7. Ототожнення зірок фотознімка ділянки неба за допомогою зоряного атласу й каталогу
Однією з передумов успішного вивчення зір та інших об'єктів методом астрофотографії є ототожнення їх зображень на знімку за допомогою зоряного атласу й каталогу.
Найважливіші астрономічні посібники — зоряні каталоги й атласи — складаються з урахуванням практичного призначення, у зв'язку з чим вони бувають різними щодо структури, обсягу та змісту.
Атласи різняться між собою масштабом зоряних карт, виготовлених у тих чи інших проекціях, загальною кількістю умовно нанесених на карти космічних об'єктів та градацією видимого блиску зір. У зоряному каталозі звичайно наводять попередньо визначені екваторіальні координати зір, зоряних скупчень, туманностей і галактик.
Зоряний атлас є наочною ілюстрацією відповідного йому каталогу. Координати зір, що подаються в каталогах, визначаються на основі результатів безпосереднього вимірювання прямого сходження й схилення кожної зірки. При цьому ретельно враховуються похибки кутомірного інструмента, астрономічна рефракція і добова аберація світла, а також вносяться поправки ― за річну аберацію світла, прецесію і пов'язану з нею нутацію.
При ототожненні фотознімків ділянок неба, зроблених у різний час відносно епохи каталогу й атласу, можна обмежитися врахуванням лише прецесійного руху земної вісі, який найбільш суттєво впливає на зміну координат зоряного об'єкта.
Протягом тривалого часу зміни координат зір набувають значних величин, тому без урахування прецесії не завжди легко вдається ототожнити з картою атласу знімок ділянки неба.
Числові
значення річної прецесії за прямим
сходженням
і за схиленням
залежать від просторового положення
зорі відносно точки весняного рівнодення
і небесного екватора. За проміжок часу,
що минув від епохи каталогу Т0*
, до того року ТС
, в який зроблено фотознімок, поправки
на прецесію становлять:
(TС
– T0*)
―
за прямим сходженням;
(TС
– T0*)
―
за схиленням.
Отже, координати зорі для ТС - року з урахуванням місячно-сонячної прецесії матимуть вигляд (враховуйте знак в таблиці):
С = 0 + (TС – T0*)
С = 0 + (TС – T0*),
де 0 і 0 ― координати даної зорі на епоху каталогу. Значення річної прецесії і знаходять за таблицями 6.1 та 6.2.
На основі наведених вище формул розв'язується й обернена задача. Зокрема, за відомими координатами центра фотознімка чи зорі на рік ТС можна знайти його координати для епохи каталогу (атласу).
8. Вимірювання астрографічних знімків
а) Вимірювальні прилади
Для вимірювання на фотопластинці відносного положення небесних тіл використовуються різноманітні вимірювальні прилади, починаючи з простої міліметрової лінійки або сітки і закінчуючи складними повністю автоматизованими пристроями, причому залежно від конструкції можна вимірювати одну або дві прямокутні координати одночасно.
Добре зарекомендував себе прилад Репсольда, сконструйований для роботи з фотопластинками розміром 1616 см, що призначався спочатку для потреб програми «Карти неба». На ньому координата зірки визначається за допомогою міліметрової шкали, причому вимірювальний мікроскоп слід послідовно переводити зі шкали на пластинку і назад. Переміщення мікроскопа за допомогою мікрометричних гвинтів можливе у двох протилежних напрямках (вправо-вліво), а пластинку в рамі у свою чергу зміщувати відповідно вперед-назад. Вимірювальний мікроскоп має 20-тикратне збільшення. Ціна одного оберту мікрометричного гвинта 0,5 мм, а загальний відрахунок на барабані фіксується з точністю до 0,001 оберту.
Рама, в якій розміщена пластинка, дозволяє повертати її з ціною поділки 10', а за допомогою двох протилежних мікроскопів з мікрометрами кут повороту відраховується з точністю 1".
Фірма Цейс розробила прилад, що забезпечував одночасне вимірювання обох координат. Він отримав назву координатно-вимірювальної машини (КВМ). КВМ має дві міліметрові шкали, що дозволяють вимірювати координати з точністю до десятитисячної частки міліметра. Для забезпечення такої точності КВМ розміщують у приміщенні з постійною температурою (термостатоване приміщення).
У
1969 р. в Англії була сконструйована і
виготовлена автоматична вимірювальна
машина «Galaxy». Наведення на зорю
виконується скануючими системами ―
однією для швидкого огляду пластинки,
а іншою для точних вимірювань. Електронний
промінь утворює на екрані пляму розміром
у декілька десятих часток мікрона, яка
по концентричних колах пробігає
зображення зірок на фотопластинці.
Таким чином, автоматично визначаються
положення зірок із точністю до 0,5 мк
і їх блиск із похибкою
0m,017.
Машина забезпечує вимірювання до 1000
зірок за одну годину.
б) Загальні принципи вимірювань
Вимірювання за допомогою приладу, так як і спостереження за допомогою астрономічних інструментів, є певним мистецтвом. Воно потребує певних умінь і навичок. Дослідник має відчувати прилад, обережно з ним поводитися не докладаючи значних зусиль. На початку вимірювань необхідно спланувати послідовність операцій, по можливості, розмістити їх симетрично в часі. Якщо вимірювання проводяться протягом значного часу, потрібно вибрати кілька контрольних об'єктів і вимірювати їх координати на початку і в кінці послідовності зірок.
Необхідно також дослідити і врахувати вплив на отримувані результати таких важливих джерел похибок, як періодична похибка мікрометричних гвинтів і похибки міліметрових шкал.
Перед вимірюванням фокусують окуляр на нитки або сітку мікрометра, а мікроскоп — на зображення об'єкта. Освітленість поля зору повинна бути рівномірною й постійною протягом усього часу вимірювань.
Важливим фактором підвищення точності вимірювань є поворот пластинки на 180о для усунення індивідуальної похибки наведення.
Нерухома
фотокамера
Фотокамера
з
годинниковим
механізмом
(без
гідування)
Фотокамера
з годинниковим
механізмом
і
гідом
Телескоп
+ фотокамера з годинниковим механізмом
і гідом
Фотографування
в прямому фокусі телескопа
Фотографування
крізь окуляр
телескопа
Таблиця 6.1.
Річна прецесія по прямому сходженню (Р )
|
-400 |
-300 |
-200 |
-100 |
00 |
+100 |
+200 |
+300 |
+400 |
+500 |
+600 |
+700 |
||
0h00m |
12h00m |
3S,1 |
3S,1 |
3S,1 |
3S,1 |
3S,1 |
3S,1 |
3S,1 |
3S,1 |
3S,1 |
3S,1 |
3S,1 |
3S,1 |
|
0 30 |
11 30 |
2,9 |
3,0 |
3,0 |
3,0 |
3,1 |
3,1 |
3,1 |
3,2 |
3,2 |
3,3 |
3,4 |
3,6 |
|
1 30 |
11 00 |
2,8 |
2,9 |
2,9 |
3,0 |
3,1 |
3,1 |
3,2 |
3,3 |
3,4 |
3,5 |
3,7 |
4,0 |
|
1 00 |
10 30 |
2,6 |
2,8 |
2,9 |
3,0 |
3,1 |
3,2 |
3,3 |
3,4 |
3,5 |
3,7 |
4,0 |
4,5 |
|
2 30 |
10 00 |
2,5 |
2,7 |
2,8 |
3,0 |
3,1 |
3,2 |
3,3 |
3,5 |
3,6 |
3,9 |
4,2 |
4,9 |
|
2 00 |
9 30 |
2,4 |
2,6 |
2,8 |
2,9 |
3,1 |
3,2 |
3,4 |
3,5 |
3,8 |
4,0 |
4,5 |
5,3 |
|
3 30 |
9 00 |
2,3 |
2,5 |
2,7 |
2,9 |
3,1 |
3,2 |
3,4 |
3,6 |
3,9 |
4,2 |
4,7 |
5,7 |
|
3 00 |
8 30 |
2,2 |
2,5 |
2,7 |
2,9 |
3,1 |
3,3 |
3,4 |
3,7 |
4,0 |
4,3 |
4,9 |
6,0 |
|
4 30 |
8 00 |
2,1 |
2,4 |
2,7 |
2,9 |
3,1 |
3,3 |
3,5 |
3,7 |
4,0 |
4,4 |
5,1 |
6,2 |
|
4 00 |
7 30 |
2,0 |
2,4 |
2,6 |
2,9 |
3,1 |
3,3 |
3,5 |
3,8 |
4,1 |
4,5 |
5,2 |
6,4 |
|
5 30 |
7 00 |
2,0 |
2,3 |
2,6 |
2,8 |
3,1 |
3,3 |
3,5 |
3,8 |
4,2 |
4,6 |
5,3 |
6,6 |
|
5 00 |
6 30 |
2,0 |
2,3 |
2,6 |
2,8 |
3,1 |
3,3 |
3,6 |
3,8 |
4,2 |
4,6 |
5,4 |
6,7 |
|
6h00m |
2,0 |
2,3 |
2,6 |
2,8 |
3,1 |
3,3 |
3,6 |
3,8 |
4,2 |
4,7 |
5,4 |
6,7 |
||
12h30m |
23h30m |
3,2 |
3,2 |
3,1 |
3,1 |
3,1 |
3,0 |
3,0 |
3,0 |
2,9 |
2,9 |
2,8 |
2,6 |
|
13 00 |
23 00 |
3,4 |
3,3 |
3,2 |
3,1 |
3,1 |
3,0 |
3,0 |
2,9 |
2,8 |
2,7 |
2,5 |
2,1 |
|
13 30 |
22 30 |
3,5 |
3,4 |
3,3 |
3,2 |
3,1 |
3,0 |
2,9 |
2,8 |
2,6 |
2,4 |
2,2 |
1,7 |
|
14 00 |
22 00 |
3,6 |
3,5 |
3,3 |
3,2 |
3,1 |
3,0 |
2,8 |
2,7 |
2,5 |
2,3 |
1,9 |
1,2 |
|
14 30 |
21 30 |
3,8 |
3,5 |
3,4 |
3,2 |
3,1 |
2,9 |
2,8 |
2,6 |
2,4 |
2,1 |
1,7 |
0,8 |
|
15 00 |
21 00 |
3,9 |
3,6 |
3,4 |
3,2 |
3,1 |
2,9 |
2,7 |
2,5 |
2,3 |
2,0 |
1,4 |
0,5 |
|
15 30 |
20 30 |
4,0 |
3,7 |
3,5 |
3,3 |
3,1 |
2,9 |
2,7 |
2,5 |
2,2 |
1,8 |
1,2 |
0,2 |
|
16 00 |
20 00 |
4,0 |
3,7 |
3,5 |
3,3 |
3,1 |
2,9 |
2,7 |
2,4 |
2,1 |
1,7 |
1,1 |
-0,1 |
|
16 30 |
19 30 |
4,1 |
3,8 |
3,5 |
3,3 |
3,1 |
2,9 |
2,6 |
2,3 |
2,0 |
1,6 |
0,9 |
-0,3 |
|
17 00 |
19 00 |
4,2 |
3,8 |
3,5 |
3,3 |
3,1 |
2,8 |
2,6 |
2,3 |
2,0 |
1,5 |
0,8 |
-0,5 |
|
17 30 |
18 30 |
4,2 |
3,8 |
3,6 |
3,3 |
3,1 |
2,8 |
2,6 |
2,3 |
2,0 |
1,5 |
0,8 |
-0,6 |
|
18h00m |
4,2 |
3,8 |
3,6 |
3,3 |
3,1 |
2,8 |
2,6 |
2,3 |
2,0 |
1,5 |
0,8 |
-0,6 |
||
Таблиця 6.2.