星表简介之三-依巴谷

了解天空的奥秘无疑是从星星的位置开始的。早在文字出现之前,人们还在用绘画描述生活场景的时候,就有了对那些明亮光点的记录,这样久远的历史现在已无从考证,战国时期的甘德、石申最早以天文著作闻名,但作品早已失传,只剩名目而已,古希腊喜帕恰斯(Hipparchus)编制的西方第一本星表也是因为被托勒密提及才为世人所知,而托勒密在《天文学大成》中整理的1千多颗恒星在整个中世纪都是权威,这几乎已经是目力的极限,直到17世纪,望远镜发明之后,人类才得以继续拓展自己的视野,随着望远镜口径的不断加大,在二十世纪,我们又走到了光学和机械技术的极限,天文学家们在五十年代前后意识到在地面测定的恒星位置误差主要来自大气的不稳定以及地球运动的不规则,已经很难依靠仪器的进步来解决,只有寄希望于空间望远镜,避开这些干扰因素。

于是法国斯特拉斯堡天文台台长Lacroute在1966年提出了伊巴谷(Hipparcos)计划,全称是高精度视差收集卫星(High Precision Parallax Collecting Satellite),它采用三角视差的方法来测量恒星的位置,距离,运动速度等信息,为了向喜帕恰斯致意而特意凑出了这个发音接近的缩写。在经过近二十年的论证研究之后,欧洲空间局终于在1976年接受了这一方案,着手设计制造。1989年8月8日在法属圭亚那的库鲁(Kourou)由阿丽亚娜4型火箭(Ariane-4)发射升空,本来准备发射到同步轨道上,但在36500公里处时远地点推进器的意外失效使它进入了椭圆轨道,这个轨道离地球最近时只有500km,这虽然高于地球大气(100km),但已经深入了地球辐射带内部,在穿越地球辐射带时,会有大量的高能粒子妨碍正常观测,并逐渐侵蚀着卫星部件,观测时间和使用寿命都受到不小的影响,到了1992年7月卫星开始出现异常,1993年3月在实现了预期的科学目标之后,停止了全部观测活动,1993年8月15日地面控制中心中断了与卫星的通讯联系。伊巴谷卫星从此加入了太空中孤独漫游者的行列。


用依巴谷星表4万颗恒星绘制的赫罗图

在四年的观测当中,伊巴谷通过扫描天空观测了天文学家们精心筛选出来的十万多颗恒星,传回的数据由FAST(Fundamental Astronomy by Space Techniques)和NDAC(Northern Data Analysis Consortium)两个独立的数据中心分别处理,结果在1997年6月发表了依巴谷星表,星表包括极限星等为12.4等的118218颗恒星,此前通用的FK5星表仅有2千颗左右的恒星数据,伊巴谷星表将恒星数目提高了两个量级,测量精度也提高了两个量级,而且都是同一架望远镜用相同的方法获得的结果,大大提高了数据的一致性和准确性,至今仍是光学星表中星数最多,精度最高的星表。

此外,科学家们为了充分利用这前所未有的观测机会,连定位用的拍摄装置都分配了科学任务,这就是丹麦的Høg教授建议的“第谷”观测计划。由于卫星在太空中只能利用恒星来辨别方位,要将视场中的天体特征与数据库中的恒星资料进行比对来确定当前的指向,为了让这部分工作也具有科学价值,他们在恒星测绘仪后端加装了分光滤波系统,可以实现恒星的双色测光,这是比主镜更加快捷方便的观测方式。1997年6年发布的第谷星表(称为Tycho-1)包括极限星等为11.4等的恒星1058332颗,但是由于自行误差较大,位置精度随时间迅速下降,1999年又综合地面的观测数据发表了第谷2星表(Tycho-2),星数达到2539913颗。

依巴谷卫星的成功对天文学影响深远,从天文坐标系统到空间尺度,从恒星演化到星系结构,几乎在传统天文学的所有领域都有重要应用;而与此同时,另一架意义重大的空间望远镜也在大洋彼岸紧锣密鼓的筹划进行,那就是哈勃空间望远镜,本系列下一篇就讲它的导星星表GSC。

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anpopo
2008 年 10 月 31 日 01:43

星表要怎么用呢?
就是说知道了每颗星星在哪里,然后呢?

gerry
回复给  anpopo
2008 年 11 月 2 日 21:27

要将不同时间地点的观测结果进行比较,合并,需要一个比对归算的标准,星表中的恒星就是这样的角色,当然它所包含的星等,颜色,光度,自行等信息也可以直接作为统计样本