القياس الفلكي

قياس الفلك هو فرع الفلك يتضمن قياسات دقيقة لمواقف وحركات النجوم وغيرها الأجرام السماوية. توفر المعلومات التي تم الحصول عليها عن طريق القياسات الفلكية معلومات عن معادلات الحركة والأصل المادي النظام الشمسي و لنا المجرة، ال درب التبانة.

يرتبط تاريخ علم الفلك بتاريخ كتالوجات النجوم، والذي أعطى علماء الفلك نقاطًا مرجعية للأجسام الموجودة في السماء حتى يتمكنوا من تتبع تحركاتها. هذا يمكن أن يعود إلى هيبارخوس، الذي استخدم حوالي 190 قبل الميلاد كتالوج أسلافه تيموشاريس و أريستيلوس لاكتشاف الأرض مقدمة. من خلال القيام بذلك ، طور أيضًا مقياس السطوع الذي لا يزال قيد الاستخدام حتى اليوم. قام Hipparchus بتجميع كتالوج به ما لا يقل عن 850 نجمة ومواقعها. خليفة هيبارخوس ، بطليموس، تضمنت كتالوجًا من 1022 نجمة في عمله في المجسطيمع تحديد موقعها وإحداثياتها وسطوعها.

في القرن العاشر ، عبد الرحمن الصوفي أجرى ملاحظات على النجوم ووصف مواقعها ، المقادير و لون النجم؛ علاوة على ذلك ، قدم رسومات لكل كوكبة ، والتي صورت في بلده كتاب النجوم الثابتة. ابن يونس لاحظ أكثر من 10000 إدخال لموقع الشمس لسنوات عديدة باستخدام كبير الإسطرلاب يبلغ قطرها حوالي 1.4 متر. ملاحظاته على الكسوف كانت لا تزال تستخدم بعد قرون في سايمون نيوكومبتحقيقاته حول حركة القمر ، في حين ألهمته ملاحظاته الأخرى لحركة الكواكب المشتري وزحل لابلاس’س انحراف مسير الشمس و عدم المساواة بين كوكب المشتري وزحل. في القرن الخامس عشر ، كان Timurid عالم الفلك أولوك بيك جمعت ال زيج سلطاني، حيث قام بتصنيف 1019 نجمة. مثل الفهارس السابقة لهيبارخوس وبطليموس ، يُقدر كتالوج أولغ بيك بأنه دقيق في حدود 20 دقائق من القوس.

في القرن السادس عشر، تايكو براهي تستخدم أدوات محسنة ، بما في ذلك كبيرة الآلات الجدارية، لقياس مواضع النجوم بدقة أكبر من السابق ، بدقة 15-35 قوس ثانية. تقي الدين قاس ال الصعود الصحيح من النجوم في مرصد القسطنطينية تقي الدين باستخدام “ساعة المراقبة” التي اخترعها. متى التلسكوبات أصبح شائعا ، تحديد الدوائر قياسات السرعة

جيمس برادلي حاول القياس أولاً المنظر النجمي في عام 1729. أثبتت الحركة النجمية أنها غير ذات أهمية بالنسبة له تلسكوب، لكنه اكتشف بدلاً من ذلك انحراف الضوء و ال العطف من محور الأرض. تم تحسين فهرسته لـ 3222 نجمة في عام 1807 بواسطة فريدريش بيسل، والد علم الفلك الحديث. أجرى القياس الأول للمنظر النجمي: 0.3 قوس ثانية ل نجم ثنائي 61 سيغني.

نظرًا لصعوبة قياسها ، تم الحصول على حوالي 60 اختلافًا في المنظر النجمي فقط بحلول نهاية القرن التاسع عشر ، معظمها باستخدام ميكرومتر خيطي. علم الفلك باستخدام الفلكية لوحات فوتوغرافية تسريع العملية في أوائل القرن العشرين. آلات قياس الصفائح الآلية وقد سمحت تكنولوجيا الكمبيوتر الأكثر تعقيدًا في الستينيات بتجميع أكثر كفاءة لـ كتالوجات النجوم. في الثمانينيات ، الأجهزة الموصولة بالشحن (CCDs) استبدلت اللوحات الفوتوغرافية وقللت عدم اليقين البصري إلى ميلي ثانية واحدة. جعلت هذه التكنولوجيا قياس الفلك أقل تكلفة ، وفتحت المجال أمام جمهور هواة.

في عام 1989 ، وكالة الفضاء الأوروبية’س هيباركوس أخذ القمر الصناعي القياس الفلكي إلى المدار ، حيث يمكن أن يكون أقل تأثراً بالقوى الميكانيكية للأرض والتشوهات البصرية من غلافه الجوي. عمل هيباركوس في الفترة من 1989 إلى 1993 ، وقام بقياس الزوايا الكبيرة والصغيرة في السماء بدقة أكبر بكثير من أي تلسكوبات بصرية سابقة. خلال فترة 4 سنوات ، المواقف ، و Parallaxes ، و حركات مناسبة من 118،218 نجمة تم تحديدها بدرجة دقة غير مسبوقة. جديد “كتالوج Tycho”جمعت قاعدة بيانات تضم 10583332 في حدود 20-30 ماس (مللي ثانية). تم تجميع كتالوجات إضافية لـ 23،882 نجمة مزدوجة / متعددة و 11،597 النجوم المتغيرة تم تحليلها أيضًا خلال مهمة Hipparcos.

اليوم ، الكتالوج الأكثر استخدامًا هو USNO-B1.0، كتالوج شامل للسماء يتتبع الحركات والمواضع والمقادير المناسبة وخصائص أخرى لأكثر من مليار جسم نجمي. خلال الخمسين سنة الماضية ، كان هناك 7435 كاميرا شميت تم استخدام اللوحات لإكمال العديد من مسوحات السماء التي تجعل البيانات في USNO-B1.0 دقيقة في حدود 0.2 قوس ثانية.

التطبيقات

بصرف النظر عن الوظيفة الأساسية لتقديم علماء الفلك مع الإطار المرجعي للإبلاغ عن ملاحظاتهم في ، فإن القياس الفلكي أساسي أيضًا لمجالات مثل ميكانيكا سماوية, ديناميات النجوم و علم الفلك المجري. في علم الفلك الرصدي، تساعد تقنيات القياس الفلكي في التعرف على الأجسام النجمية من خلال حركاتها الفريدة. إنها مفيدة لحفظ الوقت ، في ذلك التوقيت العالمي هو في الأساس الوقت الذري متزامن مع أرضعن طريق الملاحظات الفلكية الدقيقة. علم الفلك هو خطوة مهمة في سلم المسافة الكونية لأنه يؤسس المنظر تقديرات المسافة للنجوم في درب التبانة.

كما تم استخدام علم الفلك لدعم ادعاءات كشف الكواكب خارج المجموعة الشمسية من خلال قياس الإزاحة التي تسببها الكواكب المقترحة في الموقع الظاهر لنجمها الأم في السماء ، بسبب مدارها المشترك حول مركز كتلة النظام. يعتبر القياس الفلكي أكثر دقة في المهمات الفضائية التي لا تتأثر بالتأثيرات المشوهة للغلاف الجوي للأرض. ناسا المخطط لها مهمة قياس التداخل في الفضاء (SIM PlanetQuest) (تم إلغاؤه الآن) هو استخدام تقنيات قياس الفلك للكشف الكواكب الأرضية يدور حول 200 أو نحو ذلك من أقرب النجوم الشمسية. وكالة الفضاء الأوروبية مهمة جايا، التي تم إطلاقها في عام 2013 ، تطبق تقنيات القياس الفلكي في تعدادها النجمي. بالإضافة إلى اكتشاف الكواكب الخارجية ، يمكن استخدامه أيضًا لتحديد كتلته.

يتم استخدام القياسات الفلكية بواسطة علماء الفيزياء الفلكية لتقييد نماذج معينة في ميكانيكا سماوية. عن طريق قياس سرعات النجوم النابضة، فمن الممكن وضع حد على عدم التناسق من سوبرنوفا انفجارات. أيضا ، يتم استخدام النتائج الفلكية لتحديد توزيع المادة المظلمة في المجرة.

يستخدم علماء الفلك تقنيات الفلك لتتبع الأجسام القريبة من الأرض. علم الفلك مسؤول عن اكتشاف العديد من أجسام النظام الشمسي التي حطمت الأرقام القياسية. للعثور على مثل هذه الأجسام قياسًا فلكيًا ، يستخدم علماء الفلك التلسكوبات لمسح السماء وكاميرات المساحات الكبيرة لالتقاط الصور على فترات زمنية مختلفة محددة. من خلال دراسة هذه الصور ، يمكنهم اكتشاف أجسام النظام الشمسي من خلال تحركاتها بالنسبة للنجوم الخلفية ، والتي تظل ثابتة. بمجرد ملاحظة حركة لكل وحدة زمنية ، يقوم علماء الفلك بتعويض المنظر الناجم عن حركة الأرض خلال هذا الوقت ويتم حساب المسافة مركزية الشمس لهذا الجسم. باستخدام هذه المسافة والصور الأخرى ، مزيد من المعلومات حول الكائن ، بما في ذلك العناصر المداريةيمكن الحصول عليها.

50000 Quaoar و 90377 سيدنا تم اكتشاف كائنين في النظام الشمسي بهذه الطريقة مايكل إي براون وآخرون في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا باستخدام مرصد بالومار’س تلسكوب صموئيل أوشين 48 بوصة (1.2 متر) وكاميرا Palomar-Quest كبيرة المساحة. تعد قدرة علماء الفلك على تتبع مواقع وحركات هذه الأجرام السماوية أمرًا بالغ الأهمية لفهم النظام الشمسي وماضيه وحاضره ومستقبله مع الآخرين في الكون.

الإحصاء

أحد الجوانب الأساسية للقياس الفلكي هو تصحيح الخطأ. تؤدي العوامل المختلفة إلى أخطاء في قياس مواقع النجوم ، بما في ذلك الظروف الجوية والعيوب في الأدوات والأخطاء من قبل المراقب أو أدوات القياس. يمكن تقليل العديد من هذه الأخطاء من خلال تقنيات مختلفة ، مثل تحسينات الأدوات والتعويضات على البيانات. ثم جاءت النتائج تحليلها باستخدام أساليب إحصائية لحساب تقديرات البيانات ونطاقات الخطأ.

برامج الحاسوب

• XParallax viu (تطبيق مجاني لنظام التشغيل Windows)
• Astrometrica (تطبيق لنظام Windows)
• Astrometry.net (قياس الفلك الأعمى عبر الإنترنت)

المصدر: ويكيبيديا