Astrometri

Astrometri ( Gr. Ἄστρον = stjerne og μέτρον, metron = måle, måle) er astronomiens geometriske underområde og som sådan modstykke til astrofysik . Det kaldes også positional astronomi eller klassisk astronomi og inkluderer måling og beregning af stjernepositioner ( stjernesteder ) og deres bevægelser i præcist definerede referencesystemer . Dette gør det til grundlaget for meget astronomisk forskning og især for himmelsk mekanik . Indtil etableringen af astrofysik, der begyndte omkring 1860 efter opfindelsen af spektroskopi, astrometri og sfærisk astronomi udgjorde størstedelen af al astronomi.

Ifølge de Vegt er astrometri videnskaben om universets geometriske struktur ( stjernernes placering, bevægelse og afstand) eller måling af himlen . Det giver samtidig et koordinatgrundlag for geodesi - dvs. måling af jorden .

opgaver

Mere konkret betyder astrometri i dag:

Oprettelse af kataloger med nøjagtige positioner og bevægelser af stjerner
- baseret på fotografiske eller elektrooptisk målte stjernefelter
- eller fra scanningssatellitter og radioteleskoper
Konstruktion af det grundlæggende referencekoordinatsystem for astronomi og geovidenskab
Udvikling af rumlige astronomiske databaser
Udvikling af målemetoder og instrumenter
- på den ene side terrestriske (optiske teleskoper og sensorer , infrarøde, radioteleskoper osv.),
- på den anden side med astrometri -satellitter (se Hipparcos og det efterfølgende Gaia -rumsondeprojekt) og interplanetære rumprober
Implementering af de relevante målinger og internationale målekampagner
Reduktion af målinger og standardisering af de tilsvarende procedurer.

Den vigtigste institution for disse aspekter er Astronomical Computing Institute (ARI) i Heidelberg . Det driver astrometri, stjernedynamik og astronomiske tjenester i form af efemerier og årsbøger , kalenderbaser og bibliografier .

Historiske og tværgående forbindelser

Indtil astrofysikkens fremkomst efter 1850 - hovedsageligt gennem spektralanalyse og astrofotografi - (ifølge Karl Schütte ) var astrometri synonymt med astronomi generelt. Det var først i det 20. århundrede, at folk begyndte at tale om astrometri eller positionel astronomi - i modsætning til astrofysik , der dominerede astronomi fra 1950 og fremefter.

Mellem 1960 og 1990 førte astrometri næsten en niche -eksistens, da knap 10% af astronomerne (men i stigende grad geodesisterne ) dedikerede sig til det. Men da æraen med astrometri-satellitter og CCD-sensorer begyndte, ændrede dette sig, og i dag giver astrometriens høje præcisionsmålemetoder også vigtige impulser til himmelsk mekanik , rumrejser, kosmologi og stjernedynamik eller Mælkevejen .

Frem for alt omfatter pionererne inden for "klassisk" astrometri

Hipparchus , til hvem det første stjernekatalog med over 1000 stjerner går tilbage, og som opdagede de langsomme koordinatskift forårsaget af presession
Ptolemaios , der opsummerede de astronomiske teorier om sin tid i Almagest
Tycho Brahe , der - stadig uden teleskop - opnåede målepræcisioner på op til 0,01 °
Europas astronomer deltager i Sky Police, der skabte de første præcise stjernekataloger omkring 1800 (f.eks. Giuseppe Piazzi )
Friedrich Wilhelm Bessel , der lykkedes at måle en fast stjerneafstand for første gang
Friedrich Argelander og hans 325.000 stjernede Bonn -undersøgelse , som German Astronomical Society videreudviklede til systemet med AGK -kataloger
Simon Newcomb , hvis definition af det grundlæggende system varede i næsten 100 år
Heidelberg Astronomical Computing Institute og US Naval Observatory
projektgrupperne for de astrometriske satellitter Hipparcos og Gaia

Astrometri har oplevet en renæssance siden udviklingen af optoelektroniske sensorer og Very Long Baseline Interferometry . Deres forbindelser til geodesi bliver stærkere, og betydningen af koordinatsystemer med høj præcision øges. Internationale opgaver som overvågning af jordens rotation med radioastronomi og GPS , rum- og satellitprojekter som Galileo eller GAIA bliver tværfaglige og giver unge astronomer nye karrieremuligheder. Når astronomerne definerer tidssystemerne, skal de samarbejde med fysik og yderligere tre til fire discipliner.

To til fire dimensionel astrometri

Den 2-D -delen astrometri tilhører sfæriske astronomi og omhandler udelukkende forekomsten retning af lyskilder fra rummet - i teorien, måleteknikker, som til koordinatsystemerne og til forskellige reduktioner i den tilsyneladende retning af himmellegemer ( planeter , stjerner , galakser ) til deres sande retning .

Stjernestederne bliver tredimensionelle ved at måle parallakser - de tilsyneladende årlige forskydninger, der kan bestemmes fra modsatte punkter på jordens bane . Fra dette kan stjerneafstande på op til 100 lysår udledes med Hipparcos og andre metoder langt ud over det.

Endelig kan 4-D kaldes stjernedynamik , som er baseret på korrekte bevægelser . De er hentet fra præcise stjerneord fra epoker med stor afstand. Dens tilføjelse til rumhastighedsvektoren giver radialhastigheden , et resultat af spektralanalysen og dermed overgangen til astrofysik . Situationen er den samme, når man bestemmer afstande ved hjælp af fotometri .

Dynamikken i fjerne objekter udforskes mere fysisk , jo længere væk de er. Imidlertid udvider rumfarts- og astrometri -satellitter konstant denne grænse.

Anvendes til astronomisk forskning

Præcise stjernekoordinater , afstands- og hastighedsdata befrugter mange aspekter af astronomi. Nogle af dem er:

Bedre rumligt billede af stjernefordelingen og bevægelsesforholdene
Mælkevejens dynamik i vores miljø
Mere præcis bestemmelse af stjernefordelingen med hensyn til kombinationen af lysstyrke og spektraltype i Hertzsprung-Russell-diagrammet
Mere præcist grundlag for måling af jorden og solsystemet
Mere præcis forudsigelse ^[1] af stjernedækninger fra planeter og mindre planeter ( asteroider ).
Grundlag for astronomi med høj præcision op til de fjerneste galakser
Tilslutning af den optiske koordinatramme til radiointerferometri med kvasarer ; se VLBI , Geodesi .

Se også

litteratur

Julius Redlich: Et kig ind i det mest overordnede net af begreber inden for astrometri . Beyer forlag, Langensalza 1907.
Rudolf Sigl : Geodetisk astronomi . 3. Udgave. Verlag Wichmann, Heidelberg 1991, ISBN 3-87907-190-X .
Albert Schödlbauer : Geodetic Astronomy - Basics and Concepts . De Gruyter, Berlin / New York 2000, ISBN 3-11-015148-0 .
P. Brosche, Harald Schuh : Nye udviklinger inden for astrometri og deres betydning for geodesi . I: Journal of Surveying (ZfV) . 1999, ISSN 0044-3689 , s. 343-350 (bind 124).
Jean Kovalevsky, (et al.): Fundamentals of astrometry . Cambridge Univ. Press, Cambridge 2004, ISBN 0-521-64216-7 .
Jean Kovalevsky: Moderne astrometri . Springer, Berlin 2002, ISBN 3-540-42380-X .
Stephen Webb: Måling af universet - den kosmologiske afstandsstige . Springer, London 2001, ISBN 1-85233-106-2 .
Michael Perryman: Astronomiske anvendelser af astrometri: Ti års udnyttelse af Hipparcos satellittdata . Cambridge Univ. Press, Cambridge 2008, ISBN 978-0-521-51489-7 .

Weblinks

Wikibooks: Astronomiske beregninger for amatører / positionel astronomi - lærings- og undervisningsmaterialer

Individuelle beviser

↑ Indtil Hipparcos -missionen blev disse (svage) stjerner ikke målt præcist nok, så dæklinjerne på jorden ofte var for usikre til mobile målingsteam. Tycho -kataloget løser nu problemet med en nøjagtighed på ca. ± 100 m.

[1] Indtil Hipparcos -missionen blev disse (svage) stjerner ikke målt præcist nok, så dæklinjerne på jorden ofte var for usikre til mobile målingsteam. Tycho -kataloget løser nu problemet med en nøjagtighed på ca. ± 100 m.

[1]