå, âêëþ÷àåò âûñîêîòî÷íûå ïîëîæåíèÿ óæå 3414 âíåãàëàêòè÷åñêèõ îáúåêòîâ. Ñâÿçü ñ ïåðâîíà÷àëüíûì êàòàëîãîì IÑRF îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ 138 îáùèõ âíåãàëàêòè÷åñêèõ èñòî÷íèêîâ. Äëÿ ïîääåðæàíèÿ âûñîêîé òî÷íîñòè è ñòàáèëüíîñòè îïîðíîé ñèñòåìû ýòîò êàòàëîã ïîñòîÿííî êîíòðîëèðóåòñÿ è èçìåíÿåòñÿ. Ôàêòè÷åñêè, ñèñòåìà ICRS ÿâëÿåòñÿ íåçàâèñèìîé îò îïòè÷åñêèõ ñèñòåì êîîðäèíàò (åäèíñòâåííîé îáùåé òî÷êîé ÿâëÿåòñÿ íóëü-ïóíêò ïðÿìîãî âîñõîæäåíèÿ, êîòîðûé ñîãëàñóåòñÿ ïî ïðÿìîìó âîñõîæäåíèþ êâàçàðà 3Ñ 273Â). Ïîýòîìó èñïîëüçîâàíèå åå äëÿ íàáëþäåíèé îáúåêòîâ â äðóãèõ îáëàñòÿõ ñïåêòðà (ïðåæäå âñåãî, â îïòè÷åñêîé) òðåáóåò ðåøåíèÿ ïðîáëåìû ðàñïðîñòðàíåíèÿ ýòîé îïîðíîé ñèñòåìû íà äðóãèå äèàïàçîíû âîëí. Ýòî äåëàåò çàäà÷ó ñîãëàñîâàíèÿ è ïîääåðæàíèÿ ñâÿçè îïòè÷åñêîé è ðàäèî ñèñòåì êîîðäèíàò êðàéíå âàæíîé äëÿ îáåñïå÷åíèÿ åäèíîé ñèñòåìû êîîðäèíàò â àñòðîíîìèè. Óñïåøíîå çàâåðøåíèå êîñìè÷åñêîé ìèññèè Hipparcos (1989-1993 ãã.) ïðèâåëî ê ñîçäàíèþ âûñîêîòî÷íûõ êàòàëîãîâ ïîëîæåíèé çâåçä - Hipparcos è Tycho. Êàòàëîã Hipparcos ñîäåðæèò 118218 çâåçä äî 12.5 çâåçäíîé âåëè÷èíû; òî÷íîñòü ïîëîæåíèé, ñîáñòâåííûõ äâèæåíèé è ïàðàëëàêñîâ ñîñòàâëÿåò 1 mas (ìèëëèñåêóíäà äóãè); ïëîòíîñòü çâåçä íà íåáåñíîé ñôåðå â ñðåäíåì ñîñòàâëÿåò 3 çâåçäû íà êâàäðàòíûé ãðàäóñ. Êàòàëîã Tycho ñîñòàâëÿþò ïîëîæåíèÿ 1058332 çâåçä; òî÷íîñòü îò 7 äî 25 mas; ïëîòíîñòü çâåçä â ñðåäíåì 26 íà êâàäðàòíûé ãðàäóñ. Ñîãëàñíî ðåêîìåíäàöèÿì Ìåæäóíàðîäíîãî Àñòðîíîìè÷åñêîãî Ñîþçà (ÌÀÑ), ìîäèôèöèðîâàííàÿ ñèñòåìà êàòàëîãà Hipparcos íàçûâàåòñÿ íåáåñíîé îïîðíîé ñèñòåìîé êîîðäèíàò Hipparcos - Hipparcos Celestial Reference Frame (HCRF). Îíà ÿâëÿåòñÿ ïåðâè÷íîé ðåàëèçàöèåé ñèñòåìû ICRS â îïòè÷åñêîé îáëàñòè ñïåêòðà. Íà ñåãîäíÿøíèé äåíü ñîãëàñîâàíèå äâóõ ñèñòåì (îïòè÷åñêîé è ðàäèî) ñâîäèòñÿ ê îïðåäåëåíèþ óãëîâ âçàèìíîé îðèåíòàöèè îñåé. Äëÿ ýòîãî íåîáõîäèìî èìåòü îáùèå îáúåêòû, äëÿ êîòîðûõ èçâåñòíû ïîëîæåíèÿ è ñîáñòâåííûå äâèæåíèÿ ïî íàáëþäåíèÿì â îïòè÷åñêîì è ðàäèî äèàïàçîíàõ äëèí âîëí. Îäíèì èç ñïîñîáîâ ðåøåíèÿ ýòîé çàäà÷è ÿâëÿåòñÿ îïðåäåëåíèå êîîðäèíàò âíåãàëàêòè÷åñêèõ ðàäèîèñòî÷íèêîâ â ñèñòåìå HCRF. Êàê èçâåñòíî, êàòàëîã Hipparcos ñîäåðæèò ëèøü ÿðêèå îáúåêòû, à áîëüøèíñòâî âíåãàëàêòè÷åñêèõ ðàäèîèñòî÷íèêîâ èìåþò î÷åíü ñëàáûå çâåçäíûå âåëè÷èíû, ÷òî òðåáóåò äëÿ èõ íàáëþäåíèé èñïîëüçîâàíèÿ áîëüøèõ àñòðîôèçè÷åñêèõ òåëåñêîïîâ. Íà ïðîòÿæåíèè 2000-2006 ãîäîâ Íèêîëàåâñêàÿ îáñåðâàòîðèÿ ïðèíèìàëà ó÷àñòèå â ìåæäóíàðîäíîì ïðîåêòå ïî îïðåäåëåíèþ ïàðàìåòðîâ âçàèìíîé îðèåíòàöèè îïòè÷åñêîé è ðàäèî ñèñòåì êîîðäèíàò.  ïðîåêòå ó÷àñòâîâàëè àñòðîíîìè÷åñêèå ó÷ðåæäåíèÿ Êèòàÿ (Øàíõàéñêàÿ îáñåðâàòîðèÿ), Ðîññèè (Êàçàíñêèé óíèâåðñèòåò), Òóðöèè (Íàöèîíàëüíàÿ îáñåðâàòîðèÿ Òóðöèè) è Óêðàèíû (Íèêîëàåâñêàÿ àñòðîíîìè÷åñêàÿ îáñåðâàòîðèÿ). Ñ ïîìîùüþ òåëåñêîïà RTT150 (äèàìåòð çåðêàëà 1.5 ì, Òóðöèÿ, ãîðà Áàêûðëûòýïå) è òåëåñêîïà Þíàíüñêîé îáñåðâàòîðèè (äèàìåòð çåðêàëà 1 ì, Êèòàé) áûëè ïîëó÷åíû îïòè÷åñêèå íàáëþäåíèÿ îêîëî 300 âíåãàëàêòè÷åñêèõ ðàäèîèñòî÷íèêîâ ñïèñêà ICRF è âû÷èñëåíû èõ ïîëîæåíèÿ. Ïîëó÷åííûå ðàçíîñòè îïòè÷åñêèõ è ðàäèîïîëîæåíèé áûëè èñïîëüçîâàíû äëÿ êîíòðîëÿ è óòî÷íåíèÿ ïàðàìåòðîâ âçàèìíîé îðèåíòàöèè îïòè÷åñêîé è ðàäèî ñèñòåì êîîðäèíàò. Ðåçóëüòàòû ïîêàçàëè îòñóòñòâèå çíà÷èìûõ ðàñõîæäåíèé ìåæäó ñèñòåìàìè íà óðîâíå òî÷íîñòè 4 - 5 óãëîâûõ ìèëëèñåêóíä [3, 4]. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïðÿìîå èñïîëüçîâàíèå âûñîêîòî÷íûõ êîñìè÷åñêèõ êàòàëîãîâ Hipparcos è Tycho äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïîëîæåíèé ðàäèîèñòî÷íèêîâ íåâîçìîæíî èç-çà ìàëîé ïëîòíîñòè çâåçä â ýòèõ êàòàëîãàõ. Ïîýòîìó âàæíîé çàäà÷åé â äàííîì íàïðàâëåíèè ÿâëÿåòñÿ ðàñïðîñòðàíåíèå ñèñòåìû HCRF íà îáëàñòü áîëåå ñëàáûõ çâåçä. Êðîìå òîãî, ñîáñòâåííûå äâèæåíèÿ çâåçä, îïðåäåëåííûå êîñìè÷åñêèì àïïàðàòîì íà êîðîòêîì ïåðèîäå íàáëþäåíèé, ïîêàçàëè çíà÷èòåëüíûå ðàñõîæäåíèÿ ñ íàçåìíûìè ñîáñòâåííûìè äâèæåíèÿìè, îïðåäåëåííûìè ïî áîëüøîé ðàçíîñòè ýïîõ. Âûäàþùèìñÿ ñîáûòèåì ñîâðåìåííîé àñòðîìåòðèè ñòàëî ñîçäàíèå êàòàëîãà Tycho2 (2539913 çâåçä) - ðåçóëüòàòà îáúåäèíåíèÿ ïîçèöèîííûõ äàííûõ ýêñïåðèìåíòà Tycho è áîëåå 140 íàçåìíûõ êàòàëîãîâ 20-ãî ñòîëåòèÿ äëÿ îïðåäåëåíèÿ ñîáñòâåííûõ äâèæåíèé. Èñïîëüçîâàíèå êàòàëîãà Tycho2 â êà÷åñòâå îïîðíîãî ïîçâîëèëî ðàñøèðèòü HCRF äî 17-é çâåçäíîé âåëè÷èíû â îïòè÷åñêîì è èíôðàêðàñíîì äèàïàçîíàõ äëèí âîëí. Èç íàèáîëåå èçâåñòíûõ âûñîêîòî÷íûõ êàòàëîãîâ ñëåäóåò òàêæå îòìåòèòü òàêèå êàòàëîãè, êàê UCAC3 [10], CMC14 [6] è 2MASS [7]. Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ïîòåíöèàëüíûå òî÷íîñòè è ïðåäåëüíûå çâåçäíûå âåëè÷èíû, äîñòèãíóòûå êîñìè÷åñêîé àñòðîìåòðèåé, òàêîâû, ÷òî íàçåìíûå èíñòðóìåíòû êîíêóðèðîâàòü ñ íèìè íå ìîãóò, ðîëü íàçåìíîé àñòðîìåòðèè çàêëþ÷àåòñÿ â äîïîëíåíèè ýòèõ íàáëþäåíèé â òåõ îáëàñòÿõ, ãäå «êîñìè÷åñêèé» âêëàä íåçíà÷èòåëåí èëè åãî íåò âîîáùå. Ñðàâíåíèå «ìãíîâåííûõ» (ïîëó÷åííûõ ñ ïîìîùüþ êîñìè÷åñêîé àñòðîìåòðèè) è «íàçåìíûõ» çíà÷åíèé ñîáñòâåííûõ äâèæåíèé çâåçä äàåò äîïîëíèòåëüíóþ èíôîðìàöèþ î ôèçè÷åñêîé ïðèðîäå èçó÷àåìûõ îáúåêòîâ, ïîçâîëÿåò ñäåëàòü ïðåäïîëîæåíèå î íàëè÷èè èëè îòñóòñòâèè íåâèäèìûõ êîìïîíåíò, â òî âðåìÿ êàê âûñîêàÿ ñòîèìîñòü è îãðàíè÷åííûé ñðîê äåéñòâèÿ êîñìè÷åñêèõ àïïàðàòîâ äåëàþò íåâîçìîæíûì ðåøåíèå çàäà÷, ñâÿçàííûõ ñ ïîíèìàíèåì êèíåìàòèêè è äèíàìèêè íàøåé Ãàëàêòèêè, äëÿ êîòîðûõ òðåáóþòñÿ ìàññîâûå òî÷íûå îïðåäåëåíèÿ ñîáñòâåííûõ äâèæåíèé çâåçä è èõ ïàðàëëàêñîâ. Îñîáûé èíòåðåñ äëÿ àñòðîíîìîâ ïðåäñòàâëÿþò çâåçäû ñ áîëüøèìè ñîáñòâåííûìè äâèæåíèÿìè. Ýòî ñâÿçàíî ïðåæäå âñåãî ñ òåì, ÷òî, êàê ïðàâèëî, ýòè çâåçäû íàõîäÿòñÿ îòíîñèòåëüíî áëèçêî îò Ñîëíöà. Ýòî ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü èõ äëÿ ðåøåíèÿ òàêèõ çàäà÷, êàê óòî÷íåíèå ìîäåëè íàøåé Ãàëàêòèêè, ðàñïîëîæåíèå Ñîëíöà â íåé, îïðåäåëåíèå îñîáåííîñòåé ñòðîåíèÿ è ýâîëþöèè ðàçëè÷íûõ ãàëàêòè÷åñêèõ ïîäñèñòåì. Áîëüøîé ïðîöåíò çâåçä, èìåþùèõ áîëüøèå ñîáñòâåííûå äâèæåíèÿ, ñîñòàâëÿþò çâåçäû íèçêîé ñâåòèìîñòè (áåëûå, êðàñíûå è êîðè÷íåâûå êàðëèêè), ÷òî äàåò âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàòü èõ äëÿ ïîèñêà è èçó÷åíèÿ çâåçä ñ íåâèäèìûìè ñïóòíèêàìè. Ïîñêîëüêó ýòè çâåçäû îòíîñèòåëüíî áûñòðî èçìåíÿþò ñâîå ïîëîæåíèå íà ôîíå áîëåå äàëåêèõ çâåçä, îíè òàêæå ìîãóò âûñòóïàòü â êà÷åñòâå ëèíçèðóþùèõ îáúåêòîâ ïðè ïðîâåäåíèè âûñîêîòî÷íûõ êîñìè÷åñêèõ ýêñïåðèìåíòîâ. Íàçåìíûå íàáëþäåíèÿ ìîãóò ïîìî÷ü â çàäà÷å ïðåäâû÷èñëåíèÿ ýòèõ ÿâëåíèé, âåðîÿòíîñòè èõ íàñòóïëåíèÿ è ïðîäîëæèòåëüíîñòè.  íàñòîÿùåå âðåìÿ íà Íèêîëàåâñêîì àêñèàëüíîì ìåðèäèàííîì êðóãå âåäóòñÿ ðåãóëÿðíûå íàáëþäåíèÿ çâåçä ñ âûñîêèìè ñîáñòâåííûìè äâèæåíèÿìè â ðàìêàõ ôóíäàìåíòàëüíîé íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîé ðàáîòû «Óòî÷íåíèå êèíåìàòè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ çâåçä è çâåçäíûõ ïîäñèñòåì Ãàëàêòèêè íà îñíîâå ÏÇÑ-íàáëþäåíèé èçáðàííûõ çîí». Ðàáîòà íàä òåìîé áóäåò ïðîõîäèòü íà ïðîòÿæåíèè 2010-2012 ãã. Ðóêîâîäèòåëåì òåìû ÿâëÿåòñÿ äèðåêòîð ÍÈÈ ÍÀÎ, äîêòîð ôèç.-ìàò. íàóê, ïðîôåññîð Ïèíèãèí Ã.È. Ëèòåðàòóðà: 1. Ïîäîáåä Â.Â., Íåñòåðîâ Â.Â. Îáùàÿ àñòðîìåòðèÿ . – Ì.: Íàóêà. Ãëàâíàÿ ðåäàêöèÿ ôèçèêî–ìàòåìàòè÷åñêîé ëèòåðàòóðû, 1982. – 576ñ. 2. Õðóöêàÿ, Å., Õîâðè÷åâ, Ì., Èçìàéëîâ, È., Áåðåæíîé, À. Ïóëêîâñêàÿ ïðîãðàììà èññëåäîâàíèÿ çâåçä ñ áîëüøèìè ñîáñòâåííûìè äâèæåíèÿìè.// Èçâ. ÃÀÎ ¹219, 2009, â.4, ñ.355-360. 3. Aslan Z. , Gumerov R., Jin W., Khamitov I., Maigurova N., Pinigin G., Protsyuk Y., Shulga A., Òang Z., Wang S. Results of Joint project on linking optical–radio reference frames // Kinematics and Physics of Celestial Bodies Suppl. Ser.– 2005. – ¹ 5. – P. 333–337. 4. Aslan Z., Gumerov R., Jin W., Khamitov I., Maigurova N., Pinigin G., Òang Z., Wang S. Optical counterpart positions of extragalactic radio sources and connecting optical and radio reference frames // Astron. and Astroph., - 2010. - V. 510. - id.A10 5. Archinal B.A., Arias E.F., Gontier A.- M., Mercuri – Moreau C. Phisical characteristics of radio sources // IERS Techical Note 23. – 1997. - P.II–11 – II–24. 6. http://www.ast.cam.ac.uk/~dwe/SRF/camc.html 7. http://www.ipac.caltech.edu/2mass/ 8. Hog E., Fabricius C., Makarov V.V., Urban S. The Tycho–2 Catalogue of the 2.5 million brighters stars // Astron. Astrophys. – 2000. – V. 355 .– L 27– L30. 9. The Hipparcos and Tycho catalogues. Astrometric and photometric star catalogues derived from the ESA Hipparcos Space Astrometry Mission, Publisher: Noordwijk, Netherlands: ESA Publications Division, 1997. 10. Zacharias N., et al. The Third US Naval Observatory CCD Astrograph Catalog (UCAC3) // Astron. J. – 2010. – V. 139. – P. 2184–2199. 11. Salim, S., Gould, A., Nearby Microlensing Events: Identification of the Candidates for theSpace Interferometry Mission.// Astrophysical Journal, 2000, Volume 539, Issue 1, pp. 241-257. |