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天体测量星表

/astrometric catalogue/
条目作者金文敬

金文敬

最后更新 2022-02-07
浏览 199
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载天体的各种天体测量学参数(如位置、自行视差)的表册。

英文名称
astrometric catalogue
所属学科
天文学

星表分为两大类:天体测量星表和天体物理星表。它们由两种不同类型的参数构成的。前者给出了天体测量参数(如位置、自行、视差),后者记载天体的各种天体物理参数(光度、金属丰度)。星表以观测方式不同有空间的和地面的;也可以按波段分有射电、红外、光学、X射线等星表;星表按观测目标的类型分有恒星星表、变星星表、双星星表、非恒星天体星表等。在法国斯特拉斯堡天文数据中心(Centre de données astronomiques de Strasbourg;CDS)收集了全球各天文单位提供的各类星表。美国海军天文台也有星表数据库(Naval Observatory Merged Astrometric Dataset;NOMAD),这些都是有用的资料。由于CCD的应用,天体的测光已经与天体测量和光谱观测不可分开,所以在这些计划中都给出了测光资料。为了完整地了解某个天体的形成和演化过程,观测都在多波段进行。天体测量星表常常同时给出天体的星等、光谱型等数据,满足天体证认工作的需要。对于研究天体的演化和形成的天体物理课题,如SDSS(sloan digital sky survey)、QUEST(quaser equatorial survey team)巡天,也同时给出了天体测量参数。星表和数据库都向着同时给出天体测量参数和天体物理参数的方向发展,这类星表称为联合星表。

几个著名的和广泛使用的天体测量星表有:依巴谷星表和第谷星表、ICRF星表、2MASS星表等。

根据依巴谷卫星的观测资料(平均历元为J1991.25)编制的光学星表。1997年6月发表的依巴谷星表(星表历元为J1991.25)包含117955颗星的位置(赤经/赤纬)、自行和视差。星等亮于9等的精度分别为0.77/0.64毫角秒,0.88/0.74毫角秒/年和0.97毫角秒(其中10%的精度好于0.47~0.66毫角秒)。具有测光资料的星数为118204颗,星等亮于9等的测光精度为0.0015等。因此它是一本毫角秒精度的星表。此外,还确认和存疑的双星和聚星系统共23882颗星,确认和发现各类变星为11597颗星。由卫星上恒星测绘仪的观测资料编制的第谷星表(星表历元为J1991.25)包含1058332颗星,亮于9等星的位置精度为7毫角秒,对于10.5等星,位置精度为25毫角秒。亮于9等星的测光精度0.012等,10.5等星的测光精度为0.06等,星表第一版本Tycho-1没有自行。美国海军天文台和丹麦哥本哈根天文台合作,用AC(Astrographic Catalogue)和Tycho-1,并结合地面100多本天体测量星表,于2000年编成第二版本Tycho-2(星表历元为J2000.0),包含近2539913颗星(每平方度25~150颗星,取决于银纬)。位置精度(亮于9等)7毫角秒,对所有星的位置精度和自行精度分别为60毫角秒和2.5毫角秒/年。依巴谷星表星的密度小(每平方度3颗星),实际较多采用的参考星表为Tycho-2。依巴谷星表与国际天球参考系(ICRS)的符合在1991.25时为零,指向的精度为±0.6毫角秒,速率的精度为±0.25毫角秒/年。由于自行误差,精度逐年降低,但是在Gaia星表未发表前,仍然是ICRS在光学波段的实现。

根据全球VLBI观测编制的射电星表,1998年1月1日国际天文学联合会(IAU)采用了河外射电源定义的ICRS,此类星表为ICRS的实现。ICRF-1仅包括608个源,其中212颗射电源为定义源,294颗射电源为候选源,102颗射电源为其他源,ICRF-1的射电源位置和参考架指向的精度分别为约250和20微角秒。经过12年的使用,2010年1月1日采用ICRF-2替代ICRF-1。射电源的数量增加至3414颗,其中定义源、非定义源和VCS(VLBA Calibrator Surveys)源的数量分别为295、922和2197颗。ICRF-2的射电源位置和参考架指向的精度分别为约40和10微角秒。2019年1月1日启用ICRF-3。射电源数量增加至4536颗,其中定义源303颗。

这是红外波段的星表,全名为two micron all sky survey。根据美国霍普金斯山天文台(Mt.Hopkins)和智利托洛洛山美洲际天文台(CTIO)1.3米望远镜对北天和南天在近红外的波段的观测编制的,发表于2003年。包括主要由银河系恒星组成的点源星表(总共470992970个点源)以及主要包含河外星系的展源星表(共1647599个展源),点源星表的极限星等I﹤15.8星等、H﹤15.1星等和Ks﹤14.3星等。在2000年附近的位置精度为60~100毫角秒,比美国海军天文台星表USNO-B和哈勃导星表GSC-Ⅱ精度高,与美国海军天文台的电荷耦合器件天体照相星表(UCAC)的51×106共同星(8~10星等)比较,系统差仅10~20星等,但是无自行,它是ICRS在近红外的实现;展源星表的极限星等为J﹤15.0星等H﹤14.3星等和Ks﹤13.5星等。

两千年来,各个波段和各种天体的星表的编制在不断地进行着,从未间断过。编制天体测量星表呈现新的特点:①数量多、星等暗、精度高。随着空间天体测量的发展,星表包括天体的数量和位置精度上都有一个飞跃。位置精度已从公元前150年左右的1000″提高至1毫角秒,第二个天体测量卫星Gaia将使位置精度达到微角秒精度。随着新技术的发展(如CCD和漂移扫描技术的应用),观测天体更暗、数量更多,以深度天体测量标准天区(deep astrometric standards;DAS)计划为例,其中的极限星等为25星等,因此星表中包括天体的数量也随之增加。光谱星表也有类似的情况,随着大视场多目标光纤分光仪和高质量CCD照相机的应用,将有利于高精度、快速地编制各类光谱星表。②星表编制时间缩短。一般从观测至星表发表要在10年左右,如依巴谷星表(极限星等为12.4星等)从1989开始观测,至1997年才发表该星表。随着计算机技术的发展,UCAC4星表(极限星等为16星等)从1998年2月开始观测,至2003年发表,只用了5年,Gaia星表也类似。③资料处理方法更严格。随着观测精度的提高,观测资料的处理已从牛顿框架改为一阶后牛顿框架。如果精度要求至1微角秒或者更高,则要考虑更高阶项,即采用后-后牛顿框架。

截至2018年进行中的地面的光学巡天计划有:SkyMapper、URAT(USNO robotic astrometric telescope)、Pan-STARSS(panoramic survey telescope and rapid response system)、LSST(large synoptic survey telescope)等,极限星等都达到20星等左右,有的甚至到24星等。这些计划科学目标侧重天体物理方面的研究,如太阳附近几百秒差距(pc)内的小质量星;银河系动力学结构、大尺度星流;银河系的形成和演化;太阳系天体的轨道的改进等。未来,更多集中于在各个波段和对各种天体的联合星表的编制,既包括了天体测量参数,又有天体物理参数,如对银心星团的射电和近红外波段的观测。

  • LOPEZ C E.Astrometric Survey.Encyclopedia of Astronomy and Astrophysics,2001,95-100.

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