Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok?

Átírás

1 Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? Moór Attila, Frey Sándor, Sebastien Lambert, Oleg Titov, Bakos Judit FÖMI Kozmikus Geodéziai Obszervatóriuma, Penc MTA Fizikai Geodézia és Geodinamikai Kutatócsoport, Budapest KGO Tea Penc, június 14

2 Hogyan? Mozognak?! Az égi vonatkoztatási rendszerekről röviden A rádió-interferométeres mérések szerepe Mozgás #1: Az évszázados (szekuláris) aberráció változása Miért jók a (rádió)kvazárok referenciapontnak illetve miért nem annyira jók mégsem? (Mozgás #2) A kvazárok szerkezete és látszólagos elmozdulásuk: van-e összefüggés? Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 2

3 A legpontosabb Az IAU 23. közgyűlése (1997) a VLBI technikával definiált égi vonatkoztatási rendszert fogadta el Az ICRF (International Celestial Reference Frame) az FK5 optikai katalógust váltotta fel A tengelyek definíciójának nem lett többé közvetlenül köze az Egyenlítőhöz, az Ekliptikához, hanem 212 extragalaktikus rádióforrás rögzített koordinátáihoz Ma et al. 1998, AJ 116, 516 A rendszer sűrítése (és az egyenletesebb égi lefedettség) érdekében további sok száz rádióforrást mérnek rendszeresen A folyamatos, globális geodéziai méréseket a Nemzetközi VLBI Szolgálat (IVS) koordinálja (ivscc.gsfc.nasa.gov/ivs.html) Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 3

4 Very Long Baseline Interferometry Δt B Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 4

5 Ma et al. 1998, AJ 116, 516 Az ICRF első megvalósítását (ICRF1) kijelölő aktív galaxismagok pozíciói Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 5

6 A rádió-interferométeres módszer előnyei A mérési technikából adódóan nagyon pontos A legjobb kvázi-inerciarendszert használja Az űrgeodéziai technikák közül egyedüliként alkalmas a Föld forgási sebességének abszolút meghatározására A vonatkoztatási rendszere viszonylag stabil, mert a kozmológiai távolságokban levő aktív galaxismagoknak elhanyagolható (?) a sajátmozgása (vagyis a referenciapontok helyzete állandónak tekinthető) Az 1970-es évekig visszanyúló idősorok állnak rendelkezésre Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 6

7 A hosszú idősorok csodákra képesek Marik et al. 1989, Csillagászat (= Nagy Kék Könyv) Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 7

8 Szekuláris (évszázados) aberráció változása Aberráció a megfigyelő mozgása és a fény véges terjedési sebessége miatt lép fel A Tr. középpontja körüli gyorsuló mozgás Az évszázados aberráció változásának mértéke igen kicsi, de 6.4 ± 1.5 μas/év α = 263, δ = 20 Titov, Lambert & Gontier 2011, A&A 529, A91 Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 8

9 Titov, Lambert & Gontier 2011, A&A 529, A rádióforrás, ~7,3 millió mérés 1979 óta speciális adatfeldolgozás, lineáris sajátmozgás-illesztés Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 9

10 Az alappontok mégsem tökéletesek Az alappontként használt kvazárok (aktív galaxismagok) szerkezete a VLBI felbontása mellett már nem mindig pontszerű, és sokszor változó! (űr-vlbi, , D. Murphy) csak egy elrettentő (űr-vlbi, példa, , nem ICRF D. forrás! Murphy) csak egy példa, nem ICRF-forrás! További problémák: Légköri (troposzférikus) hullámterjedési modellek A referenciaforrások egyenetlen eloszlása az éggömbön A GNSS-hez képest költséges ezért nem elég sűrűn telepített földi infrastruktúra A mérési eredmények egyelőre viszonylag lassú elérhetősége Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 10

11 Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 11

12 relativisztikus plazmanyaláb (jet) központi fekete lyuk (~ M Nap ) anyagbefogási korong Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 12

13 Jellegzetes mag-jet struktúrák (MOJAVE felmérés, 15 GHz, VLBA) Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 13

14 Az ICRF újradefiniálása 2009-ben megtörént (IERS / IVS / IAU munkacsoport) ICRF2 Fey et al. 2009, IERS Techn. Note 35 Végső cél: a VLBI2010 program igényeinek kielégítése (mm-es pontosság elérése a helyzetmeghatározásban) Módszer: olyan referencia-források kiválogatása, amelyeknek a legstabilabb a pozíciója, a legkompaktabb a rádiószerkezete (vagyis feltehetően a legkevesebb gondot okozzák) Megoldandó: elég fényesek legyenek, elég sűrűn és egyenletesen fedjék le az égboltot Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 14

15 ICRF2 dióhéjban 295 definiáló objektum (138 közös az ICRF1-gyel) rendszeresen megfigyelt forrásból álló lista összesen 3414 kompakt extragalaktikus rádióforrás a rendszer pontossága kb. 40 µas (~hatszoros javulás) a tengelyek stabilitása ~10 µas (~kétszeres javulás) a jelentős látszó sajátmozgást mutató, illetve a túl komplex rádiószerkezetet mutató objektumokat kidobták, nem használták a definícióhoz Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 15

16 Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 16

17 Van-e köze a pozíció stabilitásának a nagyfelbontású rádiószerkezethez? Joggal (?) feltételezhetjük, hogy igen Ezt a kérdést eddig még inkább csak egy-egy konkrét kvazár esetén vizsgálták, nagyobb mintán, statisztikai megközelítéssel nem A mi módszerünk: hasonlítsuk össze a rádió jet szerkezetére jellemző irányt és a koordináta-változások irányát (ez utóbbira lineáris illesztést alkalmazva) Található-e valamiféle korreláció a két irány között? Minta: Piner et al. 2007, AJ 133, 2357 (ICRF források VLBI rádiószekezetének modellezése) Lambert et al. Párizsi Obszervatórium (VLBI koordináta-idősorok) [ugyanazok az adatok, amiket a szekuláris aberráció változásának kimutatására használtak] Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 17

18 A Cikk Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 18

19 A feldolgozott VLBI térképek által lefedett időszak (Piner et al. 2007) Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 19

20 Egy másik, extrém példa: OJ º 13º Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 20

21 kettős fekete lyuk rádiójet precesszió még így is egészen jó, hogy csupán 4-5 év adatait használjuk a jet irányának becsléséhez Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 21

22 Lee et al. 2008, AJ 136, 159 mm-vlbi térkép (86 GHz) épp 10-szer jobb felbontás (csak sajnos nem a jó irányban) valójában az ~1-10 mas szögskálán látható szerkezet irányát hasonlítjuk össze a ~0,01-0,1 mas/év sajátmozgás irányával a jet látszólagos iránya nem feltétlenül lineáris Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 22

23 Irányszögek eltérése a teljes mintában 62 olyan AGN, amelyre VLBI jet modellek és szignifikáns sajátmozgásadatok egyaránt elérhetők A jet irányának és a sajátmozgás irányának eltérési szöge (modulo 90º) a minta (62 objektum) szimuláció (1000 hasonló, véletlenszerű minta átlaga) Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 23

24 Összefoglalás A rádió-interferométeres (VLBI) módszerrel fenntartott égi vonatkoztatási rendszer (ICRF) jelenleg a legpontosabb ugyan, de lehet (kell) még javítani rajta (ld. Gaia) A referenciának használt objektumoknak látszó sajátmozgásuk van (jellemzően ~10 µas/év nagyságrendben) A sajátmozgások ma már jól mérhetők (lassan a nem lineáris effektusokat is lehet vizsgálni); még a szekuláris aberráció változásának kimutatására is alkalmasak az adatsorok! A legkevésbé jól modellezhető hibaforrás a referenciaként használt kvazárok nagyfelbontású rádiószerkezete, illetve annak időbeli változása Egy nagyobb (62 elemű) minta alapján a pozíciós változások iránya általában összhangban van a mas-skálájú rádiószerkezetre jellemző iránnyal, de vannak kivételek Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok? 24 / 24