Asztrometria egy klasszikus tudományág újjászületése. ELFT Fizikus Vándorgyűlés, Szeged, augusztus 25.

Átírás

1 Asztrometria egy klasszikus tudományág újjászületése ELFT Fizikus Vándorgyűlés, Szeged, augusztus 25.

2 Történeti visszapillantás Asztrometria: az égitestek helyzetének és mozgásának meghatározásával foglalkozó tudomány. Korábbi neve pozíciós vagy fundamentális csillagászat. A 19. sz. közepéig lényegében ebből állt a csillagászat. Kezdeti szerepe: navigáció, időmeghatározás.

3 Az asztrometria fontossága Az asztrofizika, majd a kozmológia kialakulása után háttérbe szorult, de a században felértékelődött a szerepe: Pozíciómeghatározás: halvány objektumok azonosítása; a pozíció ráadásul változik, amelynek okai: precesszió, sajátmozgás, parallaxis, pólusingadozás, kettősség, gravitációs-lencse-hatás; Égitestek követése, földközeli kisbolygók keresése; Kinematika, dinamika: kozmikus rendszerek (kettős és többszörös csillagok, csillaghalmazok, galaxisok) szerkezete, kis elemszámú rendszerek azonosítása, tömegeloszlás meghatározása egy rendszeren belül (sötét anyag kimutatása), a Naprendszer és a Tejútrendszer fejlődése; Távolságmeghatározás az asztrofizika és a kozmológia alapja; A gravitációs törvény univerzalitásának vizsgálata; A Föld forgásának (időskála) és tengelyirányának nyomon követése. Egy égitest helyét 6 adattal lehet jellemezni: 3 térbeli koordináta + az elmozdulás mértéke a 3 koordinátairány mentén

4 Az asztrometria fontossága

5 Asztrometriai égfelmérések 2MASS ( ): 300 millió pontforrás, 1 millió kiterjedt objektum, JHK sávban (1,25, 1,65 és 2,17 mikrométer), magnitúdóig USNO-B1.0: 1 milliárd objektum, 3,6 milliárd megfigyelés (sok égboltfelmérés Schmidt-lemezei) alapján pozíció, sajátmozgás, magnitúdó 5 sávban, 21 magnitúdóig (a pozícióhiba 0,2 ívmásodperc lehet, a fotometriai hiba 0,3 m, a nem-csillagok kiválogatása 85%-os biztonságú) (USNO-A2.0 félmilliárd forrás, 2 sáv, de már ICRF) NOMAD (Naval Observatory Merged Astrometric Dataset): Hipparcos, Tycho, UCAC2, USNO-B1.0, 2MASS, a legjobb adatokat véve 1 milliárd objektumra (asztrometriai virtuális obszervatórium) GSC2.2 (a GSC II előzetes verziója): 456 millió objektum, a POSS fotolemezeinek digitalizálása alapján (2 epocha); HST, Gemini, VLT észleléseinek támogatása Ezeket a katalógusokat földfelszíni mérések alapján állították össze.

6 Parallaxis Kis látómező esetén probléma, hogy a háttércsillagoknak is van parallaxisa. Az abszolút parallaxis meghatározásához egészen más irányban látszó referenciacsillagokat kell választani. A földfelszínen ez kivitelezhetetlen.

7 Parallaxis- katalógusok

8 Hipparcos ( ) High Precision Parallax Collecting Satellite: az Európai Űrügynökség (ESA) asztrometriai célú mesterséges holdja.

9 Hipparcos a mérés elve

10 Hipparcos-eredmények Hipparcos-katalógus (1997): csillag asztrometriai adatai ben újraredukálták. A pontosság kb. 1 ezred ívmásodperc. (A Tycho-programban 2,5 millió csillagra kevésbé pontosan.) Precíz vonatkoztatási rendszer. A Tejútrendszer küllős spirálgalaxis. A pontos távolságokból pontos luminozitás (csillagszerkezet és -fejlődés).

11 Hipparcos és Gaia összehasonlítás

12 Hipparcos és Gaia összehasonlítás 20,7 20,7 2 16m

13 A Gaia asztrometriai űrszonda

14 A Gaia asztrometriai űrszonda

15 A Gaia fő műszerei

16 A Gaia-mérések feldolgozása A magyar csillagászok a kb. 400 európai szakemberből álló Data Processing and Analysis Consortium (DPAC) genfi központú 7. koordinációs egységében (CU7) működnek közre.

17 A Gaia első eredményei Példa a szögfelbontásra: a Pluto és a Charon mint kettős rendszer. A Gaia-mérések szögfelbontása ennél sokkal jobb. Rengeteg kettőscsillag vizuális pályáját is meg lehet majd határozni. A cefeida típusú változócsillagoknál ez különösen fontos.

18 A Gaia első eredményei A Gaia által észlelt kisbolygók a mérések első 8 hónapjában. A (gyorsan) mozgó objektumok azonosítása bonyolult szoftvert igényel. A színskála a mérések hibáját mutatja.

19 A Gaia első eredményei A 47 Tucanae gömbhalmaz szín-fényesség diagramja. A zsúfolt mező megnehezíti a méréseket (általában 1 csillag 4 négyzet-ívmásodpercenként).

20 A Gaia első eredményei RR Lyrae-csillagok (balra) és cefeida típusú változócsillagok a Nagy-Magellánfelhőben. Összehasonlításul az OGLE-IV által kapott fénygörbék szerepelnek.

21 A Gaia első eredményei A Gaia Science Alert fontos kiegészítő program (földfelszíni távcsövekkel). A Gaia16aeg szupernóva fénygörbéje. Típusa: SNIIb, távolsága: 200 millió fényév. A Gaia14aaa spektruma. A színképvonalak létéből és erősségéből meghatározható a szupernóva típusa: SN Ia.

22 A Gaia első eredményei A HIP spektroszkópiai kettős színképéből meghatározott radiális sebességek. Diffúz intersztelláris sávok forró csillagok Gaia-színképében.

23 A Gaia első eredményei Mikrolencse-esemény a Nagy-Magellán-felhő irányában.

24 A Gaia misszió időrendje

25 Mit várunk a Gaia missziótól? Indítás: december, mérések: 2014 nyarától 5 (+1) évig. 1 mikroívmásodperces asztrometriai pontosság eléréséhez a Gaia szonda helyzetét kb. 8 mm-es pontossággal kell ismerni! Várható eredmények: - A Tejútrendszer 3-dimenziós feltérképezése (beleértve a sötét anyag eloszlását is); - A csillagászati vonatkoztatási rendszer pontosítása (kvazárok segítségével, kb. félmillió kvazár észlelése várható); - Exobolygók fotometriai és asztrometriai kimutatása (kb re számítanak); - A Földet veszélyesen megközelítő kisbolygók észlelése; - Az általános relativitáselmélet numerikus paramétereinek pontosítása (a gravitációs fényelhajlásból); - 20 Tbyte adat alapján a végső katalógus 2020 körül kerül nyilvánosságra. Az első adatok nyilvánosságra hozatala: szeptember 14.

26

27 Köszönöm a figyelmet! A legtöbb kép forrása: ESA Hipparcos és Gaia