2. előadás. égitestek mozgása csillagkatalógusok méréskori látszó hely számítása

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "2. előadás. égitestek mozgása csillagkatalógusok méréskori látszó hely számítása"

Klaudia Vassné
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 2. előadás égitestek mozgása csillagkatalógusok méréskori látszó hely számítása

2 A csillagok látszólagos mozgása égi pólus körüli látszólagos forgás póluskörüli (cirkumpoláris) csillagok kelés, delelés (kulminálás), nyugvás nem látható csillagok Láthatóság: Nap a horizont alatt Nap látszólagos mozgása napi pályaíve 8-16 óra között

3 Oregon, USA

4 A csillagképek látszólag összetartozó csillagok csoportjai távolságuk nagyon különböző lehet elnevezésük mondabeli alakról vagy állatról az égbolt részterületeit is jelentik 88 csillagkép, 3 betűs rövidítések (pl. UMi) Csillagok megjelölése csillagkép és görög betűk számok (fényesség alapján), pl αumi név (Poláris, azaz Sarkcsillag) csillagkatalógus jele és csillag sorszáma Helyzet megadása égi koordinátákkal jegyzékben (katalógus, évkönyv, adatbázis)

6 Frederik de Wit csillagtérképe (17. szd.)

10 Fényszennyezés az Orion csillagkép nem fényszennyezett (bal oldali kép) illetve nagyvárosi fényszennyezett helyről (jobb oldali kép) fotózva

11 A zöld és kék szín elfogadható minőségű eget jelent +6m-s határfényességgel. A sárga szín külvárosi jellegű ég általában 5m határfényességgel, néha jobb. A vörös és narancs szín városi, erősen fényszennyezett égboltot jelöl

12 A zöld és kék szín elfogadható minőségű eget jelent +6m-s határfényességgel. A sárga szín külvárosi jellegű ég általában 5m határfényességgel, néha jobb. A vörös és narancs szín városi, erősen fényszennyezett égboltot jelöl

13 A Naphoz közel eső csillagok

14 Naprendszer

15 Bolygók látszólagos mozgása hátráló (retrográd) mozgás Kelet Nyugat

16 Mars hátráló mozgása 2005-ben 35 különböző időpontban 1 hetes időközzel készült felvételek

Analemma 10:00:00 UT+2 Jan 07/03 - Dec 20/03 (47+1 kép) Jan 12, 2002 - Dec 21,

17 Analemma 10:00:00 UT+2 Jan 07/03 - Dec 20/03 (47+1 kép) Jan 12, Dec 21, :28:16 UT+2 (41+1 kép) Jan 07, Dec 20, :00:00 UT+2 (44+1 kép)

18 Hold látszó méretének változása

19 Csillagászati programok HNSKY

20 HNSKY

21 Stellarium

22 Csillagkatalógusok csillagok koordinátái asztrometriai módszerrel (pozíciós csillagászat) t 0 vonatkoztatási időpont vonatkoztatási rendszer (csillagászati alaprendszer) közepes égi egyenlítői (ICRS) koordinátái: rektaszcenzió, deklináció 100 évre vonatkoztatott sajátmozgás Fundamental Katalog FK4 (1963): 1535 alapcsillag (1950.0, ) FK5 (1988): 1535 alapcsillag (2000.0) FK5(II) kiegészítés: további 3117 csillag FK6 (2000): ICRF-el összekapcsolt rendszerben (FK5 + Hipparcos asztrometriai mesterséges hold, ESA, ) FK6(I): 878 csillag, FK6(III): 3272 csillag

23 FK5 adatok RA: rektaszcenzió DEC: deklináció RA, DEC PM: sajátmozgás MAG: látszó magnitúdó FK5 No. : katalógus szám Spec: színképosztály

24 FK6 katalógus

25 FK6 katalógus csillagai

26 Csillagkatalógusok 2. HIPPARCOS (ESA, 1997) >9 m, csillag, 0.001" pontosság SAO >9.5 m, csillag Tycho-2 >9.5 m, csillag, 23 MB GSC-I, II (Guide Star Catalog) 6 m -15 m (21) m, 20(946) millió csillag UCAC3 (2009), UCAC4 (2012) USNO CCD Astrometry C. >16 m, 101 millió csillag (< m -14 m ), 2.4 GB

27 Csillagkatalógusok 3. USNO-A 2.0, USNO B 1.0 >21 m, 526/1043 millió csillag (<0.2 pontosság, 6/80 GB) PPMXL >20 m, 910,468,710 égi objektum (USNO-B1.0 és az infravörös 2MASS katalógus kombinációja (39.4 GB) az ICRS pozíciók és sajátmozgások jelenleg legnagyobb adatrendszere pontos, ahol van 2MASS asztrometriai adat (410 millió objektum) pontos, ahol nincs 2MASS adat

28 Tycho-2 katalógus csillagsűrűség [csillag/négyzetfok]

29 USNO A 2.0 GSC UCAC2 USNO A 2.0

Gaia ESA asztrometriai űrprojektje felbocsátása: 2013.12.19. 5,5 éves mérési idő, >1 milliárd csillag, 70 mérés/csillag, 1 Gpixeles kamera mérési pontosság: <10 m : 7 µas, 0.

30 Gaia ESA asztrometriai űrprojektje felbocsátása: ,5 éves mérési idő, >1 milliárd csillag, 70 mérés/csillag, 1 Gpixeles kamera mérési pontosság: <10 m : 7 µas, (hajszál 2000 km-ről, 100x pontosabb a Hipparcos-nál) színkép, radiális sebesség archivált adatmennyiség 1 millió GB (200 ezer DVD) az észlelések első évét befejezte augusztus 21-én (272 md. pozíció adat) végső katalógus:

31 Lissajous pálya L 2 körül Lagrange (librációs) pontok: 5 pont, ahol egy kis test relatív helyzete 2 nagyobb testhez képest fix maradhat (L 4, L 5 stabil)

32 Tejútrendszer ahogy a Gaia látja 2015 július 3. (ESA)

33 Szükségünk van-e ilyen részletes csillagkatalógusokra? TZK-2D zenitkamera: egy CCD felvételen látható csillagok (>14 m ) átlagos száma (min. 20 kell képenként) Tycho-2: 2 50 (Tejút) GSC: 135 >100 (Tejút) UCAC3/4: 135 >100 (Tejút)

34 A Hannoveri Egyetem digitális zenitkamerája 2003-ban a Svájci Alpokban (már közel 1000 ponton mértek vele) Az AlpTransit alagút építéséhez a svájci Daedalus műszerrel mért függővonal-elhajlások és azimutok

35 Mérhető mennyiségek Koordinátarendszer valódi égi egyenlítői rendszer Észlelő a geocentrumban méréskori látszó hely Észlelő a földfelszínen topocentrikus hely átmeneti égi rendszer átmeneti hely [nincs neve] GCRS (geocentrikus ICRS) képzetes hely lokális hely GCRS (geocentrikus ICRS) asztrometriai hely [nincs neve]

36 A méréskori látszó hely látszó hely: az az irány, ahol a Nap körül keringő Föld középpontjába képzelt észlelő, a légkör hatása nélkül a csillagot (égitestet) látná ICRS baricentrikus közepes égi egyenlítői (katalógus) hely sajátmozgás (t t 0 ) precesszió (t t 0 ) nutáció (t) évi keringési aberráció (v/c értéke, max ") évi keringési parallaxis ( < 1", α Centauri: 0.75") fényelhajlás (napkorong szélén: 1.74", 20 -ra tőle: 0.02") mérési eredmények javításai (topocentrikus észlelés) napi (forgási) aberráció (max. 0.32" ) napi (forgási) parallaxis légköri sugártörés (refrakció; zenit: ~0, horizonton 35' 24")

37 Cs Z ICRS katalógus hely t 0 vonatkozási időpontban O Bc [t 0 = J2000.0] X ICRS Nemzetközi Égi Vonatkoztatási Rendszer ICRS [t-től független tengelyirányok] barycentrikus ICRS = BCRS

38 ω = ω(t) valódi forgástengely Cs Bc keringési parallaxis Föld méréskori valódi hely ω(t) méréskori látszó hely O Gc keringési aberráció ^(t) ^ ^(t) valódi tavaszpont A látszó hely kiszámítása geocentrikus ICRS = GCRS

39 Zenit ω(t) ω(t) Cs Áp z forgási parallaxis refrakció forgási aberráció topocentrikus látszó hely méréskori látszó hely A mérési eredmény átszámítása látszó helyre Gc Föld napi (forgási) parallaxis Hold: < 57 Nap: < 8.8" napi (forgási) aberráció < 0.32" ^(t)

40 Számítógépes implementáció QDaedalus rendszer feldolgozó programja (BME; 2000 programsor; ebből ~1000 sor az átszámítás) function fk6itrs(fk6data, jdutc, iers) ## FK6 ICRS katalógus hely átszámítása ITRS-be ## fk6data: [RA,DEC,uRA,uDEC,parallaxis,vr] FK6 katalógus adatok: ## RA,DEC: rektaszcenzió [óra],deklináció [fok] ## ura,udec: sajátmozgás [mas/év] ## parallaxis [mas] ## vr : sugár irányú sebesség [km/s] ## jdutc : JD UTC időpont ## iers : IERS adatok 4 elemű vektora: ## dat : szökőmásodpercek száma ( = ban) ## dutc : UT1 - UTC (másodperc) ## xp,yp : az égi pólus koordinátái ITRS-ben (szögmásodperc)

41 két lépéses számítás: r1 = fk6gcrs(fk6data, jdutc); r2 = gcrsitrs(jdutc,dat,dutc,xp,yp,r1); function fk6gcrs(fk6data, jdutc) ## FK6 ICRS katalógus hely átszámítása GCRS-be ## fk6data: [RA,DEC,uRA,uDEC,parallaxis,vr] FK6 katalógus adatok: ## RA,DEC: rektaszcenzió [óra],deklináció [fok] ## ura,udec: sajátmozgás [mas/év] ## parallaxis [mas] ## vr : sugár irányú sebesség [km/s] ## jdutc : JD UTC időpont ## eredmény: ## r : csillag iránya egységvektora GCRS-ben // Föld helyzete és sebessége ICRS-ben {re, ve} = earth(jdtt); // csillagra mutató vektor ICRS-ben {r, v} = starvectors(fk6data); // fényidő különbség Bc és Gc között [nap] dt = dlight(r,re); // sajátmozgás r1 = propmot(t0, r,v,jdtt+dt); // éves parallaxis javítás {r2, tl} = bary2obs(r1, re); // fényelhajlás javítás (csillagészati aberráció) r3 = aberration(r2, ve, tl); return r3; // GCRS egységvektor endfunction

42 function gcrsitrs(jdutc, dat, dutc, xp, yp, vec1) ## forgatás az égi GCRS rendszerből a földi ITRS-be ## jdutc = utc julian dátum ## dat = szökőmásodpercek száma ( = ban) ## dutc = UT1 - UTC (másodperc) ## xp, yp = póluskoordináták (szögmásodperc) ## vec1 = GCRS helyvektor ## vec2 = ITRS helyvektor (ki) // ---- frame-tie mátrix forgatás v1 = frametie(vec1, 1); // precesszió és csillagászati nutáció v2 = preces(t0, v1, tdbjd); {v3, eqe} = nutation(tdbjd,0,v2); // földforgás (GAST) miatti forgatás gast = sidtime(utjd,t, eqe); gast = rad(15*gast); // radián // forgatási mátrix GCRS -> ITRS S = [cos(gast),-sin(gast),0; sin(gast), cos(gast), 0; 0,0,1]; v4 = S'.v3'; // pólusmozgás xpole = xp * s2r; ypole = yp * s2r; W = [1,0,-xpole; 0,1,ypole;xpole,-ypole,1]; vec2 = W'.v4; return vec2 ; // ITRS helyvektor (sorvektor) endfunction

Hasonló dokumentumok

Geodéziai alapmunkálatok BSc

Geodéziai alapmunkálatok BSc előadások: Ádám J., Rózsa Sz., Tóth Gy., Völgyesi L., Ambrus B. gyakorlatok: Rózsa Sz., Tuchband T. alapismeretek, vonatkoztatási rendszerek és időrendszerek, függővonal iránymeghatározása,