Barycentrický nebeský referenční systém - Barycentric celestial reference system

The barycentrický nebeský referenční systém (BCRS) je souřadnicový systém používaný v astrometrie určit umístění a pohyby astronomických objektů. To bylo vytvořeno v roce 2000 Mezinárodní astronomická unie (IAU) jako globální standardní referenční systém pro objekty umístěné mimo gravitační blízkost Země:[1] planety, měsíce a další tělesa sluneční soustavy, hvězdy a další objekty v mléčná dráha galaxie a extra-galaktické objekty.

The geocentrický nebeský referenční systém (GCRS), rovněž vytvořený IAU v roce 2000, je podobný standardní souřadnicový systém používaný k určení polohy a pohybů objekty blízké Zemi, jako jsou satelity.[1]

Tyto systémy usnadňují vědcům a technikům sestavovat, sdílet, porovnávat a převádět přesná měření po celém světě, a to stanovením standardů měření a metodiky a poskytováním konzistentního rámce operací. BCRS se zaměřuje na astronomii: průzkum Země Sluneční Soustava a vesmír. BCRS je systém, který se v současné době používá k vyjádření polohových dat v astronomických referencích, jako je například Hvězdný katalog Hipparcos.

GCRS se poněkud více zaměřuje na navigaci pozemských satelitů a geofyzikální aplikace, které podporují. Řádné fungování systému Globální Polohovací Systém (GPS) je přímo závislá na přesnosti satelitních měření podporovaných GCRS.[2]

Účel a provádění

BCRS byl navržen tak, aby podporoval extrémně vysoce přesná měření polohy a pohybu vyžadovaná v astrometrii.[1] Jeden rozhodující faktor při dosahování této přesnosti spočívá v tom, jak obecné relativistické účinky jsou určeny a měřeny. Oba systémy obsahují standardy, které umožňují konzistenci a snadnou srovnatelnost výsledku vesmírný čas souřadnice mezi astrometrickými měřeními prováděnými po celém světě. Poskytují a metrický tenzor vytvořit konzistentní referenční rámec pro pozorování. Tenzor dosahuje konzistence částečně díky své standardizaci gravitačního referenčního bodu.

Geocentrický systém je jednodušší, je menší a zahrnuje několik masivních objektů: tento souřadný systém definuje jeho střed jako těžiště samotné Země. Barycentrický systém lze volně považovat za centrovaný na Slunci, ale Sluneční Soustava je složitější. Dokonce i mnohem menší planety vyvíjejí gravitační sílu na Slunce, což způsobilo, že se při jejich oběžné dráze mírně posunula. Tyto posuny jsou ve srovnání s přesností měření, které jsou vyžadovány pro astrometrii, velmi velké. BCRS tedy definuje svůj střed souřadnic jako těžiště celé sluneční soustavy barycentrum. Tento stabilní gravitační bod pomáhá minimalizovat relativistické účinky jakýchkoli pozorovacích referenčních rámců ve sluneční soustavě.

Vztah k jiným normám

ICRS

Orientace souřadnicového systému BCRS se shoduje s orientací souřadnicového systému BCRS Mezinárodní nebeský referenční systém (ICRS). Oba jsou soustředěny na barycentrum sluneční soustavy a oba „směřují“ stejným směrem. To znamená, že jejich osy jsou vyrovnány s osami Mezinárodní nebeský referenční rámec (ICRF), který byl standardem přijat IAU o dva roky dříve (1998). Motivací ICRF je definovat, co znamená „směr“ v prostoru, a to stanovením jeho orientace ve vztahu k Nebeská sféra, to znamená na pozadí hlubokého vesmíru. Když mluvíme lhostejně, nepohybuje se ve vztahu ke hvězdám a galaxiím; neotáčí se.

Stanovení dokonalé imobilizace směru není v praxi možné, ale můžeme se dostat mnohem blíž, než je vůbec možné měřit. Čím je objekt vzdálenější, tím méně se zdá, že se jeho směr pohybuje ve vztahu k nám (the paralaxa účinek). ICRF tedy používá velmi vzdálené objekty, daleko mimo naši galaxii, ke stanovení svých směrových referenčních bodů. Vybrané objekty také emitují rádiové vlnové délky, které jsou méně než jiné vlnové délky zakryty nebeským plynem před nimi. ICRF většinou přijímá souřadnice pro 212 definujících objektů kvasary, kterým se stanoví jejich orientace vzhledem k nim.

HCRF

The Nebeský referenční rám Hipparcos (HCRF) byl referenční rámec podobný ICRF, ale dříve používaný ve spojení s Hipparcos satelit, který fungoval v letech 1989 až 1993. Tento satelit byl bohatý hvězdná paralaxa měření s přesností přesahující cokoli, co bylo v té době jinak k dispozici, a tak vznikl katalog hvězd, které se dnes ještě hodně používají. Dosud nebylo dokončeno žádné takové rozsáhlé mapování na základě následného zlepšení schopnosti měření. S nižší přesností pak a na optické vlnové délky, ICRS a BCRS lze také specifikovat pomocí HCRF. To je prostředek, kterým lze BCRS použít ve vztahu k Hvězdný katalog Hipparcos.

Převod souřadnic

BCRS a GCRS byly také navrženy tak, aby umožňovaly transformace jejich souřadnic mezi sebou a jinými referenčními systémy, ačkoli převody nejsou v žádném případě přímé. Existují dvě softwarové knihovny algoritmů schválených IAU pro manipulaci a transformaci mezi BCRS a dalšími referenčními systémy: Standardy základní astronomie (GAUČ ) systém a Námořní observatoř Vektorové astrometrické podprogramy (NOVAS).[1]

Orientace os BCRS / ICRS se také zarovná do 0,02 arcsecond zemského středního rovníku a rovnodennosti pro Pátý základní katalog (FK5) J2000.0 epocha.

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d Kaplan, George H. (20. října 2005), „Rezoluce IAU o astronomických referenčních systémech, časových měřítcích a modelech rotace Země“, USNO Circular, Washington, DC: Námořní observatoř Spojených států, 179, vyvoláno 9. června 2014
  2. ^ Filippenko, Alex (2007), „Přednáška 58“, Porozumění vesmíru: Úvod do astronomie (DVD), The Great Courses (2. vyd.), Chantilly, VA, USA: The Teaching Company

externí odkazy