HIPPARCOS (HIgh Precision PARallax COllec7ng Satellite)



Hasonló dokumentumok
Gaia a következő évtized nagy űrcsillagászati projektje

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

ŰRCSILLAGÁSZAT ŰRASZTROMETRIA. MSc kurzus Szegedi Tudományegyetem

Spektrográf elvi felépítése. B: maszk. A: távcső. Ø maszk. Rés Itt lencse, de általában komplex tükörrendszer

AZ UNIVERZUM FELTÉRKÉPEZÉSE A SLOAN DIGITÁLIS

Csillagok parallaxisa

Csillagászati észlelés gyakorlat I. 2. óra: Távolságmérés

Galaxisfelmérések: az Univerzum térképei. Bevezetés a csillagászatba május 12.

Csillagászati megfigyelések

Pulzáló változócsillagok és megfigyelésük I.

Mérések a piszkés tetői kis és közepes felbontású spektrográffal

Csillagászati földrajz december 13. Kitekintés a Naprendszerből

BevCsil1 (Petrovay) A Föld alakja. Égbolt elfordul világtengely.

TRIGONOMETRIKUS PARALLAXIS. Közeli objektum, hosszú bázisvonal nagyobb elmozdulás.

Fekete lyukak, gravitációs hullámok és az Einstein-teleszkóp

A változócsillagok. A pulzáló változók.

Az ős-naprendszer nyomában Korongok fiatal csillagok körül

A csillagképek története és látnivalói február 14. Bevezetés: Az alapvető égi mozgások

Az Univerzum szerkezete

Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék március 3.

Röntgen-gamma spektrometria

Optikai/infravörös interferometria Magyarországon!?

Bevezetés a csillagászatba II.

A világegyetem szerkezete és fejlődése. Összeállította: Kiss László

Összeállította: Juhász Tibor 1

Földünk a világegyetemben

Űrtávcsövek. Molnár László MTA CSFK CSI

A csillag- és bolygórendszerek.

Abszorpciós spektroszkópia

Kettőscsillagok vizuális észlelése. Hannák Judit

Naprendszer mozgásai

Trócsányi Zoltán. Kozmológia alapfokon

Hogyan lehet meghatározni az égitestek távolságát?

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Pósfay Péter. ELTE, Wigner FK Témavezetők: Jakovác Antal, Barnaföldi Gergely G.

International GTE Conference MANUFACTURING November, 2012 Budapest, Hungary. Ákos György*, Bogár István**, Bánki Zsolt*, Báthor Miklós*,

MATROSHKA kísérletek a Nemzetközi Űrállomáson. Kató Zoltán, Pálfalvi József

A Föld helye a Világegyetemben. A Naprendszer

Égboltfelmérési módszerek szerepe a Naprendszer vizsgálatában

JUICE: navigáció a Jupiternél, rádiótávcsövekkel

Herceg Esterházy Miklós Szakképző Iskola Speciális Szakiskola és Kollégium TANMENET. Természetismeret. tantárgyból

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Hogyan mozognak a legjobb égi referenciapontok?

Nemzetközi Csillagászati és Asztrofizikai Diákolimpia Szakkör Távcsövek és kozmológia Megoldások

Nemzetközi Csillagászati és Asztrofizikai Diákolimpia Szakkör Asztrofizika II. és Műszerismeret Megoldások

Fiatal csillagok térben és időben Doktori értekezés tézisei Szegedi-Elek Elza

2011 Fizikai Nobel-díj

A légköri sugárzás. Sugárzási törvények, légköri veszteségek, energiaháztartás

Dr. Berta Miklós. Széchenyi István Egyetem. Dr. Berta Miklós: Gravitációs hullámok / 12

Csillagászati Észlelési Gyakorlat 1. Császár Anna február. 22.

Színképelemzés. Romsics Imre április 11.

XXXVIII. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam Hajdúszoboszló, április 24.

Csillagászati Észlelési Gyakorlat 1. Császár Anna szeptember. 11.

ŰRCSILLAGÁSZAT VÁLTOZÓCSILLAGOK A HST SZEMÉVEL. MSc kurzus Szegedi Tudományegyetem

Az éter (Aetherorether) A Michelson-Morley-kísérlet

Gamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére

SZEGEDI TUDOMÁNYEGYETEM Természettudományi és Informatikai Kar Kísérleti Fizikai Tanszék. Doktori/Ph.D. értekezés tézisfüzet

Automatikus irányzás digitális képek. feldolgozásával TURÁK BENCE DR. ÉGETŐ CSABA

PÁPICS PÉTER ISTVÁN CSILLAGÁSZATI SPEKTROSZKÓPIA HF FELADAT: egy tetszőleges nyers csillagspektrum választása, ábrakészítés IDL-ben (leírása az

Kozmikus geodézia MSc

Abszolút és relatív aktivitás mérése

Fedési kett scsillagok fénygörbéinek el állítása

TÖBB, MINT ÉGEN A CSILLAG 1. RÉSZ Exobolygók felfedezése

Hlinka József. Hlinka József,

Antipin mérések III szeptember 2005 december. Kapcsolódó eredmények a Blazhko csillagok általános tulajdonságainak vizsgálatában

ÉRZÉKELŐK ÉS BEAVATKOZÓK I. 3. MÉRÉSFELDOLGOZÁS

JASCO FTIR KIEGÉSZÍTŐK - NE CSAK MÉRJ, LÁSS IS!

Gravitációelméletek tesztelése gömbhalmazokkal

Csillagfejlődés és változócsillagok

Milyen színűek a csillagok?

Abszorpciós fotometria

AZ ESA INFRAVÖRÖS CSILLAGÁSZATI KÜLDETÉSEI ÉS A MAGYAR RÉSZVÉTEL

A csillagok fénye 1. Az atomoktól a csillagokig. Dávid Gyula Az atomoktól a csillagokig dgy

Tudáshálózatok kialakulása és regionális fejlődés egy integrált modell alkalmazásának tapasztalatai a magyar régiók esetében Sebestyén Tamás,

A 35 éves Voyager őrszondák a napszél és a csillagközi szél határán

Múltunk és jövőnk a Naprendszerben

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK és MEGFIGYELÉSEK

A fémtartalom szerepe a csillagpulzációban

Űrtávcsövek. Molnár László MTA CSFK

Gamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére

SZAKDOLGOZAT Az extragalaktikus távolságlétra Takáts Katalin

Mozgásmodellezés. Lukovszki Csaba. Navigációs és helyalapú szolgáltatások és alkalmazások (VITMMA07)

Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 12. mérés: Infravörös spektroszkópia május 6.

A világtörvény keresése

Különleges csillagok spektrumvonalainak azonosítása

Kozmológiai n-test-szimulációk

Modern Fizika Labor. 12. Infravörös spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: okt. 04. A mérés száma és címe: Értékelés:

A FÖLD KÖRNYEZETE ÉS A NAPRENDSZER

Transzformátor rezgés mérés. A BME Villamos Energetika Tanszéken

Zárójelentés. Észlelési eredmények. Új változók:

Földünk a világegyetemben

SŰRŰSÉG 1,27 g/cm 3 TÁVOLSÁG A NAPTÓL 2876 millió km KERINGÉS HOSSZA 84 év ÁTLAGHŐMÉRSÉKLET 76 K = 197 C

Kettőscsillagok. Molnár László

UAV FEJLESZTÉSEK ÉS KUTATÁS AZ MTA SZTAKI-BAN

Nanokeménység mérések

Konkoly Thege Miklós a csillagász és az asztrofizika forradalma. Balázs Lajos MTA CSFK KTM CSI, ELTE TTK

Távérzékelés, a jöv ígéretes eszköze

Miről lesz szó? Videó tartalom elemzés (VCA) leegyszerűsített működése Kültéri védelem Közúthálózat megfigyelés Emberszámlálás

Abszorpciós fotometria

2. előadás. égitestek mozgása csillagkatalógusok méréskori látszó hely számítása

Átírás:

HIPPARCOS (HIgh Precision PARallax COllec7ng Satellite) ESA, 1989-1993 Első űrbéli asztrometriai műhold 120,000 csillag, 1 mas pontosság Magnitúdólimit M V =12.5 10% pontosság parallaxisban >10 mas, távolságban <100 pc 10% hibával 5% pontosság, <200pc 20% hibával 1 kpc határig van Leeuwen (2007!): második adatredukálás h^p://www.rssd.esa.int/index.php?project=hipparcos 1

3

A Hipparcos nagyon fontos eredményekre vezete^, de a pontosság igénye megnő^ - - Gaia

A Gaia-projekt Klagyivik Péter MTA KTM CsKI

Gaia: tervezési szempontok Asztrometria (V < 20): 20 magnitúdóig teljes (fedélzeti detektálás) 10 9 csillag pontosság: 10 25 milliomod ívmásodperc 15 magnitúdónál (Hipparcos: 1 ezred ívmásodperc 9 magnitúdónál) szkennelés, két eltérő irányban (a globális pontosságért az észlelési idő optimális kihasználásával) globális asztrometriai redukálás (mint a Hipparcos esetében) Fotometria (V < 20): asztrofizikai diagnosztika (alacsony diszperziós színképből) + szín ΔT eff ~ 200 K, log g, [Fe/H] 0,2 dex, extinkció Radiális sebesség (V < 16 17): alkalmazása: térbeli mozgás harmadik komponense dinamika, populációs vizsgálatok, kettőscsillagok színkép: kémiai összetétel, rotáció mérési elv: rés nélküli spektroszkópia a Ca triplet körül (847 874 nm) 7

A szonda kizárólag ESA-misszió indítás: 2012 tavasza 5 év működés (esetleg 1 év hosszabbítás) hordozórakéta: Szojuz Fregat pálya: Lissajous-pálya az L2 pont körül földi állomás: Cebreros és New Norcia adattovábbítás: 4 8 Mbps tömeg: 2120 kg (hasznos 743 kg) teljesítmény: 1631 W (hasznos 815 W) EADS-Astrium alapján 8

A távcső és a műszerek két SiC főtükör 106,5 -ra 1,45 0,50 m 2 forgástengely (6 h) alapszögellenőrző rendszer SiC toroidális szerkezet (optikai pad) a két látómező egyesítése (FoV) kombinált fókuszsík (CCD-k) EADS-Astrium alapján 9

Az elkészült tórusz 10

fókuszsík Alex Short alapján 104,26cm 42,35cm Wave Front Sensor Basic Angle Monitor Wave Front Sensor Ké k fot o mé ter C C D- i Vö rö s fot o mé ter C C D- i Radiálissebességspektrométer CCD-i Basic Angle Monitor csillagtérképező CCD-i teljes látómező: - aktív terület: 0,75 négyzetfok - CCD-k: 14 + 62 + 14 + 12-4500 x 1966 pixel (TDI) - pixelméret = 10 µm x 30 µm = 59 mas x 177 mas asztrometriai mező CCD-i csillagok mozgása 10 s alatt csillagtérképező: fotometria: - mindent detektál 20 m -ig - spektrofotométer - kozmikus sugárzást kihagyja- kék és vörös CCD-k asztrometria: spektroszkópia: - detektálási zaj: ~6 e - - nagy felbontású színképek - vörös CCD-k 11

Az égbolt szkennelésének elve 45 o forgástengely: 45 o a Naphoz; haladás: 60 ívmásodperc s -1 ; forgási periódus: 6 óra Forrás: Karen O Flaherty 12

A szkennelés eredménye 13

A radiális sebesség mérése látómező RVS spektrográf CCD-detektorok F3 óriás RVS spektrumai (V=16 m ) S/N = 7 (egyetlen mérés) S/N = 130 (a misszióra összegezve) David Katz alapján 14

Az adatok redukálásának elve 1. Objektumok megfeleltetése a különböző fökörök mentén 2. Helyzet és kalibrálás frissítése 3. Objektumok pozíciójára stb. megoldás 4. Magasabb rendű tagok 5. Újabb főkörök adatai 6. A rendszer iterálása Michael Perryman alapján 15

Az adatok redukálásának elve Michael Perryman alapján legnagyobb pontosság a szkennelési irány mentén 1. Objektumok megfeleltetése a különböző fökörök mentén 2. Helyzet és kalibrálás frissítése 3. Objektumok pozíciójára stb. megoldás 4. Magasabb rendű tagok 5. Újabb főkörök adatai 6. A rendszer iterálása 15

Az adatok redukálásának elve sáv szélessége: 0,7 Michael Perryman alapján legnagyobb pontosság a szkennelési irány mentén 1. Objektumok megfeleltetése a különböző fökörök mentén 2. Helyzet és kalibrálás frissítése 3. Objektumok pozíciójára stb. megoldás 4. Magasabb rendű tagok 5. Újabb főkörök adatai 6. A rendszer iterálása 15

Az adatok redukálásának elve sáv szélessége: 0,7 Michael Perryman alapján legnagyobb pontosság a szkennelési irány mentén 1. Objektumok megfeleltetése a különböző fökörök mentén 2. Helyzet és kalibrálás frissítése 3. Objektumok pozíciójára stb. megoldás 4. Magasabb rendű tagok 5. Újabb főkörök adatai 6. A rendszer iterálása 15

Gaia: teljes, pontos, mély A pontosság 2 nagyságrendet javul, az érzékenység 4 nagyságrenddel jobb, a vizsgált csillagok száma 4 nagyságrenddel több. A műszer tökéletesebb: nagyobb főtükör: 0,3 0,3 m 2 1,45 0,50 m 2, σ D -3/2 Jobb detektor (CCD): kvantumhatásfok, sávok. A mérések alapelve azonos: két látóirány egyesítése (abszolút parallaxis) Az égbolt szkennelése 5 éven át parallaxisok és sajátmozgások. 16

Gaia az asztrofizika számára A luminozitás átfogó kalibrálása, egyebek között: 1% pontos távolságok ~10 millió csillagra 2,5 kpc-en belül 10% pontos távolságok ~100 millió csillagra 25 kpc-en belül Számos ritka típusú, ill. gyors fejlődési fázisban levő csillag Minden távolságindikátor parallaxisának kalibrálása: pl. cefeidák, RR Lyrae típusú csillagok a Magellán-felhőkben is Csillagok fizikai jellemzői, egyebek között: pontos Hertzsprung Russell-diagram az egész Tejútrendszerre a Naphoz közeli csillagok tömegfüggvénye és luminozitási függvénye, pl. fehér törpék (~200000), barna törpék (~50000) csillagkeletkezési régiók tömeg- és luminozitási függvénye fősorozat előtti csillagok luminozitási függvénye minden színképtípus és csillagpopuláció detektálása és korának meghatározása minden színképtípusú csillag változásának detektálása és jellemzése 17

1 milliárd csillag 3 dimenziós vizsgálata a Tejútrendszerre vonatkozóan minden csillagpopuláció távolsága és sebességeloszlása a korong és a haló térbeli és dinamikai szerkezete keletkezésének története a galaktikus sötét anyag eloszlásának részletes feltérképezése a csillagszerkezetre és -fejlődésre vonatkozó elméletek szelektálása megfigyelési alapon extraszoláris bolygók teljes égfelmérés alapján (~15000) a Naprendszer kis égitestjeinek felfedezése teljes égfelméréssel (~250000) és azon túl megbízható távolságstandardok a két Magellán-felhőben is gyors riasztás tranziens források (SN, egyéb kitörések) esetén (~20000) QSO-k detektálása, vöröseltolódása, mikrolencse-szerkezete (~500000) fundamentális mennyiségek példátlan pontossággal 18

Exobolygók várható felfedezése Asztrometriai felmérés: több százezer FGK csillag monitorozása ~200 pc-ig detektálási határ: ~1M J és P < 10 év minden csillagtípusnál várható felfedezések, torzítatlan minta, P = 2 9 év bolygótömeg az eddigi alsó határ helyett (m sin i) többszörös rendszerek kimérése, relatív inklinációkkal Várható eredmények: ~8000 exobolygó (egyetlen bolygó a csillaga körül) ~1000 bolygórendszer (több bolygó a csillaga körül) pályameghatározás ~4000 rendszerre bolygótömegek 10 M Föld -ig 10 pc-en belül Fotometriai tranzit: ~5000 19

Kisbolygók stb.: minden mozgó objektum detektálása (20 magnitúdóig) homogén módon ~250000 objektum észlelése, főként főövbeli kisbolygók pályák: 30-szor pontosabb a jelenleginél, még az egy évszázada ismert objektumok esetében is forgástengely iránya, forgási periódus, alak meghatározása a többségre taxonómia/ásványi összetétel a heliocentrikus távolság függvényében átmérő ~1000-re 20% pontosan, tömeg ~150-re 10% pontosan a Mars, Föld és Vénusz trójai kísérői Kuiper-objektumok: ~50 darab 20 magnitúdóig (kettősség, plutínók) kentaurok: ~50 objektum Föld-közeli objektumok: A Naprendszer vizsgálata Amor, Apollo és Aten típusúak (2591, 3097, 512 ismert most) ~1600 Föld-pályát keresztező >1 km esetén (1055 ismert most) detektálási határ: 260 590 m 1 CsE esetén, az albedótól függően 20

Tudományos szervezeti felépítés Gaia Science Team (GST): 7 tag + ESA Project Scientist + DPAC Executive Chair Tudományos közösség: a Data Processing and Analysis Consortium (DPAC) keretében ~400 kutató 20 országból valamilyen aktivitási szinten magyar részvétel: KOGT (ESA PECS No.98090) Kutatói aktivitás: rendszeres kutatócsoport- és DPAC megbeszélések tudományos jelentések gyarapodó archívuma szimulációk, algoritmusok, pontosság becslése stb. Adathozzáférési politika: végső katalógus: ~2020 21 közbülső katalógusok a lehetőség szerint tudományos riasztás esetén azonnali adathozzáférés nincs előjog az adatokhoz 21

Koordinációs egységek CU1: System Architecture CU2: Data Simulation CU3: Core Processing CU4: Object Processing CU5: Photometric Processing CU6: Spectroscopic Processing CU7: Variability Processing magyar részvétel (KOGT) CU8: Astrophysical Parameters CU9: Catalogue Access később hívják életre 22

Időrend 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2005 2010 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 Javaslat Definálás 2004 2003 2002 2001 Technológiai tanulmány Küldetés jóváhagyása Újabb megvalósíthatósági tanulmány B1 fázis 2009 2008 2007 2006 2014 2013 2012 2011 Fővállalkozó (EADS Astrium) kiválasztása Megvalósítás Működés B2 fázis C/D fázis Felbocsátás: 2012 tavasz Tudományos mérések Adatfeldolgozás Tanulmányok Szoftverfejlesztés Adatfeldolgozás A küldetés végeredményei Közbülső Végleges Michael Perryman és François Mignard alapján Most 23

Tudományos célok összefoglalása 24