imported>LNTG в 13:57, 15 октября 2025

2025-10-15T13:57:31Z

Новая страница

[[Файл:JPL complex.gif|thumb|300px|[[Лаборатория реактивного движения]] [[NASA|НАСА]] в Калифорнии — одна из наиболее заметных мировых организаций, занимающихся фундаментальными проблемами астрометрии]]

'''Астроме́трия''' (от {{lang-grc|ἄστρον}} — «звезда» и {{lang-grc2|μετρέω}} — «измеряю») — раздел [[астрономия|астрономии]], главной задачей которого является изучение геометрических и [[Кинематика|кинематических]] свойств [[небесное тело|небесных тел]].

Основная задача астрометрии более развёрнуто формулируется как высокоточное определение местонахождения небесных тел и векторов их скоростей в данный момент времени. Полное описание этих двух величин дают '''''шесть [[астрометрические параметры|астрометрических параметров]]''''':
* '''''[[небесные координаты|небесные экваториальные координаты]]''''', или '''''положения''''', — [[прямое восхождение]] (<math>\boldsymbol \alpha</math>) и [[Склонение (астрономия)|склонение]] (<math>\boldsymbol \delta</math>);
* '''''[[собственные движения звёзд|собственные движения]]''''', то есть экваториальные скорости по прямому восхождению и склонению (<math> \dot \alpha, \dot \delta</math>);
* '''''[[параллакс]]ы''''';
* '''''[[лучевая скорость|лучевые скорости]]'''''<ref>Лучевая скорость иногда определяется по спектрам, поэтому её не всегда относят к астрометрическим параметрам</ref>.

Точное измерение этих астрометрических параметров позволяет получить об астрономическом объекте дополнительную информацию, такую как<ref name="kvk">{{статья|автор=Куимов К.В.|заглавие=Современная астрометрия|издание=[[Земля и Вселенная]]|тип=Журнал|место={{М.}}|год=2003|номер=5|страницы=23—34}}</ref>:
* абсолютная [[светимость]] объекта;
* масса и возраст объекта;
* классификация местонахождения объекта: в [[Солнечная система|Солнечной системе]], в [[Галактика|Галактике]], за её пределами, и т. п.;
* классификация семейства небесных тел, к которому принадлежит объект;
* отсутствие/наличие у объекта невидимых [[Спутник (космос)|спутников]].

Многие из этих сведений необходимы для того, чтобы делать выводы о физических свойствах и внутреннем строении наблюдаемого объекта, а также давать ответы и на более фундаментальные вопросы — об объёме, массе и возрасте всей [[Вселенная|Вселенной]]. Таким образом, астрометрия является одним из важнейших разделов астрономии, дающим [[эксперимент]]альную информацию, необходимую для развития остальных разделов ([[астрофизика|астрофизики]], [[космология|космологии]], [[космогония|космогонии]], [[небесная механика|небесной механики]], и т. п.).

== Классификация астрометрии ==

=== Фундаментальная астрометрия ===
{{нет ссылок в разделе|дата=2019-09-26}}
Для точных измерений положений и движений небесных тел необходимо иметь систему отсчёта с заданными координатами. '''Фундаментальной астрометрией''' называется тот подраздел астрометрии, который занимается проблемами выбора такой системы координат, и связанных с ними вопросов — какие именно объекты выбрать для начала отсчёта (т. н., ''реализации системы координат''); каким способом привязать систему координат к объектам, являющимся началом отсчёта.

Современные системы координат подразделяются на [[кинематическая система координат|кинематические]] и [[динамическая система координат|динамические]]:
* '''[[динамическая система координат]]''' — система, определяемая на основе [[элементы орбиты|элементов орбиты]] вращения [[Земля|Земли]] вокруг [[Солнце|Солнца]].
* '''[[кинематическая система координат]]''' — система координат, базирующаяся на привязке к объектам, собственные движения которых могут считаться достаточно хорошо известными.

С начала развития астрономии и вплоть до конца XX века астрономы всегда пользовались именно динамической системой экваториальных координат. За начало отсчёта этой системы была принята [[точка весеннего равноденствия]], традиционно обозначаемая символом <math> \boldsymbol \Upsilon</math>, — точки пересечения [[эклиптика|эклиптики]] с [[небесный экватор|небесным экватором]], определяемая из наблюдений годового движения Солнца.

Такая динамическая система имеет ряд недостатков. Вследствие [[прецессия|прецессии]] и [[нутация|нутации]] [[ось Земли|земной оси]], движения оси вращения внутри Земли, а также вековых и периодических [[возмущения|возмущений]] орбиты Земли от тел [[Солнечная система|Солнечной системы]] (т. н., «прецессия от планет»<ref>«Прецессия от планет» — сложившийся исторически термин, обозначающий возмущения от планет. Он не имеет ничего общего с прецессией — движением оси вращающегося объекта</ref>), точка весеннего равноденствия движется среди звёзд. Пока в астрономии пользовались динамической системой координат, это движение вынуждены были компенсировать подсчётом влияния всех вышеперечисленных процессов, соответственно пересчитывая координаты на каждую [[астрономическая эпоха|эпоху]].

Кроме того, динамическая система отсчёта не удовлетворяет предъявляемому к опорной системе требованию [[инерциальная система отсчёта|инерциальности]].

Эти затруднения привели к целесообразности замены динамической системы координат на кинематическую. В современной астрометрии пользуются кинематической системой координат. В настоящий момент это система координат [[ICRF]] в радиодиапазоне, со внегалактическими объектами в качестве опорных, и [[HCRF]] в оптическом диапазоне, использующая привязку к системе [[ICRF]] наблюдений космического астрометрического проекта [[Hipparcos]].

Кинематическая система отсчёта, базирующаяся на внегалактических объектах в качестве опорных, считается квазиинерциальной (поскольку ускорением в движении внегалактических объектов, и даже самим наличием этого движения, можно пренебречь).

Любая кинематическая система координат определяется с помощью [[фундаментальный каталог|фундаментального каталога]], как совокупность всех астрометрических параметров объектов, зачисленных в этот каталог.

=== Практическая астрометрия ===
'''Практической астрометрией''' называется подраздел, занимающийся проблемами:<ref name="kvk" />
* использования установленной системы координат;
* определения из полученных сведений, где находятся изучаемые объекты и как они движутся;
* организации и обработки наблюдений для решения этих задач;
* оценки точности полученных результатов, и её улучшения до нужной точности.

К практической астрометрии следует отнести и обзоры неба — составление подробных [[фотограф]]ических карт с целью каталогизации как можно большего числа астрометрических объектов.

=== Изучение вращения Земли ===
{{нет ссылок в разделе|дата=2019-09-26}}
Так как астрометрические наблюдения в большом объёме ведутся с поверхности Земли, изучение любых вариаций её движения и движения её коры также связано с решением астрометрических задач, и является подразделом астрометрии. На движение каждой отдельно выбранной точки на поверхности Земли влияют такие процессы как [[прецессия]], [[нутация]], [[движение полюсов]], замедление вращения Земли, [[тектоника плит|движение литосферных плит]], неравномерность хода часов в гравитационном поле. При этом параметры вращения Земли не постоянны; они меняются со временем. Одним из методов, применяемых для изучения вращения Земли, является '''[[Гравиметрия (геодезия)|гравиметрия]]'''

Вращение Земли примерно до середины XX века использовалось в астрометрии для измерения времени, а также географических координат. После изобретения более точных способов для того и другого астрометрия теперь решает обратную задачу — изучает вариации вращения Земли, (в частности, замедление), используя стандарты точного времени; и изучает колебания земной коры, используя системы [[Спутниковая система навигации|глобальной спутниковой навигации]].

== История астрометрии ==
{{основная статья|История астрометрии}}
До появления астрофизики в начала [[XX век]]а практически вся астрономия сводилась к астрометрии. Астрометрия неразрывно связана со [[Каталог звёздного неба|звёздными каталогами]]. Первый каталог был составлен ещё в [[Древний Китай|Древнем Китае]] астрономом Ши Шенем. Точнее, это был не каталог, а схематичная карта неба. Первый же [[Звёздный каталог Гиппарха|астрометрический каталог]], содержащий координаты звёзд, был создан древнегреческим астрономом [[Гиппарх]]ом и датируется 129 годом до нашей эры, но он не сохранился. Сравнив свои наблюдения с более ранними, Гиппарх открыл явление ''[[предварение равноденствий|предварения равноденствий]]'', или [[прецессия|прецессии]]. Стимулом для развития астрометрии являлись практические нужды человека: без [[компас]]а и [[Механические часы|механических часов]] навигация могла осуществляться только по наблюдениям небесных светил (см. [[Астрономическая навигация]]).

В Средние века астрометрия была широко распространена в Арабском мире. Наибольший вклад в неё внесли [[ал-Баттани]] (X в.), [[ал-Бируни]] (XI в.) и [[Улугбек]] (XV в.). В XVI веке [[Браге, Тихо|Тихо Браге]] в течение 16 лет проводил наблюдения [[Марс (планета)|Марса]], обработав которые, его преемник [[Кеплер, Иоганн|Иоганн Кеплер]] открыл [[Законы Кеплера|законы движения планет]]. На основе этих эмпирических законов [[Ньютон, Исаак|Исаак Ньютон]] описал [[закон всемирного тяготения]] и заложил основы [[классическая механика|классической механики]], что привело к появлению [[Научная картина мира|научного подхода]].

В конце XX века, после значительного кризиса, в астрометрии произошла революция, благодаря развитию вычислительной техники и усовершенствованию приёмников излучения.

== Основные задачи современной астрометрии ==
Первоначально задачей астрометрии было измерение положения звёзд с целью определения по ним географических координат для [[Астрономическая навигация|навигации]]. Если географические координаты известны, то отмечая момент прохождения светила через небесный меридиан, можно узнать [[местное солнечное время]].

=== Основные цели современной астрометрии ===
{{нет ссылок в разделе|дата=2019-09-26}}
[[Файл:US Naval Observatory (Washington, District of Columbia).jpg|300px|thumb|Здание [[Морская обсерватория США|Морской обсерватории США]] в Вашингтоне (''{{lang-en|US Naval Observatory}}'', или ''USNO'')]]
* Создание нового фундаментального каталога, относительно удовлетворяющего требуемым для современных наблюдений критериям универсальности;
* Усовершенствование опорной системы отсчёта на Земле ([[Международная земная система координат|ITRS]]).
* Проверка теории относительности, уточнение её фундаментальных параметров;
* Создание универсальной карты неба, имеющей преимущества перед уже имеющимися фотографическими обзорами;
* Получение астрометрических параметров для как можно большего количества различных объектов в нашей галактике;
* Изучение эффекта [[Гравитационная линза|микролинзирования]], в том числе его влияния на построение фундаментальной опорной системы;
* Накопление мониторинговых наблюдений для улучшения теорий движения Земли и тел Солнечной системы;

=== Методы астрометрии ===

==== Астрометрические наблюдения ====
{{нет ссылок в разделе|дата=2019-09-26}}
Измеряемыми величинами при астрономических наблюдениях точечного источника света (в том числе и любой, за исключением [[Солнце|Солнца]], звезды) являются:<ref name="kvk" />

* [[звёздная величина]] — характеризует количество квантов света, пришедшее от точечного источника за единицу времени на единицу площади;
* [[спектр]]альный состав — характеризует распределение по длинам волн всех квантов, пришедших от источника;
* [[небесные координаты|координаты]], или положения звёзд — величины, показывающие, с какого направления пришли эти кванты.

Наблюдения, показывающие эти величины, являются [[фотометрия|фотометрическими]], [[спектроскопия|спектроскопическими]], и астрометрическими соответственно. С появлением новых, более универсальных приёмников света, такое разделение по классификации наблюдений становится всё менее заметным. Для определения астрометрических параметров небесных тел необходимы все три перечисленные типа измерений.

Точность измерений положений <math>\boldsymbol \mu</math> зависит от радиуса <math>\boldsymbol R</math> дифракционного диска изображения точечного источника и количества квантов света <math>\boldsymbol n</math>, пришедших от источника, следующим образом: <math>\mu \sim R/\sqrt{n}</math>

==== Астрометрические инструменты ====
{{см. также|Астрофотометр}}
{{дополнить раздел|дата=2014-03-26}}
{{нет ссылок в разделе|дата=2019-09-26}}
Предполагается, что космический аппарат [[Gaia]] достигнет точности измерения углов до ''20 µas'' (микросекунд дуги).

===== Классические астрометрические инструменты =====
'''Классический [[астрограф]]''' — [[рефрактор (телескоп)|телескоп-рефрактор]], используемый для фотографирования небесных объектов. Получили распространение в конце XIX века после изобретения фотографии. Использовался для создания обзоров неба.

'''Телескоп Шмидта''' — [[зеркально-линзовый телескоп]], имеющий, по сравнению с классическим астрографом, бо́льшую светосилу и поле зрения. Также используется для обзоров неба.

'''Длиннофокусный астрограф''' — [[рефрактор]] с фокусным расстоянием до 19 метров. В отличие от классического астрографа даёт большее увеличение, что позволяет его использовать для измерения [[параллакс]]ов.

'''[[Пассажный инструмент]]''' — [[рефрактор]], который может вращаться только вокруг горизонтальной оси, жёстко закреплённой на двух тумбах и расположенной в направлении запад-восток. Для наблюдений доступны небесные тела в момент прохождения ими [[Небесный меридиан|небесного меридиана]], то есть во время ''верхних'' и ''нижних'' [[Кульминация (астрономия)|кульминаций]]. На оси закреплён специальный диск, по которому можно наводить трубу инструмента по [[Высота (астрономия)|высоте]]. Во время наблюдения фиксируется и [[момент времени]] прохождения небесного тела через меридиан.

'''[[Меридианный круг]]''' — астрометрический инструмент для точного определения экваториальных координат небесных тел по наблюдениям их прохождения через меридиан. В отличие от пассажного инструмента на оси закреплены разделённые круги, позволяющие с высокой точностью определять склонения наблюдаемых небесных тел.

'''[[Зенит-телескоп]]''' и '''[[зенит-труба]]''' используются для определения широты.

== Примечания ==
{{Примечания}}

== Ссылки ==
{{Родственные проекты
| Викисловарь = астрометрия
}}
* {{ВТ-ЭСБЕ|Астрофотометрия}}
* [https://astrogalaxy.ru/676.html Годичный параллакс и расстояния до звёзд] {{Wayback|url=https://astrogalaxy.ru/676.html |date=20200924232927 }}
* [http://www.astronet.ru/db/msg/1188617 Расстояния до космических объектов (методы определения)] {{Wayback|url=http://www.astronet.ru/db/msg/1188617 |date=20080604005943 }}
* [http://194.226.235.38/Assets/aNSCI0011/4/07.html Геометрия Космоса]{{Недоступная ссылка|date=2018-05|bot=InternetArchiveBot }}
* [https://web.archive.org/web/20080418063248/http://www.astro.spbu.ru/WWW/staff/dio/distances.html Методы определения расстояний до галактик]
* [http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1168270&uri=rastorguev.html Шкала расстояний во вселенной] {{Wayback|url=http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1168270&uri=rastorguev.html |date=20070219181616 }}

[[Категория:Астрометрия| ]]

Астрометрия - История изменений

imported>LNTG в 13:57, 15 октября 2025