משתמש:Jacobs/ארגז חול2


שגיאות פרמטריות בתבנית:רכב חלל

פרמטרים ריקים [ מיקום ] לא מופיעים בהגדרת התבנית

פרמטרים [ אורך חיים, מספר זיהוי, סוג המשימה, כתובית ] לא מופיעים בהגדרת התבנית

פרמטרים ריקים [ 1 ] לא מופיעים בהגדרת התבנית

היפרכוס
מידע כללי
סוכנות חלל אס"א
תאריך שיגור 8 באוגוסט, 1989
משגר אריאן 4
http://www.rssd.esa.int/hipparcos
משימה
לוויין של כדור הארץ
מסלול מסלול מעבר גאוסטציונרי
אפואפסיד 35,888 ק"מ
פריאפסיד 507 ק"מ
זמן הקפה 10 שעות ו-40 דקות
מידע טכני
משקל בשיגור 1140 ק"ג

היפרכוס (ראשי תיבות של High Precision Parallax Collecting Satellite - לוין למדידת פרלקסה בדיוק גבוה באנגלית) היה משימה מדעית של סוכנות החלל האירופאית (אס"א), אשר שוגרה בשנת 1989 ופעלה עד שנת 1993. היה זה ניסוי החלל הראשון אשר הוקדש לאסטרומטריה - מדידה מדויקת של מיקום כוכבים, מרחקם מאיתנו, פרלקסות ותנועה עצמית. קטלוג היפרכוס, קטלוג בעל דיוק גבוה של יותר מ-100,000 כוכבים, פורסם בשנת 1997. קטלוג טיכו, בעל דיוק נמוך יותר, של יותר ממיליון כוכבים, פורסם בערך באותו זמן, בעוד שקטלוג טיכו 2 המשופר, של 2.5 מיליון כוכבים, פורסם בשנת 2000.

רקע עריכה

עד המחצית השניה של המאה ה-20, מדידה מדויקת של מיקומי כוכבים מהקרקע החלה להתקל בבעיות לא-עבירות בניסיון לשפר את הדיוק, במיוחד עבור מדידות בזוויות גדולות ותיקונים שיטתיים. המכשול הדומיננטי היו הפרעות של האטמוספירה, אך נוספו אליהן גם היעדר ראות של כל השמים, כמו גם תיקונים אופטיים מסדרים גבוהים ועיוותים פיזיים של טלסקופים קרקעיים. הצעה לבצע תצפיות מהחלל הועלתה כבר בשנת 1967. [1]

למרות שהמשימה הוצעה במקור על ידי סוכנות החלל הצרפתית (CNES), היא נחשבה למורכבת ויקרה מדי עבור מדינה יחידה. קבלתה כחלק מהתוכנית המדעית של אס"א בשנת 1980 הייתה תוצאה של תהליך מחקר ולובי ארוך. המוטיבציה המדעית הסמויה (underlying) הייתה לקבוע את תכונותיהם הפיזיות של הכוכבים באמצעות מדידת תנועתם ומרחקיהם, וכך לתת בסיס אמפירי חזק יותר למחקרים תאורטיים של מבנה ואבולוציה של כוכבים, וכן מחקרים שחל מבנה וקינמטיקה של שביל החלב. מבחינה תצפיתית, המטרה הייתה לספק מיקומים, פרלקסות ותנועה עצמית שנתית עבור כ-100,000 כוכבים עם דיוק חסר תקדים של 0.002 שניות קשת, מטרה שבפועל הושגה ואף שופרה בפקטור 2. השם שניתן למשימה היה ראשי תיבות וכן שיקף את את שמו של האסטרונום היווני היפרכוס.

לוין ומטעד עריכה

הלוין נשא טלסקופ שמידט יחיד all-reflective eccentric, בעל מתח של 29 ס"מ. מראה ייחודית לשילוב קרניים חיברה שני שדות ראיה, במרחק של 58 מעלות אחד מהשני, על מישור מוקד משותף. מראה מורכבת זו הורכבה משתי מראות מוטות בכיוונים שונים, כאשר כל אחת תופסת מחצית מעישון הכניסה המלבני, שמספקת דה ראיה חד בגודל 1°×1°. הטלסקופ השתמש במערכת רשתות, במישור המוקד, המורכבת מ-2688 רצועות שקופות ואטומות לסירוגין, עם מחזור של 1.208 שניות קשת (8.2 מיקרומטר). מאחורי מערכת רשת זו, שפופרת פיצול תמונה (גלאי מסוג פוטו מולטיפלייר) עם שדה רגיש בקוטר של כ-38 שניות קשת הפך את האור המאופנן לרצף של ספירת פוטונים

grids, at the focal surface, composed of 2688 alternate opaque and transparent bands, with a period of 1.208 arc-sec (8.2 micrometre). Behind this grid system, an image dissector tube (photomultiplier type detector) with a sensitive field of view of about 38 arc-sec diameter converted the modulated light into a sequence of photon counts (with a sampling frequency of 1200 Hz) from which the phase of the entire pulse train from a star could be derived. The apparent angle between two stars in the combined fields of view, modulo the grid period, was obtained from the phase difference of the two star pulse trains. Originally targeting the observation of some 100,000 stars with an astrometric accuracy of about 0.002 arc-sec, the final Hipparcos Catalogue comprised nearly 120,000 stars with a median accuracy of slightly better than 0.001 arc-sec (1 milliarc-sec).

 
Optical micrograph of part of the main modulating grid (top) and the star mapper grid (bottom) The period of the main grid is 8.2 micrometre.

An additional photomultiplier system viewed a beam splitter in the optical path and was used as a star mapper – to monitor and determine the satellite attitude, and in the process to gather photometric and astrometric data of all stars down to about 11th magnitude. These measurements were made in two broad bands approximately corresponding to B and V in the (Johnson) UBV photometric system. The positions of these latter stars were to be determined to a precision of 0.03 arcssec, which is a factor of 25 less than the main mission stars. Originally targeting the observation of around 400,000 stars, the resulting Tycho Catalogue comprised just over 1 million stars, with a subsequent analysis extending this to the Tycho-2 Catalogue of about 2.5 million stars.

The attitude of the spacecraft about its center of gravity was controlled to scan the celestial sphere in a regular precessional motion maintaining a constant inclination between the spin axis and the sun direction. The spacecraft spun around its Z-axis at the rate of 11.25 rev/day (168.75 arc-sec/sec) at an angle of 43° to the sun. The Z-axis rotated about the sun-satellite line at 6.4 rev/year.

הלוין מורכב משתי פלטפורמות ושישה פאנלים אנכיים, כולם עשויים מחלת (honeycomb) אלומיניום. מערך קולטי השמש הורכב מ-3 חלקים נפרשים, אשר ייצרו סה"כ כ-300 וואט. שתי אנטנות בתחום S היו ממוקמות בראש ותחתית הטלסקופ, וסיפקו ערוץ כלל כיווני בעל קצב שידור של 24 קילוביט. תת-מערכת הייצוב ושליטה במסלול (שכללה מדחפי הידרזין בעלי כוח דחף של 5 ניוטון עבור תיקוני מסלול, מדחפי גז קר של 20 מיליניוטון לצורך בקרת ייצוב וג'יירוסקופים לקביעת ייצוב) הבטיחה שליטה וקביעה דינמית של ייצוב הלוין במהלך תקופת פעילות המשימה.

עקרונות עריכה

מספר מאפייני מפתח של התצפיות מפורטים כאן:

  • באמצעות תצפית מהחלל, ההשפעות על ראות אסטרונומית עקב אטמוספירה, כיפוף של מכשור התצפית עקב כבידה ועיוותים תרמיות נמנעו או היו מינימליים.
  • ראות של כלל השמיים אפשרה קישור ישיר של הכוכבים שנצפו על פני כל כיפת השמים
  • שני כיווני הראיה של הלוין, שביניהם זווית גדולה (ומתאימה - 58°) אפשרו קישור קשיח בין תצפיות כמעט בו זמניות וחד מימדיות בחלקים שונים של השמיים. הדבר הוביל בתורו לקביעת פרלקסה מוחלטת (לעומת יחסית, ביחס לנקודת אפס לא ידועה כלשהי).
  • הסריקה הממושכת, מבוססת מישור מילקה, של הלוין הובילה לניצול אופטימלי של זמן התצפית, והקטלוג שהתקבל סיפק צפיפות אחידה במתידה סבירה של השמים ודיוק אסטרומטרי אחיד על פני כל כיפת השמיים.
 
עקרונות המדידה האסטרומטרית. עיגולים וקווים מלאים מציגים שלושה עצמים משדה ראיה יחיד (כ-1° בגודלו), מעגלים פתוחים וקווים מקווקווים מציגים שלושה עצמים באזור שמיים מסוים ש"הונח" בעזרת זווית הבסיס הגדולה (superimposed by virtue of the large basic angle). משמאל: מיקומי העצמים בתקופת ייחוס אחת. אמצע: בתנועות שלהם בחלל במהלך ארבע שנים, עם וקטורי תנועה עצמית שרירותיים ופקטורי סקלה. משולשים מציגים את מיקומיהם בתקופה קבועה בסיום המרווח. ימין: השינוי הכולל במיקום, כולל תנועה עצמית נראית עקב פרלקסה שנתית, ארבע הלולאות מתאימות לארבע הקפות של כדור הארץ סביב השמש. התנועות מושרות הפרלקסה הן באותה פאזה עבור כל הכוכבים באותו אזור של השמיים, כך שמדידות יחסיות בתוך אותו שדה יכולות לספק רק פרלקסות יחסיות. למרות שההפרדות היחסיות בין כוכבים משתנה באופן רציף במהלך תקופת המדידה, הן מתוארות על ידי חמישה פרמטרים מספריים בלבד לכל כוכב (שני מרכיבי מיקום, שניים של תנועה עצמית ופרלקסה).
  • אופן הסריקה הגאומטרית המשתנה עבור כל כוכב, בתקופות שונות לאורך 3 שנות תוכנית המשימה, יצרו רשת צפופה של מיקומים חד מימדיים, ממנה ניתן היה לקבל/לפתור את כיוון הקואורדינטה הבאריצנטרית, הפרלקסה והתנועה העצמית של העצם, בשיטה שהייתה אפקטיבית התאמה גלובלית של ריבועים פחותים על כלל התצפיות. הפרמטרים האסטרומטריים, כמו גם שגיאותיהם ומקדמי קורלציה התקבלו גם הם בתהליך.
  • מכיוון שמספר התצפיות הגאומטריות בנפרדות לכל עצם היה גדול (מסדר גודל של 30) כאשר משווים למספר הנעלמים במודל הסטדנרטי (5 נעלמים לכל כוכב), ניתן היה להרחיב פתרונות אסטרומטריים שלא התאימו למודל הפשוט בן 5 נעלמים, ולקחת בחשבון אפקטים של כוכבים כפולים או מרובים, או תנועה פוטוסנטרית (photocentric) לא לינארית, אשר משויכת לכוכבים כפולים שאינם מופרדים (unresolved).
  • מספר גדול יותר בפועל של תצפיות לכל עצם, סדר גודל של 110, סיפק מידע פוטומטרי מדויק ואחיד לכל כוכב, ממנו ניתן היה לחלץ מגניטודות, עוצמות השתנות ובמקרים רבים גם מחזור וסוג הכוכב המשתנה.
 
השביל בשמים הוא אחד מעצמי קטלוג היפרכוס במשך מחזור של שלוש שנים. כל קו ישר מייצג מיקום נצפה של כוכב בתקופה מסוימת: מכייון שהמדידה היא חד-מימדית, המיקום המדויק לאורך הקו לא נקבע על ידי המדידה. העקומה היא מודל לתנועת הכוכב, לאחר התאמה מיטבית לכל המדידות. המיקום המוסק בכל תקופה מיוצג על ידי נקודה, והשארית - על ידי קו קצר המחבר ת הנקודה לקו המיקום המתאים. משרעת התנועה האוסילטורית נותנת את פרלקסת הכוכב, והרכיב הלינארי מייצג את התנועה העצמית שלו.

Development, launch and operations עריכה

The Hipparcos satellite was financed and managed under the overall authority of the European Space Agency. The main industrial contractors were Matra Marconi Space (now EADS Astrium) and Alenia Spazio (now Thales Alenia Space).

Other hardware components were supplied as follows: the beam-combining mirror from REOSC at Saint Pierre du Perray; the spherical, folding and relay mirrors from Carl Zeiss AG in Oberkochen; the external straylight baffles from CASA in Madrid; the modulating grid from CSEM in Neuchatel; the mechanism control system and the thermal control electronics from Dornier Satellite Systems in Friedrichshafen; optical filters, the experiment structures and the attitude and orbit control system from Matra Marconi Space in Velizy; instrument switching mechanisms from Oerlikon-Contraves in Zurich; the image dissector tube and photomultiplier detectors assembled by the Dutch Space Research Organisation, SRON in The Netherlands; the refocusing assembly mechanism designed by TNO-TPD in Delft; the electrical power subsystem from British Aerospace in Bristol; the structure and reaction control system from Daimler-Benz Aerospace in Bremen; the solar arrays and thermal control system from Fokker Space System in Leiden; the data handling and telecommunications system from Saab-Ericsson Space in Gotenborg; and the apogee boost motor from SEP in France. Groups from the Institut d'Astrophysique in Liege and the Laboratoire d'Astronomie Spatiale in Marseille contributed optical performance, calibration and alignment test procedures; Captec in Dublin and Logica in London contributed to the on-board software and calibration.

The Hipparcos satellite was launched (with the direct broadcast satellite TV-SAT2 as co-passenger) on an Ariane 4 launch vehicle, flight V33, from Kourou, French Guiana, on 8 August 1989. Launched into a geostationary transfer orbit, the Mage-2 apogee boost motor failed to fire, and the intended geostationary orbit was never achieved. However, with the addition of further ground stations, in addition to the primary ground station at Odenwald in Germany, the satellite was successfully operated in its geostationary transfer orbit for almost 3.5 years. All of the original mission goals were, eventually, exceeded.

The satellite was operated by the ESA operations control centre at ESOC, Darmstadt (Germany).

Including an estimate for the scientific activities related to the satellite observations and data processing, Hipparcos mission cost some 600 MEuro (2000 economic conditions), and its execution involved some 200 European scientists and more than 2000 individuals in European industry.

Hipparcos Input Catalogue עריכה

The satellite observations relied on a pre-defined list of target stars. Stars were observed as the satellite rotated, by a sensitive region of the image dissector tube detector. This pre-defined star list formed the Hipparcos Input Catalogue: each star in the final Hipparcos Catalogue was contained in the Input Catalogue[2]. The Input Catalogue was compiled by the INCA Consortium over the period 1982—89, finalised pre-launch, and published both digitally and in printed form [3]. Although fully superseded by the satellite results, it nevertheless includes supplemental information on multiple system components as well as compilations of radial velocities and spectral types which, not observed by the satellite, were not included in the published Hipparcos Catalogue.

Constraints on total observing time, and on the uniformity of stars across the celestial sphere for satellite operations and data analysis, led to an Input Catalogue of some 118,000 stars. It merged two components: first, a survey of around 58,000 objects as complete as possible to the following limiting magnitudes: V<7.9 + 1.1sin|b| for spectral types earlier than G5, and V<7.3 + 1.1sin|b| for spectral types later than G5 (b is the Galactic latitude). Stars constituting this survey are flagged in the Hipparcos Catalogue.

The second component comprised additional stars selected according to their scientific interest, with none fainter than about magnitude V=13 mag. These were selected from around 200 scientific proposals submitted on the basis of an Invitation for Proposals issued by ESA in 1982, and prioritised by the Scientific Proposal Selection Committee in consultation with the Input Catalogue Consortium. This selection had to balance 'a priori' scientific interest, and the observing programme's limiting magnitude, total observing time, and sky uniformity constraints.

Data reductions עריכה

For the main mission results, the data analysis was carried out by two independent scientific teams, NDAC and FAST, together comprising some 100 astronomers and scientists, mostly from European (ESA-member state) institutes. The analyses, proceeding from nearly 1000 Gbit of satellite data acquired over 3.5 years, incorporated a comprehensive system of cross-checking and validation, and is described in detail in the published catalogue.

A detailed optical calibration model was included to map the transformation from sky to instrumental coordinates. Its adequacy could be verified by the detailed measurement residuals. The Earth's orbit, and the satellite's orbit with respect to the Earth, were essential for describing the location of the observer at each epoch of observation, and were supplied by an appropriate Earth ephemeris combined with accurate satellite ranging. Corrections due to special relativity (stellar aberration) made use of the corresponding satellite velocity. Modifications due to General Relativistic light bending were significant (4 milliarc-sec at 90° to the ecliptic) and corrected for deterministically assuming γ=1 in the PPN formalism. Residuals were examined to establish limits on any deviations from this General Relativistic value, and no significant discrepancies were found.

The Hipparcos reference frame עריכה

The satellite observations essentially yielded highly accurate relative positions of stars with respect to each other, throughout the measurement period (1989–93). In the absence of direct observations of extragalactic sources (apart from marginal observations of 3C 273) the resulting rigid reference frame was transformed to an inertial frame of reference linked to extragalactic sources. This allows surveys at different wavelengths to be directly correlated with the Hipparcos stars, and ensures that the catalogue proper motions are, as far as possible, kinematically non-rotating. The determination of the relevant three solid-body rotation angles, and the three time-dependent rotation rates, was conducted and completed in advance of the catalogue publication. This resulted in an accurate but indirect link to an inertial, extragalactic, reference frame[4].

 
Typical accuracies of the FK5, Hipparcos, Tycho-1, and Tycho-2 Catalogues as a function of time. Tycho-1 dependencies are shown for two representative magnitudes. For Tycho-2, a typical proper motion error of 2.5 milliarc-sec applies to both bright stars (positional error at J1991.25 of 7 milliarc-sec) and faint stars (positional error at J1991.25 of 60 milliarc-sec).

A variety of methods to establish this reference frame link before catalogue publication were included and appropriately weighted: interferometric observations of radio stars by VLBI networks, MERLIN and VLA; observations of quasars relative to Hipparcos stars using CCDs, photographic plates, and the Hubble Space Telescope; photographic programmes to determine stellar proper motions with respect to extragalactic objects (Bonn, Kiev, Lick, Potsdam, Yale/San Juan); and comparison of Earth rotation parameters obtained by VLBI and by ground-based optical observations of Hipparcos stars. Although very different in terms of instruments, observational methods and objects involved, the various techniques generally agreed to within 10 milliarc-sec in the orientation and 1 milliarc-sec/yr in the rotation of the system. From appropriate weighting, the coordinate axes defined by the published catalogue are believed to be aligned with the extragalactic radio frame to within ±0.6 milliarc-sec at the epoch J1991.25, and non-rotating with respect to distant extragalactic objects to within ±0.25 milliarc-sec/yr.

The Hipparcos and Tycho Catalogues were then constructed such that the Hipparcos reference frame coincides, to within observational uncertainties, with the International Celestial Reference System (the ICRS), and representing the best estimates at the time of the catalogue completion (in 1996). The resulting Hipparcos reference frame is thus the materialisation of the ICRS in the optical. It extends and improves the J2000(FK5) system, retaining approximately the global orientation of that system but without its regional errors.

Double and multiple stars עריכה

Whilst of enormous astronomical importance, double stars and multiple stars provided considerable complications to the observations (due to the finite size and profile of the detector's sensitive field of view) and to the data analysis. The data processing classified the astrometric solutions as follows:

  • single star solutions: 100,038 entries, of which 6,763 were flagged as suspected double
  • component solutions (Annex C): 13,211 entries, comprising 24,588 components in 12,195 solutions
  • acceleration solutions (Annex G): 2,622 solutions
  • orbital solutions (Annex O): 235 entries
  • variability-induced movers (Annex V): 288 entries
  • stochastic solutions (Annex X): 1,561 entries
  • no valid astrometric solution: 263 entries (of which 218 were flagged as suspected double)

If a binary star has a long orbital period such that non-linear motions of the photocentre were insignificant over the short (3-year) measurement duration, the binary nature of the star would pass unrecognised by Hipparcos, but could show as a Hipparcos proper motion discrepant compared to those established from long temporal baseline proper motion programmes on ground. Higher-order photocentric motions could be represented by a 7-parameter, or even 9-parameter model fit (compared to the standard 5-parameter model), and typically such models could be enhanced in complexity until suitable fits were obtained. A complete orbit, requiring 7 elements, was determined for 45 systems. Orbital periods close to one year can become degenerate with the parallax, resulting in unreliable solutions for both. Triple or higher-order systems provided further challenges to the data processing.

תצפיות פוטומטריות עריכה

מידע פוטומטרי בעל דיוק גבוה מאוד היה תוצר לואי של התצפיות האסטרומטריות, שהיוו את עיקר המשימה. אלו בוצעו בפס רחב בתחום האור הנראה, אשר היה ייחודי להיפרכוס וכונה Hp. הדיוק הפוטומטרי החציוני, עבור בהירות קטנה ממגניטודה 9, היה 0.0015 מגניטודה, עם כ-110 תצפיות נפרדות לכל כוכב במהלך תקופת התצפית בת ה-3.5 שנים. כחלר מניתוח המידע ויצירת הקטלוג, כוכבים משתנים חדשים זוהו וסווגו עם המזהים המתאימים לכוכבים משתנים. כוכבים משתנים סווגו כמחזוריים או כמשתנים לא פתורים. הראשונים פורסמו עם הערכות לתקופת המחזור שלהן, עוצמת שינוי הבהירות וסוג השתנות הבהירות. בסה"כ, 11,597 עצמים משתנים התגלו, מתוכם 8237 היו כוכבים שסווגו כמשתנים לראשונה. ישנם, לדוגמה, 273 קפאידים, 186 משתני RR לירה, 108 משתני δ במגןו-917 כוכבים כפולים לוקים. תצפיות ה-star mapper, אשר היוו את הקטלוגים טיכו וטיכו 2, סיפקו 2 צבעים, בקרבת B ו-V בשיטה הפוטומטרית Johnson UBV, היו חשובים עבור סיווג ספקטרלי וקביעת טמפרטורה אפקטיבית.

Radial velocities עריכה

Classical astrometry concerns only motions in the plane of the sky and ignores the star's radial velocity, i.e. its space motion along the line-of-sight. Whilst critical for an understanding of stellar kinematics, and hence population dynamics, its effect is generally imperceptible to astrometric measurements (in the plane of the sky), and therefore it is generally ignored in large-scale astrometric surveys. In practice, it can be measured as a Doppler shift of the spectral lines. More strictly, however, the radial velocity does enter a rigorous astrometric formulation. Specifically, a space velocity along the line-of-sight means that the transformation from tangential linear velocity to (angular) proper motion is a function of time. The resulting effect of secular or perspective acceleration is the interpretation of a transverse acceleration actually arising from a purely linear space velocity with a significant radial component, with the positional effect proportional to the product of the parallax, the proper motion, and the radial velocity. At the accuracy levels of Hipparcos it is of (marginal) importance only for the nearest stars with the largest radial velocities and proper motions, but was accounted for in the 21 cases for which the accumulated positional effect over two years exceeds 0.1 milliarc-sec. Radial velocities for Hipparcos Catalogue stars, to the extant that they are presently known from independent ground-based surveys, can be found from the astronomical data base of the Centre de Données astronomiques de Strasbourg.

The absence of reliable distances for the majority of stars means that the angular measurements made, astrometrically, in the plane of the sky, cannot generally be converted into true space velocities in the plan of the sky. For this reason, astrometry characterises the transverse motions of stars in angular measure (e.g. arcsec per year) rather than in km/sec or equivalent. Similarly, the typical absence of reliable radial velocities means that the transverse space motion (when known) is, in any case, only a component of the complete, three-dimensional, space velocity.

Published catalogues עריכה

Principal observational characteristics of the Hipparcos and Tycho Catalogues. ICRS is the International Celestial Reference System.
Property Value
Common:
   Measurement period 1989.8—1993.2
   Catalogue epoch J1991.25
   Reference system ICRS
     • coincidence with ICRS (3 axes) ±0.6 mas
     • deviation from inertial (3 axes) ±0.25 mas/yr
Hipparcos Catalogue:
   Number of entries 118,218
     • with associated astrometry    117,955
     • with associated photometry    118,204
   Mean sky density ≈3 per sq deg
   Limiting magnitude V≈12.4 mag
   Completeness V=7.3-9.0 mag
Tycho Catalogue:
   Number of entries 1,058,332
     • based on Tycho data    1,052,031
     • with only Hipparcos data    6301
   Mean sky density 25 per sq deg
   Limiting magnitude V≈11.5 mag
   Completeness to 90 per cent V≈10.5 mag
   Completeness to 99.9 per cent V≈10.0 mag
Tycho 2 Catalogue:
   Number of entries 2,539,913
   Mean sky density:
     • at b=0° ≈150 per sq deg
     • at b=±30° ≈50 per sq deg
     • at b=±90° ≈25 per sq deg
   Completeness to 90 per cent V≈11.5 mag
   Completeness to 99 per cent V≈11.0 mag

The final Hipparcos Catalogue was the result of the critical comparison and merging of the two (NDAC and FAST consortia) analyses, and contains 118,218 entries (stars or multiple stars), corresponding to an average of some three stars per square degree over the entire sky[5]. Median precision of the five astrometric parameters (Hp<9 mag) exceeded the original mission goals, and are between 0.6–1.0 mas. Some 20,000 distances were determined to better than 10%, and 50,000 to better than 20%. The inferred ratio of external to standard errors is ≈1.0–1.2, and estimated systematic errors are below 0.1 mas. The number of solved or suspected double or multiple stars is 23,882[6]. Photometric observations yielded multi-epoch photometry with a mean number of 110 observations per star, and a median photometric precision (Hp<9 mag) of 0.0015 mag, with 11,597 entries were identified as variable or possibly variable[7].

For the star mapper results, the data analysis was carried out by the TDAC consortium. The Tycho Catalogue comprises more than one million stars with 20–30 milliarc-sec astrometry and two-colour (B and V band) photometry[8].

The final Hipparcos and Tycho Catalogues were completed in August 1996. The catalogues were published by ESA on behalf of the scientific teams in June 1997[9].

A more extensive analysis of the star mapper (Tycho) data extracted additional faint stars from the data stream. Combined with old photographic plate observations made several decades earlier as part of the Astrographic Catalogue programme, the Tycho-2 Catalogue of more than 2.5 million stars (and fully superseding the original Tycho Catalogue) was published in 2000[10].

The Hipparcos and Tycho-1 Catalogues were used to create the Millennium Star Atlas: an all-sky atlas of one million stars to visual magnitude 11. Some 10,000 nonstellar objects are also included to complement the catalogue data[11].

Between 1997 and 2007, investigations into subtle effects in the satellite attitude and instrument calibration continued. A number of effects in the data that had not been fully accounted for were studied, such as scan-phase discontinuities and micrometeoroid-induced attitude jumps. A re-reduction of the associated steps of the analysis was eventually undertaken[12]. This has led to improved astrometric accuracies for stars brighter than Hp=9.0 mag, reaching a factor of about three for the brightest stars (Hp<4.5 mag), while also underlining the conclusion that the Hipparcos Catalogue as originally published is generally reliable within the quoted accuracies.

All catalogue data are available online from the Centre de Données astronomiques de Strasbourg.

תוצאות מדעיות עריכה

לתוצאות המשימה הייתה השפעה בטווח רחב מאוד של מחקר אסטרונומי, אשר ניתן לסווג לשלושה תחומים עיקריים:

  1. מתן מערכת ייחוס מדויקת - הדבר אפשר ניתוח חוזר מדויק וקפדני של מדידות אסטרומטריות היסטוריות, כולל אלה מ-Schmidt plates, meridian circles, the 100-year old Astrographic Catalogue, and 150 years of Earth-orientation measurements. אלה, בתורן, הניבו מערכת ייחוס צפופה עם תנועות עצמיות לטווח זמן ארוך ובדיוק גבוהה (קטלוג טיכו 2). ניתוח מידע עדכני מסקרים הניב את הקטלוג העשיר UCAC2 של מצפה הצי האמריקאי (US Naval Observatory) באותה מערכת ייחוס ושיפר את המידע האסטרומטרי מסקרים אחרונים כגון SDSS ו-2MASS. באופן עריף, מערכת ייחוס מדויקת היא מדידה של כיפוף יחסותי של אור (תהליך הנובע מיחסות כללית), וכן גילוי וסיווג כוכבים כפולים ומרובים.
  1. אילוצים על מבנה כוכבים והתפתחותם: מדידות מדויקות של מרחקים ובהירויות של 100,000 כוכבים סיפקו את בסיס המידע המקיף והמדויק ביותר של פרמטרים כוכביים בסיסיים עד לאותה תקופה. הדבר סיפק אילוצים על סיבוב פנימי, דיפוזיית יסודות, תנועה קונווקטיבית (convective motions) ואסטרוסייסמולוגיה. בשילוב עם מודלים תאורטיים ומידע נוסף, הדבר מניב מסות אבולוציוניות, רדיוסים וגילאים עבור מספר גדול של כוכבים, המקיף תחום רחב של מצבים בהתפתחות כוכבית.
 
Artists concept of our Milky Way galaxy, showing two prominent spiral arms attached to the ends of a thick central bar. Hipparcos has mapped our solar precinct in great detail.
  1. קינמטיקה ודינמיקה גלקטית: מרחקים מדויקים ואחידים (uniform ) ומדידות תנועה עצמית סיפקו התקדמות ניכרת בהבנת הקינמטיקה הכוכבית והמבנה הדינמי של סביבת השמש, החל מנוכחות והתפתחות צבירים וקבוצות נעות, נוכחות תנועה תהודתית (resonance motions) עקב המוט המרכזי של הגלקסיה והזרועות הספירליות, קביעת הפרמטרים המתארים את סיבוב הגלקסיה, הפרדה בין אוכלוסיות הדיסקה וההילה, עדויות לספיחת הילה ומדידות תנועה מרחבית של כוכבים בורחים, צבירים כדוריים וסוגים נוספים של כוכבים.

Associated with these major themes, Hipparcos has provided results in topics as diverse as Solar System science, including mass determinations of asteroids, Earth's rotation and Chandler Wobble, the internal structure of white dwarfs, the masses of brown dwarfs, the characterisation of extra-solar planets and their host stars, the height of the Sun above the Galactic mid-plane, the age of the Universe, the stellar initial mass function and star formation rates, and strategies for the search for extraterrestrial intelligence. The high-precision multi-epoch photometry has been used to measure variability and stellar pulsations in many classes of objects. The Hipparcos and Tycho Catalogues are now routinely used to point ground-based telescopes, navigate space missions, and drive public planetaria.

Since 1997, several thousand scientific papers have been published making use of the Hipparcos and Tycho Catalogues. A detailed review of the Hipparcos scientific literature between 1997–2007 was published in 2009[13]. Some examples of notable results include (listed chronologically):

One controversial result has been the derived proximity, at about 120 parsecs, of the Pleiades cluster, established both from the original catalogue[38] as well as from the revised analysis[12]. This has been contested by various other recent work, placing the mean cluster distance at around 130 parsecs.[39][40][41][42]

People עריכה

  • Pierre Lacroute (Observatory of Strasbourg): proposer of space astrometry in 1967
  • Michael Perryman: ESA project scientist
  • Catherine Turon (Observatoire de Paris-Meudon): leader of Input Catalogue Consortium
  • Erik Høg: leader of the TDAC Consortium
  • Lennart Lindegren: leader of the NDAC Consortium
  • Jean Kovalevsky: leader of the FAST Consortium
  • Adriaan Blaauw: chair of the observing programme selection committee
  • Hipparcos Science Team: Uli Bastian, Pierluigi Bernacca, Michel Crézé, Francesco Donati, Michel Grenon, Michael Grewing, Erik Høg, Jean Kovalevsky, Floor van Leeuwen, Lennart Lindegren, Hans van der Marel, Francois Mignard, Andrew Murray, Michael Perryman (chair), Rudolf Le Poole, Hans Schrijver, Catherine Turon
  • Franco Emiliani: ESA project manager (1981–85)
  • Hamid Hassan: ESA project manager (1985–89)
  • Dietmar Heger: ESA/ESOC spacecraft operations manager
  • Michel Bouffard: Matra Marconi Space project manager
  • Bruno Strim: Alenia Spazio project manager

See also עריכה

References עריכה

  1. ^ Lacroute, P. (1967). Transactions of the International Astronomical Union. XIIIB: 63. {{cite journal}}: חסר או ריק |title= (עזרה)
  2. ^ Turon, C.; et al. (1995). "Properties of the Hipparcos Input Catalogue". Astronomy & Astrophysics. 304: 82–93. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  3. ^ Turon, Catherine; et al. (1992). Hipparcos Input Catalogue, ESA SP-1136 (7 volumes). European Space Agency. {{cite book}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  4. ^ Kovalevsky, J.; et al. (1997). "The Hipparcos Catalogue as a Realisation of the Extragalactic Reference Frame". Astronomy & Astrophysics. 323: 620–633. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  5. ^ Perryman, M.A.C.; et al. (1997). "The Hipparcos Catalogue". Astronomy & Astrophysics. 323: L49–L52. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  6. ^ Lindegren, L.; et al. (1997). "Double star data in the Hipparcos Catalogue". Astronomy & Astrophysics. 323: L53–L56. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  7. ^ van Leeuwen, F.; et al. (1997). "The Hipparcos Mission: Photometric Data". Astronomy & Astrophysics. 323: L61–L64. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  8. ^ Høg, E.; et al. (1997). "The Tycho Catalogue". Astronomy & Astrophysics. 323: L57–L60. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  9. ^ European Space Agency (1997). The Hipparcos and Tycho Catalogues. Noordwijk, the Netherlands: ESA Publications Division. ISBN 9290923997.
  10. ^ Høg, E.; et al. (2000). "The Tycho-2 Catalogue of the 2.5 million brightest stars". Astronomy & Astrophysics. 355: L27–L30. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  11. ^ Sinnott, Roger; Perryman, Michael (1997). Millennium Star Atlas. Sky Publishing Corporation & European Space Agency. ISBN 0933346832.
  12. ^ 1 2 van Leeuwen, Floor (2007). Hipparcos, the New Reduction of the Raw Data. Springer, Dordrecht.
  13. ^ Perryman, Michael (2009). Astronomical Applications of Astrometry: Ten Years of Exploitation of the Hipparcos Satellite Data. Cambridge University Press. p. 692. ISBN 9780521514897.
  14. ^ Feast, M.W.; Whitelock, P.A. (1997). "Galactic kinematics of Cepheids from Hipparcos proper motions". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 291: 683–693.
  15. ^ Høg, E.; Petersen, J.O. (1997). "Hipparcos parallaxes and the nature of delta Scuti stars". Astronomy & Astrophysics. 323: 827–830.
  16. ^ Dehnen, W.; Binney, J.J. (1998). "Local stellar kinematics from Hipparcos data". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 298: 387–394. doi:10.1046/j.1365-8711.1998.01600.x.
  17. ^ Provencal, J.L.; et al. (1998). "Testing the white dwarf mass-radius relation with Hipparcos". Astrophysical Journal. 494: 759–767. doi:10.1086/305238. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  18. ^ Perryman, M.A.C.; et al. (1998). "The Hyades: distance, structure, dynamics, and age". Astronomy & Astrophysics. 331: 81–120. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  19. ^ Moffat, A.F.J.; et al. (1998). "Wolf-Rayet stars and O-star runaways with Hipparcos. I. Kinematics". Astronomy & Astrophysics. 331: 949–958. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  20. ^ Reid, I.N. (1998). "Hipparcos subdwarf parallaxes: metal-rich clusters and the thick disk". Astronomical Journal. 115: 204–228. doi:10.1086/300167.
  21. ^ Girardi, L.; et al. (1998). "Fine structure of the red giant clump from Hipparcos data, and distance determinations based on its mean magnitude". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 301: 149–160. doi:10.1046/j.1365-8711.1998.02011.x. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  22. ^ Smart, R.L.; et al. (1998). "Unexpected stellar velocity distribution in the warped Galactic disk". Nature. 392: 471–473. doi:10.1038/33096. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  23. ^ Olling, R.P.; Merrifield, M.R.. (1998). "Refining the Oort and Galactic constants". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 297: 943–952. doi:10.1046/j.1365-8711.1998.01577.x.
  24. ^ Stothers, R.B. (1998). "Galactic disk dark matter, terrestrial impact cratering and the law of large numbers". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 300: 1098–1104. doi:10.1046/j.1365-8711.1998.02001.x.
  25. ^ Comerón, F. (1999). "Vertical motion and expansion of the Gould Belt". Astronomy & Astrophysics. 351: 506–518.
  26. ^ Corbet, R.H.D. (1999). "The use of gamma-ray bursts as direction and time markers in SETI strategies". Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 111: 881–885. doi:10.1086/316395.
  27. ^ Helmi, A.; et al. (1999). "Debris streams in the solar neighbourhood as relics from the formation of the Milky Way". Nature. 402: 53–55. doi:10.1038/46980. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  28. ^ de Zeeuw, P.T.; et al. (1999). "A Hipparcos census of the nearby OB associations". Astronomical Journal. 117: 354–399. doi:10.1086/300682. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  29. ^ Garcia Sanchez, J.; et al. (1999). "Stellar encounters with the Oort Cloud based on Hipparcos data". Astronomical Journal. 117: 1042–1055. doi:10.1086/300723. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  30. ^ Söderhjelm, S. (1999). "Visual binary orbits and masses post Hipparcos". Astronomy & Astrophysics. 341: 121–140.
  31. ^ Robichon, N.; Arenou, F. (2000). "HD209458 planetary transits from Hipparcos photometry". Astronomy & Astrophysics. 355: 295–298.
  32. ^ Chiba, M.; Beers, T.C. (2000). "Kinematics of metal-poor stars in the Galaxy. III. Formation of the stellar halo and thick disk as revealed from a large sample of non-kinematically selected stars". Astronomical Journal. 119: 2843–2865. doi:10.1086/301409.
  33. ^ Holmberg, J.; Flynn, C. (2000). "The local density of matter mapped by Hipparcos". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 313: 209–216. doi:10.1046/j.1365-8711.2000.02905.x.
  34. ^ Gies, D.R.; Helsel, J.W. (2005). "Ice age epochs and the Sun's path through the Galaxy". Astrophysical Journal. 626: 844–848. doi:10.1086/430250.
  35. ^ Famaey, B.; et al. (2005). "Local kinematics of K and M giants from Coravel, Hipparcos, and Tycho-2 data. Revisiting the concept of superclusters". Astronomy & Astrophysics. 430: 165–186. doi:10.1051/0004-6361:20041272. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  36. ^ Vondrák, J.; Stefka, V. (2007). "Combined astrometric catalogue EOC--3. An improved reference frame for long-term Earth rotation studies}". Astronomy & Astrophysics. 463: 783–788.
  37. ^ Makarov, V.V.; Murphy, D.W. (2007). "The local stellar velocity field via vector spherical harmonics". Astronomical Journal. 134: 367–375. doi:10.1086/518242.
  38. ^ van Leeuwen, F. (1999). "Hipparcos distance calibrations for 9 open clusters". Astronomy & Astrophysics. 341: L71–L74.
  39. ^ Pinsonneault, M.H.; et al. (1998). "The problem of Hipparcos distances to open clusters. I. Constraints from multicolour main-sequence fitting". Astrophysical Journal. 504: 170–191. doi:10.1086/306077. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  40. ^ Pan, X.P.; et al. (2004). "A distance of 133-137pc to the Pleiades star cluster". Nature. 427 (6972): 326–328. doi:10.1038/nature02296. PMID 14737161. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  41. ^ Percival, S.M.; et al. (2005). "The distance to the Pleiades. Main sequence fitting in the near infrared". Astronomy & Astrophysics. 429: 887–894. doi:10.1051/0004-6361:20041694. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)
  42. ^ Soderblom, D.R.; et al. (2005). "Confirmation of errors in Hipparcos parallaxes from Hubble Space Telescope FGS astrometry of the Pleiades". Astronomical Journal. 129: 1616–1624. doi:10.1086/427860. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author2= (עזרה)

External links עריכה