Анимация движения телескопа 2

 

(Павильон-ангар частично виден слева от телескопа, (в центре)

The facility at dawn. The enclosure, partially visible on the left, has been retracted. The mirror covers, stacked on top of each other, are visible to the right of the enclosure.)

 

Since the end of 2005 ESO has been working together with its user community of European astronomers and astrophysicists to define the new giant telescope needed by the middle of the next decade. More than 100 astronomers from all European countries have been involved throughout 2006, helping the ESO Project Offices to produce a novel concept, in which performance, cost, schedule and risk were carefully evaluated (см. телескоп E-ELT).

1.5 Эволюция точности определения координат небесных обьектов

(полученных наземными средствами, включая большие телескопы)

 

Развитие астрометрии существенно зависит от возможности техники - изменение точности определения координат небесных объектов особенно за последние несколько столетий это наглядно иллюстрирует (см. рис.1.15) Развитие современной техники, в частности, космической, позволило реализовать в 1989-93 гг проект HIPPARCOS. Результаты наблюдений этого КА повысили точность определения координат и других астрометрических параметров (собственных движений, параллакса) примерно в 100 раз по сравнению с традиционными наземными наблюдениями. Это стало причиной коренных изменений и прогресса, как в традиционной позиционной астрономии, так и вообще в астрономии по множеству направлений исследований. В частности, можно говорить о смене эпох развития позиционной астрономии: эпоха наземной меридианной астрометрии заменяется эпохой космической астрометрии.

Первым каталогом, имеющим научную ценность (точность, около 30' в положениях звезд) считается каталог Гиппарха (100 лет до н.э.). С его помощью была открыта прецессия. Позже Птолемей (90--160г. н.э.), используя вавилонские наблюдения с 8 века до н.э. по 141 г. н.э., а также наблюдения Гиппарха и свои с армиллярной сферой вывел первый сводный каталог Альмагест, содержащий 1028 звезд и имеющий точность около 15'. В средние века с квадрантами и диоптрами была получена точность порядка 1-2 угловых минут. Был достигнут уровень разрешения невооруженного глаза (каталоги положений звезд Улугбека (15 в.), Тихо Браге (16 в.), Гевелия(17в.).

Увеличение точности примерно в 100 раз (до 1"-2") произошло после создания Галилеем в 1612 году телескопа, а датским астрономом Ремером в 1689 году прототипа пассажного инструмента, позже (Дж. Брадлей, Т.Майер) и меридианного телескопа (MT) - меридианного круга. Было изобретено также П.Вернье устройство для точного отсчета круга (верньер), а Гюйгенсом - маятниковые часы. В результате перехода от наблюдений с диоптрами к наблюдениям с MT лучшие каталоги Флемстида и Брадлея имели точность 1".

В 18-19 вв. в астрометрии использовались результаты технической революции - электричество, радио, спектральный анализ; был создан контактный регистрирующий микрометр, пишущий хронограф, высокоточные часы; Т.Майером и Ф.Бесселем разработана теория ошибок меридианного телескопа. Лучшие визуальные MT того времени показывали точность 0."2-0."4.

В результате последующих усовершенствований в XX веке (фотоэлектрический и ПЗС методы регистрации звезд, кварцевый и атомный стандарты времени и частоты, новые материалы - ситалл, титан, металлокерамика и др.; ЭВМ и полная автоматизация наблюдений, телескопы новых конструкций и др.) точность наземных наблюдений подошла вплотную к рефракционному пределу. Точность лучших современных, автоматических MT достигла уровня 0."05 и выше, при этом возможное количество объектов наблюдений достигает сотен тысяч в год, а предельная яркость до 17-18 звездной величины.

 

 

Рис.1.15 Улучшение точности позиционных измерений за 2000 лет

(точность: до ±30'; -±1-2' Галилей; ±1-2" ±0."01; ±0."001; ±0."000001)

 

Дальнейшие перспективы повышения точности наземными инструментами связаны с применением новых методов и приборов оптической и радиоинтерферометрии, а также космических средств с орбитального космического аппарата или Луны. Ожидаемый уровень точности в этом случае: от угловой миллисекунды до нескольких микросекунд (Табл.1.4).

 

Табл.1.4. Точность наземных телескопов и интерферометров

Телескопы и интерферометры	Точность наблюден	Количество небесных объектов	Предел. яркость (mag)	Эпоха наблюдений
Лучшие виз.каталоги	2' (RA и D)	1 534 звезд		1661-1701 гг.
Первые каталоги с MT	2."2; 1."3		6-7	серед. XVIIIв.
Лучшие визуальные MT	0."21;0."38	Тысячи/год		середина XX в.
ПЗС автоматич. МТ	0."01-0."05	Сотни тыс.и млн./год	17-18	1990гг.
Большие телескопы и оптические интерферометры:
наземные	до 1- 20 mas	60-500 млн.		2000-2008гг.
космические	до 0.1-0.01mas	до 1.5 млрд	20-21	2012-2016гг.

Табл.1.5 Современные каталоги (+перспектива)

 

Название Каталога	Количес- тво обьектов	Средняя эпоха наблю-дений	Предел. звездная величина	Точность(mas) положений a,d,	Плотность обьектов N/[1^0]	Разное
Каталог Гиппарх(HC)	118тыс. звезд	1991.25		0.77; 0.64	2-3	Hipparcos, 5 парам.
Tycho-2	2,5mln	^1991.75		10 до10^m 20 до12^m 70 cвыше12^m		ИСЗ + наземные наблюд.
GAIA	26–1300 mln	2012-15	15-20	0.010-0.200	600-30 тыс.	GAIA (проект), 5парам.
UCAC3	90 mln	^2003.0		20 до 10-14^m 70 до 16^m	1500	2008,4 пар. фотометр.
2MASS	471mln,	^»^1999.0	до 19	65-100	12000	J,H,K, 1.2-2.2mkm2п.
USNО B1.0	1042 mln обзор неба	^»^1975.0	до 21	100-200 mas/ астрометрия, 0.^m3/фотомет	24000	4 пара- метра

 

В табл.1.5 представлены полученные в последние годы астрометрические каталоги с уникальной точностью и обширным наполнением небесных обьектов. Ведущие астрометристы (Э. Хег, N. Zacharias, R. Gaume и др. рекомендуют три лучших из них для высокоточных астрометрических исследований: Hipparcos, TYCHO-2, UCAC3; 2 каталога считаются обзорными: 2MASS и USNO B1.0, причем общее количество информации в обзорах оценивается величиной порядка десяти терабайт (10¹² байт).

С наступлением «эпохи GAIA» ожидается резкое повышение точности астрометрических (позиционных) параметров (координаты (a,d), собственные движения µ и параллакс p) на 1-2 порядка. Миллиардный размер каталога небесных обьектов (»1% от количества звезд в Нашей галактике) позволит построить ее трехмерную модель.

Отметим, что выполненная оценка количества обьектов Вселенной, доступными наблюдательными средствами имеет величину ~ 70 секстиллионов (70х1021); - это не более 2% регистрируемой массы Вселенной.

Карта Млечного пути (Нашей Галактики),

цифровой атлас – 4 млн изображений звезд;

(2MASS - Two Micron All Sky Survey –

0.5 млрд звезд и галактик, до 19m, 2003)