Каталог 718 фундаментальных звезд в экваториальной области

1
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ПОСТРОЕНИЕ ВТОРОГО КАТАЛОГА АСТРОЛЯБИИ КИТО
1.1 Введение
1.2.Наблюдательный материал
1.3. Методика построения каталога
1.4. Каталог О АС 2
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ КАТАЛОГА БК5 В ЭКВАТОРИАЛЬНОЙ ЗОНЕ
2.1. Общие особенности построения каталога ЕК5 и мотивация его исследования
2.2. Каталоги сравнения
2.3 Представление систематических разностей и формирование средней инструментальной системы
2.4 Анализ результатов сравнения каталогов
2.4.1 Случайные ошибки ЕК.5
2.4.2 Систематические разности Дсс§ со$8 и Дб§
2.4.3 Систематические разностиДо^ собБ и Д5а
2.4.4 Полные систематические разности (Да§ со$5 +Даа соьб) и (Дба +А5§)
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. НОРМАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПОЛОЖЕНИЙ И СОБСТВЕННЫХ ДВИЖЕНИЙ В ЭКВАТОРИАЛЬНОЙ ЗОНЕ
3.1. Мотивация построения нормальной системы на основе наземных каталогов на момент завершения проекта ГИППАРКОС
3.2. Наблюдательный материал, использованный для построения нормальной системы
3.3. Перевод каталогов на равноденствие 32000.0, учет уравнения яркости
2
и цвета и приведение каталогов к экватору л равноденствию ЕК5
3.4. Разделение систематической и случайной компонент остаточных разностей
каталогов
3.4.1. Современное состояние проблемы
3.4.2. Анализ возможностей разделения случайной и систематической компонент каталогов на основании стохастической фильтрации
3.4.2.1. Критерии согласия аппроксимации, основанные на оценках нормальности распределения остатков
3.4.2.2. Оценка автокорреляции остатков и сопутствующих статистик
3.4.2.3. Исследование процедуры подтопки коэффициента сглаживания в применении к искусственной модели сигнал-шум и реальному распределению остаточных разностей каталогов.
3.4.2.4. Анализ особенностей аналитической аппроксимации систематических разностей с использованием модели сигнал-шум
3.5. Сравнение нормальных систем 20-го столетия с каталогом ЕК5 в экваториальной зоне
3.6. Построение независимой нормальной системы положений и собственных движений
3.6.1. Математическая процедура построения нормальной системы
3.6.2. Численные результаты
3.7 Улучшение индивидуальных положений и собственных движений ЕК5
3.8. Анализ методики построения каталога Ы70Е и исследование качества привязки его системы к наблюдениям
3.8.1. Особенности процедуры компиляции каталога Ы70Е
3.8.2. Контроль корректности привязки системы К70Е к исходным каталогам
3.9. Предварительное сравнение каталога И70Е с ГИППАРКОСОМ
3.9.1. Исследования каталога ГИППАРКОС, выполненные другими авторами
3.9.2. Анализ случайной составляющей из сравнения Ы70Ес ГИППАРКОСОМ
3.9.3 Анализ взаимной ориентации и вращения каталогов
3.9.4. Систематические разности ^0Е-1ИРРАЯСОЗ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ: КАТАЛОГ И70Е
3
ВВЕДЕНИЕ
Экваториальная зона небесной сферы от -30° до 30° занимает особое место в фундаментальной астрометрии. Достаточно сказать, что первые сводные каталоги фундаментальной астрометрии TR Бесселя и N, Ныокома - это каталоги экваториальных часовых звезд. Большинство исходных каталогов фундаментальных звезд, полученных как в северном, так и в южном полушарии, покрывают эту зону и, в рамках классической астрометрии, сложившейся в конце 19-го века и просуществовавшей вплоть до публикации FK5, при построении новой фундаментальной системы они привязывались как целое к экваториальной зоне улучшаемого фундаментального каталога. В результате систематические и случайные ошибки основных нормальных систем 20-го века минимальны в этой зоне, см. напр. (Boss 1937; Fricke & Kopff 1963; Fricke et al. 1988). Известно, что реальные поправки двух последних ревизий фундаментальных каталогов Германского Астрономического Общества оказались значительно меньше, чем поправки для зон южнее -20° и севернее 40°, см. (Kopff ct al. 1964; Glicse 1963; Fricke et al. 1988). Это свидетельствует о том, что реальная точность опорной системы звездных положений на небе, основанная на традиционной технике наземных наблЕодений и построенная методами классической астрометрии, в экваториальной зоне достигает максимума. И, наконец, согласно классической схеме, переориентация нового фундаментального каталога осуществляется на основании дифференциальных наблюдений тел Солнечной системы относительно звезд улучшаемого каталога в экваториальной области.
Решающее влияние на фундаментальную астрометрию в последние годы оказало появление каталога ГИ1111АРКОС, результирующего продукта грандиозного внеатмосферного проекта ESA (1997). Хотя формально он не объявлен новым фундаментальным каталогом (каковым является 1CRF), фактически он заменил FK5 в качестве основной референц-системы в оптической области, нарушив, таким образом, вековую традицию формирования фундаментальных каталогов как систему сводного каталога. Перечислим следующие конисптуатьные особенности этого каталога, которые отличают его от остальных продуктов наземной астрометрии.
Каталог был построен в результате глобального решения, охватывающего всю небесную сферу, определив тем самым собственные систему положений и собственных движений. В качестве отдельной задачи была осуществлена привязка его положений и собственных движений к экстра! атактической системе. >Латематический аппарат
4
построения глобального каталога по всей небесной сфере также беспрецедентен в астрономической практике. Внутренняя точность положений каталога в случайном отношении приблизительно в 20-30 раз превосходит точность лучших наземных инструментов и в 10-20 раз точность лучших сводных каталогов. С другой стороны, внутренняя точность собственных движений ГИППАРКОСа ограничена коротким сроком наблюдений и, по крайней мере, формально сравнима с точностью сводных наземных каталогов.
Отметим, что ГИГ1Г1АРКОС, в сущности, представляет собой разновидность беспрецедентно точного в случайном отношении инструментального каталога с изначально произвольной ориентацией в пространстве. Система этого каталога построена на основе наблюдений, полученных во внеатмосферных условиях с помощью инструмента, конструкция которого значительно отличается от конструкции наземных астрометрических инструментов. Однако, учитывая то, что ГИППАРКОС является не сводным, а инструментальным каталогом, точность его системы в принципе невозможно определить исходя только из наблюдательного материала, полученного астрометрическим спутником. Полноценная оценка внешней точности ГИППАРКОСа может быть получена только путем сравнения этого каталога с каталогами, построенными методами наземной астрометрии. Принимая во внимание то обстоятельство, что в истории астрометрии еще не было каталогов, лишенных систематических ошибок, такое сравнение должно дать ответ на следующие вопросы, которые имеют принципиальное значение в момент перехода на новые принципы принятия опорного каталога как международных стандарта:
1) Какова реальная точность системы положений и собственных движений первого внеатмосферного каталога? Действительно ли ошибки системы положений находятся на уровне 0.1 мае, а системы собственных движений на уровне 10 мас/сг как утверждают создатели каталога?
2) Какова реальная точность в случайном отношении положений и собственных движений как одиночных, гак и двойных звезд ГИППАРКОСА?
3) Каков предел точности современной наземной астрометрии в оценке ошибок системы ГИППАРКОСа?
4) Если будут обнаружены систематические ошибки ГИППАРКОСа, то каков их характер и какова их природа?
5) Возможно ли улучшение каталога ГИППАРКОС, как в случайном, так и в систематическом отношении, привлекая материал прошлых или будущих наземных
5
наблюдений? Нели это так, то какой наблюдательный материал наиболее пригоден для этой цели и как его использовать?
6) И, наконец, разумно ли использовать ГИППАРКОС в качестве фундаментального каталога или следует, с учетом первого опыта внеатмосферных наблюдений и перспективы будущих спутниковых проектов, уже сейчас определить общие принципы построения нового фундаментального каталога?
До 1997 г. Каталог FK5 (Frickc et al. 1998) представлял собой наиболее точную реализацию инерциальной системы координат на небе, формально являясь наиболее приемлемым для оценки внешней точности каталога ГИППАРКОС. Формальные ошибки системы FK5 в экваториальной области на эпоху 1990 составляют около 40 мае в прямом восхождении и 30 мае в склонении. Соответствующие ошибки собственных движений FK5 - около 70 мас/ст. Однако, сравнение FK5 с наиболее точными астрометрическими каталогами, полученными в 80-90-х годах, показало систематические уклонения, значительно превышающие формальные ошибки системы FK5, экстраполированные на эпохи этих каталогов (Morrison et al. 1990; Kolesnik 1995). Это подорвало кредит доверия к FK5, и, как следствие, ко всей наземной астрометрии в целом, и привело к убеждению в том, что FK5 не может служить надежным каталогом для оценки системы положений ГИППАРКОСа. Поскольку собственные движения FK5 являются наиболее вероятным источником его систематических расхождений с современными наблюдениями, они точно также не могут считаться достоверным материалом для оценки системы собственных движений ГИППАРКОСа.
Многочисленные работы, посвященные сравнению ГИППАРКОСа с FK5, фактически ставят больше вопросов, чем дают ответы об истинном качестве ГИППАРКОСа. Сравнения, проведенные членами двух консорциумов ГИППРКОС, как до (Perriman 1995; Lindegren at al. 1995; Turon at al. 1995), так и после опубликования каталога (Mignard & Froeschlé 1997, 2000), (Schwan 2001) показывают нереально большие систематические разности положений и собственных движений. 1 Io-прежнему не существует объяснения аномально маленькому значению поправки к постоянной прецессии, выведенной на основании остаточного вращения FK5-HIPPARCOS относительно оси у. Слишком большая дисперсия собственных движений разностей FK5-HIPPARCOS интерпретируется как результат влияния на наблюдения неидентифицированных двойных (Weilen et al. 1997, 1999), что, как следствие, дискредитирует также и формальные точности положений ГИППАРКОСа. С другой стороны, сравнения с некоторыми наземными каталогами (Réquième et al.. 1995),
6
(Гончаров и др. 1998), которые также показывают большие систематические различия, имеет характер только приблизительной оценки, поскольку любой из исходных каталогов в систематическом отношении значительно уступает сводному.
Таким образом, учитывая низкий кредит доверия к НС5, дающий основание утверждать, что все наблюдаемые расхождения вызываются только ошибками ИС5, должен быть выработан иной подход к верификации внешней точности ГИППАРКОСа. Наиболее очевидным выходом из ситуации неопределенности является построение новой независимой системы положений и собственных движений, лишенной недостатков РК5. Чтобы служить надежным материалом для оценки систематического качества каталога ГИППАРКОС, эта система должна быть основана, с одной стороны, на новом наблюдательном материале, не вошедшем в Г'К5, а, с другой, на более совершенных принципах конструирования сводного каталога. Такая постановка задачи определяет актуальность данной работы.
Цель работы состояла в исследовании систематических ошибок существующих фундаментальных опорных систем в экваториальной области и в построении независимой системы положений и собственных движений, пригодной для проверки уровня точности каталога ГИППАРКОС как в систематическом, так и в случайном отношении и предварительном проведении этой проверки.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Усовершенствована методика построения каталога звезд астролябии для случая длительного ряда наблюдений. Получен экваториальный каталог 515 звезд по прямому восхождению и 235 звезд по склонению со средней точностью на уровне лучших меридианных инструментов.
2. На основании новейших каталогов фундаментальных звезд исследованы систематические ошибки каталога ГК5 в экваториальной области. Проведена оценка согласованности в систематическом отношении каталогов 60-70-х и 80-х годов и построены средние инструментальные системы для двух подборок каталогов.
3. Проведен обширный критический анализ современных методов получения систематических разностей. Впервые для вывода систематических разностей был использован метод сплайн аппроксимации с выбором степени сглаживания на основании автокорреляции остатков.
7
3. Впервые сконструирована независимая нормальная система положений и собственных движений в экваториальной области, N70E, достоверно привязанная ко всему комплексу наземных наблюдений 20-го столетия, превосходящая по точности все существующие сводные каталоги, включая FK5, и эквивалентная по точности собственных движений каталогу FK6. Ее высокая точность, позволяет реально оценить уровень систематических и случайных ошибок каталога ГИППАРКОС и каталога FK6.
4. На основании предварительного сравнения ГИППАРКОСа с N70E подтверждено аномально низкое значение поправки к постоянной прецессии, которое не соответствует поправке, полученной из РСДБ наблюдений и лазерной локации Луны, и предложена интерпретация этому факту.
5. Уточнена оценка влияния неидентифицированных двойных на собственные движения ГИППАРКОСа и впервые получено свидетельство этого влияния на его положения.
6. Из сравнения с N70E впервые обнаружена силе,пая корреляция собственных движений FK6 и ГИППАРКОСа и дана объективная оценка точности нариантов решений single-star mode и long-term-prediction mode.
7. Получены систематические разности положений и собственных движений К70Е-ГИППАРКОС, впервые дающие представление об уровне рассогласованности системы ГИППАРКОСА и системы, основанной на наземной астрометрической практике.
Научная и практическая ценность.
Построенный каталог положений и собственных движений в экваториальной области может быть успешно использован дчя оценки систематических и случайных ошибок каталога ГИППАРКОС. Система собственных движений позволяет произвести оценку реальной точности систем положений как исходных, так и сводных каталогов
19-20 столетий на их средние эпохи, что имеет фундаментальное значение при оценке возможности их использования для улучшения системы собственных движений ГИППАРКОСа. Каталог N70E может быть также использован в качестве опорного, как аналог фундаментального каталога в экваториальной области, для решения разнообразных задач фундаментальной астрометрии.
8
Автор выносит на защиту:
1. Методику построения 2-го каталога астролябии Кито.
2. Методику и результат построения нормальной системы N70E.
3. Результаты предварительного анализа разностей каталогов N70E-ГИППАРКОС и N70E-FK.6.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на научных семинарах ИНЛСАН, ГАИШ, астрометрической конференции "Оптическая астрометрия Галактической и Солнечной систем" (Кембридж 1993), Генеральных Ассамблеях MAC 22 (Гаага 1994), 23 (Киото 1997) и 24 (Манчестер 2000), на международной конференции The Journées 2000 "Systèmes de référence spatio-temporels: J2000, a fundamenial epoch for origins of reference Systems and astronomical modcls" (Париж 2000).
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка цитируемой литературы (200 наименований) и приложения. Она содержит 197 страниц текста, включая 47 рисунков и 23 таблицы.
Во введении обоснована актуальность проведения исследования, сформулирована цель работы, научная новизна и практическая ценность. Приведены основные результаты работы, выносимые на защиту.
В Главе 1 представлена процедура построения исходного каталога на основе
20-ти летнего ряда наблюдений на астролябии обсерватории г. Кито, Эквадор. Рассматривается место каталогов астролябий в современной фундаментальной астрометрии. Дай краткий обзор методов построения каталогов астролябий. Отмечено, что классическая схема, применявшаяся для построения большинства каталогов данного типа на базе наблюдательного материала в несколько лет, требует некоторых модификаций применительно к продолжительным по времени рядам с программой, включающей эпизодические наблюдения дополнительных звезд внутри фиксированных групп и дополнительных групп. Классическое уравнение погрешностей, состоящее из трех неизвестных, было дополнено членами, учитывающими зависимость инструментального зенитного расстояния от времени и
9
звездной величины. Поправки внутреннего сглаживания, из которых определялись поправки к экваториальным координатам звезд, выводились раздельно для главных звезд фундаментальных групп и для дополнительных звезд. Для первых вековые члены были включены в решение, для вторых они получались как простое средневзвешенное.
Второй каталог астролябии г. Кито QAC 2 включает в себя 515 поправок к прямым восхождениям и 235 поправок к склонениям FK5 и FK5 Supp., полученных на основе около 5Ö000 наблюдений этих звезд в период с 1963 по 1983 гг. Средние ошибки положений в обеих координатах на эпоху 1970 составляют около 0.05", между тем как точность положений подмножества главных звезд фундаментальных групп в 2-3 раза выше. Исследование QAC 2 показало, что каталог в значительной степени свободен от уравнений цвета и звездной величины. Показано, что величина систематических ошибок QAC 2 в прямом восхождении находится на уровне лучших каталогов, произведенных в 60-70-е годы. Отмечены некоторые систематические девиации каталога в склонении.
Глава 2 посвящена сравнительному анализу систематических ошибок каталога FK5 в экваториальной области небесной сферы от -30° до 30° по склонению на основании двух подмножеств каталогов, наблюдавшихся в 60-70-х годах, с одной стороны, и в 80-х годах с другой. Дается обоснование актуальности подобного исследования именно в экваториальной зоне, где систематические ошибки нормальных систем (и FK5 в том числе) достигают минимума. Анализ предполагал следующие цели - оценки реальной точности системы FK5 на эпоху, близкую ко времени наблюдений астрометрического спутника ГИППАРКОС; оценку возможностей использования ансамбля современных наземных наблюдений для проверки вероятных систематических ошибок каталога ГИППАРКОС. Для проведения исследования были выбраны 12 каталогов, наблюдавшихся с 1960 по 1978 гг., и 15 каталогов, наблюдавшихся в 80-х годах. Каталоги, отнесенные к равноденствию В 1950.0, были приведены к равноденствию J2000.0 и сравнивались с FK5. Классические систематические ошибки типа AascosS,Aaacosö, AS6,Aöa были сформированы методом сглаживания Вондрака для всех индивидуальных каталогов. Для двух подмножеств каталогов, центрированных на эпохи 1970 и 1987, были построены средневзвешенные инструментальные системы (MIS) для каждого типа ошибок. Оценки точности индивидуальных каталогов в случайном и систематическом
10
отношении, дисперсии систем каждого из подмножеств и формальные ошибки средних систем предс тавлены в таблицах. Индивидуальные систематические разности и средние инструментальные системы показаны в графическом виде для каждого типа систематических разностей. Полные систематические разности но прямому восхождению и склонению в смысле MIS-FK5 приводятся в табличном виде.
В результате сравнительного анализа показано, что в отношении зонных систематических ошибок взаимная согласованность инструментальных систем каталогов 80-х значительно лучше соответствующих характеристик каталогов 60-70-х, в то время как она сравнима для систематических ошибок типа Aa^cos£A£^.
Учитывая формальные ошибки обеих средних инструментальных систем, которые для MTS 80 составляют около 4 мае, а для MIS 60-70 5-7 мае, показано, что местные деформации системы FK5 в экваториальной зоне превышают се аппроксимированные формальные ошибки в 2 раза на эпоху 1970 и в 3 раза на эпоху 1987. В прямом восхождении обе средние инструментальные системы выявляют сходные деформации, очевидно эволюционирующие во времени от эпохи 1970 к эпохе 1987. Систематические ошибки типа также имеют сходный характер, что не так явно проявляется для систематических ошибок AAq. Делается вывод, что наиболее вероятной причиной обнаруженных уклонений системы FK5 являются значительные систематические ошибки собственных движений этого фундаментального каталога.
В Главе 3 описана процедура построения нормальной системы положений и собственных движений в экваториальной зоне, центрированной на эпоху 1970 (N70E).
Во вводной части обосновывается актуальность и научная ценность построения новой независимой от FK5 нормальной системы. На основании предварительного исследования системы FK5, представленного в Главе 2, делается вывод о том, что, с использованием современных каталогов, можно построить нормальную систему положений с точностью, значительно превышающую точность системы FK5 на среднюю эпоху миссии ГИППАРКОС. Дается краткий обзор особенностей построения основных нормальных систем 20-го столетия.
Представлен наблюдательный материал, привлеченный для построения новой нормальной системы, и отмечены характерные особенности современных каталогов фундаментальных звезд. Дается интерпретация общепринятой классификации каталогов. Отмечается, что практически все современные каталоги, которые
11
наблюдались дифференциальным методом и в западной литературе классифицируются как «относительные», нельзя считать дифференциальными в строгом смысле, так как строгий дифференциальный метод намеренно не был реализован в его первоначальном смысле. При обработке этих каталогов осуществлялась только глобальная ориентация инструментальной системы по отношению к опорному каталогу, поэтому автором был сделан вывод о том, что эти каталоги целесообразно привлечь к улучшению системы БК5. Было отмечено, однако, что уровень проникновения систематических ошибок опорного каталога в результирующие положения в данном случае зависит от множества факторов и практически невозможно спрогнозировать.
Подробно описана процедура перевода каталогов в систему ИС5 и методика предварительного учета уравнений яркости и цвета и каталожного оффсега. Для всех каталогов в таблице даны значимые коэффициенты яркости и цвета по отношению к 1-К5.
Особое внимание уделяется анализу современных методов разделения систематической и случайной компонент остаточных разностей. Анализ общепринятого в настоящее время метода аналитической аппроксимации ортогональными полиномами показал, что первоначальная цель создать объективный метод получения систематических разностей так и не была достигнута, так как выбор уровня значимости разложения, который определяет передаточную функцию процедуры аппроксимации, полностью произволен. Идея об использовании автокорреляции остатков в рамках аналитического метода также сопряжена с трудностями, связанными с подменой контролирующих критериев, и практически не была использована Германской астрометрической школой при конструировании каталогов ГК5 и ГК6.
Приводятся аргументы в пользу преимущества аппроксимации систематических разностей методом сглаживания Вондрака. Отмечается, что выбор оптимального коэффициента сглаживания является центральным вопросом любой процедуры кусочно-полиномиальной аппроксимации, который должен решаться на основе стохастического анализа остатков. Предложены методы оценки минимизации автокорреляционной функции остатков и оценки уровня соответствия эмпирического распределения остатков нормальному в процедуре подгонки оптимального коэффициента сглаживания. Эти методы протестированы в серии модельных экспериментов с использованием искусственного сигнала. В результате модельных экспериментов был сделан вывод о том, что минимум автокорреляций остатков, так же,
12
как и максимальное соответствие остатков нормальному распределению не всегда соответствует оптимальному коэффициенту сглаживания. Предложен эмпирический прием преодоления этого несоответствия, который был использован при конструировании И70Е. Проведен также анализ особенностей одномерного аналога аналитической аппроксимации систематических разностей с использованием модели сигнал-шум, который демонстрирует основные недостатки аналитического метода.
Далее описывается математическая процедура улучшения РК5 в систематическом и случайном отношении. Система Ы70Е основана на 36 современных каталогах последних трех десятилетий и четырех фундаментальных каталогах РКЗ, РК4, ОС, N30. Веса систематических разностей каталогов последовательно определялись в 3-х приближениях в 10° зонах по склонению. Средние ошибки системы положений К:70Е колеблются между 4 и 5 мае, а системы собственных движений К70Е - между 10 и 20 мас/ст. Классические систематические разности положений и собственных движений Да^созд, Да^созД Д£й в смысле Ш0Е-РК5 представлены на графиках, а полные систематические разности - в таблицах. Улучшение в случайном отношении положений и собственных движений 718 фундаментальных звезд в экваториальной зоне проводилось с привлечением 14 дополнительных каталогов. Получены следующие средние ошибки положений и собственных движений: в прямом восхождении 10 мае и 39 мас/ст, в склонении 13 мае и 34 мас/ст соответственно.
Контроль качества привязки каталога Ы70Е проводился путем его сравнения с каталогами 80-х, а также с каталогами БКЗ, РК4, ГК5, ОС, N30. Анализ систематических разностей последних показал, что реальные ошибки системы Ы70Е на временном интервале 70 лет близки к их формальным оценкам. Исследуются особенности поведения систематических ошибок положений этих нормальных систем, оценивается их реальная точность на среднюю эпоху. Обсуждается вопрос использования наиболее точных систем положений для оценки качества и улучшения собственных движений каталога ГИПИАРКОС.
В подглаве, посвященной сравнению К70Е с ГИ1ШАРКОСОМ, вначале приводится сравнительная характеристика формальных точностей ШОЕ, РК5, РК6 и ГИППАРКОСА. Из сравнения с наиболее точными сводными каталогами дается графическая иллюстрация деградации положений ГИППАРКОСа со временем. Далее проводится анализ соответствия случайной составляющей остаточных разностей ^0Е-ГИППАРКОС ожидаемым дисперсиям исходя из формальных ошибок. Из сравнения
14
2. Kolesnik Y. В., 1994, “Construction of the Second Quito Astrolabe Catalogue“' A&A 283, 997
3. Kolesnik Y. B., 1995, “Investigation of the FK5 system in the equatorial zone. Application to the instrumental system of the Second Quito Astrolabe catalogue” A&A 304,638
4.Kolesnik Y. B., 1995, “Analysis of the FK5 System in the Equatorial Zone”, Astronomical and astrophysical objectives of sub-miIIiarcsecond optical astrometry. Proceedings of the 166th Symposium of the International Astronomical Union held in the Hague, Netherlands, August 15-19, 1994 Edited by E. Hog, P. Kenneth Seidelmann, International Astronomical Union. Symposium no. 166, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, p.382
5. Колесник Ю.Б., 1996, «Улучшение положений 718 фундаментальных звезд в экваториальной зоне» в «Современные проблемы и методы астрометрии и геодинамики» Тезисы докладов. СПб, ИПА, с. 24
6. Kolesnik Y. В., 1997, “A normal system of positions and proper motions in the equatorial zone centered at epoch 1970”, MNRAS 285, 1
7. Kolesnik Y. B., 1998, “Rigidity Estimation of the HIPPARCOS System in the Equatorial Zone by 20th Century Ground-Based Observations” in Highlights of Astronomy Vol. 11A, as presented at Joint Discussion 14 of the XXIllrd General Assembly of the IAU, 1997. Edited by Johannes Andersen. Kluwer Academic Publishers, p.553
8. Kolesnik Y. B., 2000, “Models for Milliarcsecond Astrometry as compared with Models for Arcsecond Astrometry” in Models and Constants for Sub-microarcsccond Astrometry, 24th meeting of the IAU, Joint Discussion 2, August 2000, Manchester, England, p. 146
9. Kolesnik Y.B., 2000, “A new approach to interpretation of the non-precessional equinox motion”, in The Journées 2000 ’’Systèmes de référence spatio-temporels: J2000, a fundamental epoch for origins of reference systems and astronomical models” Ed. N. Capitaine, Observatoire de Paris, p. 119.
Во всех совместных работах вклад автора заключался в разработке и практической реализации методики редукции наблюдений, проведении вычислений и участии в анализе результатов.
15
Глава 1. Построение 2-го каталога астролябии Кито
1.1 Введение
Наблюдения при помощи инструментов, расположенных в экваториальной зоне, занимали особое место в фундаментальной астрометрии. Астролябия OPL-13 Астрономической обсерватории Кито в Эквадоре (<р=-0°13', Ь=2800м.), будучи единственной, работавшей на экваторе, занимала особое место в мировой сети астролябий. Ее исключительное географическое положение позволяет определять прямые восхождения наблюдаемых объектов с максимальной теоретической точностью, доступной инструментам данного типа, см. (Дебарба и Пию 1979). Астролябия была установлена в Кито в 1963 г., и при помощи французских и голландских специалистов в октябре этого года начались регулярные наблюдения звезд групповым методом. Основной целью наблюдений было участие в программах служб движения полюса. В качестве дополнительной была поставлена задача улучшения положений фундаментальных звезд в экваториальной области, что нашло отражение в составлении программы, включающей наблюдения "дополнительных" и "каталожных" звезд.
Первый каталог астролябии Кито был опубликован в середине 70-х руководителем группы астролябии голландским асгрометристом Скепмакером (Schccpmaker 1967). Он был построен па основании первых результатов наблюдений с 1963 по 1967 гг. и включает в себя 202 поправки к прямым восхождениям и 111 поправок к склонениям FK4. После его отъезда из Эквадора программа наблюдений, спланированная на многие годы таким образом, чтобы отнаблюдать большинство фундаментальных звезд в области по склонению от -30° до +30°, продолжалась вплоть до 1983 г. Таким образом, был получен обширный материал, который было решено обработать и опубликовать в качестве 2-го каталога астролябии Кито в рамках сотрудничества между Национальной политехнической школой Эквадора и Институтом астрономии РАН (бывшего Астросовста АН СССР). Настоящая работа представляет собой конечные результаты этой обработки.
В 1987 г. Фернаном Шоле (Choilet 1987) был предложен план построения 2-го сводного каталога мировой сети астролябий. Согласно этому плану, вначале должны быть скомпилированы каталоги южного и северного полушарий, которые затем должны быть объединены в единый каталог. В этом плане исключительное место
16
отводилось каталогу Кито, связывающему оба каталога в недоступной для большинства астролябий экваториальной области. Необходимость в новом, более обширном каталоге и явилась в начале 90-х годов основной мотивацией построения 2-го каталога астролябии Национальной астрономической обсерватории Кито.
1.2 Наблюдательный материал
Исходный наблюдательный материал представляет собой моменты прохождений звезд каталога FK4 и FK.4 Supp за период с сентября 1963 г. по август 1983 г. Программа наблюдений была организована следующим образом. В качестве основных наблюдались 11 полуторачасовых групп, включающих 28 звезд каждая (ГЗ). Сое гав этих групп не менялся на протяжении всего периода наблюдений. Внутри каждой основной группы, а также до и после группы, наблюдались дополнительные звезды (ДЗ), которые менялись по мере накопления достаточного количества прохождений (около 10-15). Общее число наблюденных ДЗ, относящихся к какой-либо группе, по окончании программы достигло 50-70. Начиная с 1967 г., между основными группами наблюдались также так называемые "каталожные группы", включающие 30-45 каталожных звезд (КЗ), состав которых также менялся со временем. График поправок широты, полученных в результате обработки как основных, так и каталожных групп, дает представление о временном распределении и пло тности наблюдений групп, см. Рис. 1.1.