Astrometri eller posisjonsastronomi er den delen av astronomi som er ansvarlig for å måle og studere posisjonen, parallaksene og den riktige bevegelsen til stjernene . Det er en veldig gammel disiplin, like mye som astronomi.
Selv om de nesten er synonyme, blir astrometri normalt sett på som den eksperimentelle eller tekniske delen som gjør det mulig å måle posisjonen til stjernene og instrumentene som gjør det mulig, mens posisjonsastronomi bruker stjernenes posisjon til å utarbeide en modell av bevegelsen eller definere begreper brukt. Det vil da være den teoretiske delen. De to delene er inkludert i samme kategori. Denne delen av astronomi er ikke foreldet, fordi teorien er en del av vitenskapens rudimenter, mens praksis prøver å måle stjernenes posisjon med større presisjon ved hjelp av moderne midler som Hipparcos -satellitten eller interferometrisystemer.
Den kan deles inn i to deler:
Observasjoner gjort gjennom atmosfæren har problemet med ustabiliteten til det mottatte lyset. For å unngå det ble adaptiv optikk oppfunnet , noe som gjør det mulig å unngå mye av unøyaktigheten forårsaket av atmosfærisk brytning . For å løse dette problemet ble Hipparcos -satellitten skutt opp i 1989 , og produserte en stjernekatalog med tidligere ukjent presisjon.
Historien om astrometri er knyttet til historien til stjernekataloger , som ga astronomer referansepunkter for objekter på himmelen slik at de kunne følge bevegelsene deres. Dette kan spores tilbake til Hipparchus fra Nicaea , som rundt 190 f.Kr. C. brukte katalogen til sine forgjengere Timocares fra Alexandria og Aristilus for å oppdage jordens presesjon . Ved å gjøre det utviklet han også lysstyrkeskalaen som fortsatt er i bruk i dag. [ 1 ] Hipparchus kompilerte en katalog med minst 850 stjerner og deres posisjoner. Hans etterfølger, Claudius Ptolemaios , [ 2 ] inkluderte en katalog med 1022 stjerner i sin Almagest , som ga deres plassering, koordinater og lysstyrke. [ 3 ]
På 1000-tallet gjorde Abd Al-Rahman Al Sufi observasjoner på stjernene og beskrev deres posisjoner, størrelser og stjerneklassifisering , og ga tegninger for hver konstellasjon i sin Book of Fixed Stars . Ibn Yunus observerte mer enn 10 000 oppføringer for solens posisjon over mange år ved hjelp av en stor astrolabium , med en diameter på nesten 1,4 meter. Observasjonene hans av formørkelser ble fortsatt brukt århundrer senere i Simon Newcombs undersøkelser av månens bevegelse, mens hans andre observasjoner inspirerte Pierre-Simon Laplaces "Oblicity of the Ecliptic" og "Inequalities of Jupiter and Saturn". [ 4 ] På 1400-tallet kompilerte astronomen Ulugh Beg Sultanian Tables , der han katalogiserte 1019 stjerner. I likhet med de tidligere Hipparchus- og Ptolemaios-katalogene, anslås Ulugh Begs katalog å ha vært nøyaktig innen 20 bueminutter. [ 5 ]
På 1500-tallet brukte Tycho Brahe forbedrede instrumenter, inkludert store vegginstrumenter, for å måle posisjonene til stjernene mer nøyaktig enn noen gang før, til innenfor 15-35 buesekunder. [ 6 ] Taqi al-Din målte den riktige oppstigningen av stjernene fra observatoriet i Istanbul ved å bruke "observasjonsklokken" han hadde oppfunnet. [ 7 ] Da teleskoper ble vanlige, gjorde graderte sirkler målingene lettere
James Bradley forsøkte først å måle stjerneparallakser i 1729. Stjernebevegelse viste seg å være for ubetydelig for teleskopet hans , men i stedet oppdaget han fenomenet lysaberrasjon og nutasjon av jordaksen. Hans katalog med 3222 stjerner ble foredlet i 1807 av Friedrich Bessel , faren til moderne astrometri. Bessel var den som gjorde den første målingen av stjerneparallaksen: 0,3 buesekunder for dobbeltstjernen 61 Cygni .
Siden det var veldig vanskelig å måle, var det bare oppnådd rundt 60 stjerneparallakser på slutten av 1800-tallet, hovedsakelig ved bruk av filarmikrometeret . Astrografer ved bruk av fotografiske plater fremskyndet prosessen på begynnelsen av 1900-tallet. Automatiske platemålemaskiner [ 8 ] og mer sofistikert datateknologi på 1960-tallet muliggjorde mer effektiv kompilering av stjernekataloger . På 1980-tallet erstattet digitale sensorer (CCDer) fotografiske plater og reduserte optiske usikkerheter til et millisekund av bue. Denne teknologien gjorde astrometri billigere, og åpnet feltet for amatørpublikummet.
I 1989 brakte den europeiske romfartsorganisasjonens Hipparcos -satellitt astrometri inn i jordens bane, hvor den kunne bli mindre påvirket av mekaniske krefter fra jorden og optiske forvrengninger i atmosfæren. Hipparcos opererte fra 1989 til 1993 og målte store og små vinkler på himmelen med mye større presisjon enn noe tidligere optisk teleskop. I løpet av hans 4-årige arbeid ble posisjonene, parallaksene og egenbevegelsen til 118 218 stjerner bestemt med en enestående grad av presisjon. En ny " Tycho Catalog " samlet en database med 1 058 332 stjerner nøyaktige innen 20–30 millibuesekunder. Ytterligere kataloger ble samlet for de 23 882 doble/flere stjernene og 11 597 variable stjerner som også ble analysert under Hipparcos-oppdraget. [ 9 ]
I dag er den mest brukte katalogen USNO-B1.0 , en hel himmelkatalog som sporer bevegelser, posisjoner, størrelser og andre passende funksjoner for mer enn en milliard stjerneobjekter. I løpet av de siste 50 årene har 7 435 Schmidt-kameraplater blitt brukt til å fullføre ulike undersøkelser av himmelen som gjør dataene i USNO-B1.0 nøyaktige innen 0,2 buesekunder. [ 10 ]
I tillegg til den grunnleggende funksjonen med å gi astronomer en referanseramme for sine observasjoner, er astrometri essensielt innen felt som himmelmekanikk, stjernedynamikk og galaktisk astronomi.
Det er mange bemerkelsesverdige resultater der astrometri har blitt brukt.