Positionsastrometrie und Referenzsysteme

Die Positionsastrometrie misst die Winkelkoordinaten von Objekten am Himmel und verknüpft sie mit einem definierten Himmelsreferenzsystem, das durch eine Reihe von Referenzquellen realisiert wird.

Definition

Positionsastrometrie ist die Bestimmung der Winkelkoordinaten eines Objekts innerhalb eines Himmelsreferenzsystems nach Korrektur instrumenteller, atmosphärischer und relativistischer Effekte, die die scheinbare Position verschieben.

Scope

Dieses Thema behandelt die Messung von Himmelspositionen und die Realisierung von Referenzsystemen, in denen diese ausgedrückt werden. Es umfasst Koordinatensysteme und deren Präzession und Nutation, die Rolle von Fundamentalkatalogen, die Plattenlösung, die Detektorpixel auf Himmelskoordinaten abbildet, und die Modellierung systematischer Effekte wie atmosphärische Refraktion und Aberration des Lichts.

Core questions

• Wie wird ein Himmelsreferenzsystem definiert und physikalisch realisiert?
• Wie werden Detektorkoordinaten durch Plattenlösung in Himmelskoordinaten umgewandelt?
• Welche systematischen Effekte verschieben scheinbare Positionen und wie werden sie modelliert?
• Wie werden Referenzkataloge im Laufe der Zeit gepflegt und verbessert?

Key theories

International Celestial Reference Frame

Das fundamentale Referenzsystem wird durch die präzise gemessenen Positionen entfernter Radio-Quasare realisiert, die ein quasi-inertiales, nicht rotierendes Gitter für alle astrometrischen Messungen definieren.

Astrometrische Reduktionen

Scheinbare Positionen werden für Präzession, Nutation, Aberration, Refraktion und instrumentelle Verzerrung korrigiert, um die wahren Koordinaten im Referenzsystem wiederherzustellen.

Clinical relevance

Genaue Referenzsysteme und Positionen ermöglichen die Kreuzidentifikation von Quellen über verschiedene Himmelsdurchmusterungen und Wellenlängen hinweg, eine präzise Teleskopausrichtung, die Verknüpfung optischer und Radio-Referenzsysteme sowie Zeit- und Navigationssysteme, die auf Himmelskoordinaten basieren.

History

Fundamentalkataloge, die auf Meridiankreisbeobachtungen basierten, definierten über Jahrhunderte optische Referenzsysteme; die Very Long Baseline Interferometry von Quasaren etablierte später das International Celestial Reference Frame, an das optische Referenzsysteme von Hipparcos und Gaia ausgerichtet sind.

Seminal works

• ma1998
• kovalevskySeidelmann2004
• chromey2016

Frequently asked questions

Was ist Plattenlösung?

Die Plattenlösung identifiziert Sterne in einem Bild, indem sie diese mit einem Referenzkatalog abgleicht, und leitet die Transformation von Pixelpositionen zu Himmelskoordinaten ab, wodurch das Bild astrometrisch kalibriert wird.

Warum benötigen Koordinatensysteme Präzessions- und Nutationskorrekturen?

Die Rotationsachse der Erde präzediert und taumelt langsam, sodass sich das äquatoriale Koordinatengitter im Laufe der Zeit verschiebt; Korrekturen berücksichtigen dies, um Positionen auf eine konsistente Epoche zu beziehen.