Российская академия наук Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория ICRF – история, состояние, перспективы З.М.Малкин Пулковская обсерватория. - презентация

1 Российская академия наук Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория ICRF – история, состояние, перспективы З.М.Малкин Пулковская обсерватория

2 НСК в оптическом диапазоне FCAG NFK FK3 FK4 FK5 FK6 (1879) (1907) (1938) (1963) (1988) (1999-) PGC GC (1910) (1937) PFKSZ PFKSZ-2 (1958) (1980) HIPPARCOS (эпоха J )

3 НСК в радио диапазоне 1988–1994: RSC(IERS)yyC Комбинация каталогов (2-6), полученных в центрах анализа РСДБ-данных 1995–2004: ICRF ICRF-Ext.1 ICRF-Ext.2 Результаты одного глобального РСДБ-решения (GSFC, USNO) Уже в 1970-х годах точность координат радиоисточников, определяемых из РСДБ- наблюдений достигла, а затем превысила 100 mas, т.е. точность оптических каталогов

4 ICRS Заменила FK5 с 1998 г. Набор определений и моделей Начало координат – барицентр СС Кинематически-невращающаяся Направление полярной оси – задается принятой моделью прецессии-нутации Начало прямых восхождений – 3C 273B Полюс и начало RA ICRS-FK5 20 mas Реализуется каталогом HIPPARCOS в оптическом диапазоне и каталогом ICRF в радиодиапазоне

5 Каталог ICRF Получен по РСДБ-наблюдениям S/X диапазона Версии 1995, 1999, 2004 (608, 677, 717 источников, ~60% квазары) Независимость от экватора, эклиптики, равноденствия, эпохи Система: 212 определяющих источников Случайные ошибки 250 µas, систематические возможно, до 200 µas Большинство источников имеют оптические отождествления, как правило с m>18 В будущем возможно возвращение к оптике после завершения космических проектов GAIA и SIM

6 Использование ICRF Фундаментальная астрономия / астрометрия (координатная основа, привязка оптической системы,...) Дифференциальная радиоинтерферометрия Космическая навигация Вращение Земли, геодезия (ПВЗ, ЗСК,...)

7 ICRF: классификация источников Определяющие (defining) 212 источников, выбранных по длительности периода наблюдений, точности и стабильности координат; определяют систему ICRF, координаты фиксированы для всех следующих расширений Кандидаты (candidates) 294 источника, имеющих меньше наблюдений Дополнительные (other) 102 источника, включенные для улучшения заполнения небесной сферы Новые (new) 109 источников, дополнительно включенных в ICRF-Ext.1 и ICRF-Ext.2

8 ICRF: структура источников ИндексВлияние на РСДБ- задержку, пс (мм) Число источников в ICRF-Ext.2 definingcandidateother 1< 3 (1) (~1-3) (~3-10) > 30 (10) Fey et al., 2004

9 ICRF: структура источников Charlot, 2006 SI = 1 SI = 2 SI = 3 SI = 4

10 Распределение источников IСRF-Ext.2 по небесной сфере Ma, 2006

11 Ошибки координат IСRF

12 Нестабильность координат Charlot, 2006 (original data: Titov, Macmillan)

13 Нестабильность координат Ma, 2004

14 Стратегии обработки 1.Стандартное глобальное решение. 2.Оценивание координат нестабильных источников для каждой сессии наблюдений. 3.Оценивание координат нестабильных источников в виде некоторой функции (линейной, полиномиальной, полиномиально-тригонометрической, сплайны).

15 Стратегии обработки 1.Стандартное глобальное решение. 2.Оценивание координат нестабильных источников для каждой сессии наблюдений. 3.Оценивание координат нестабильных источников в виде некоторой функции (линейной, полиномиальной, полиномиально-тригонометрической, сплайны). Проблема состоит в идентификации и выборе источников, которые рассматриваются как нестабильные.

16 Стратегия обработки: влияние на координаты станций Titov, 2007 Ср.кв. разности высот станций между двумя решениями CRF φ, град

17 Стратегия обработки: влияние на ПВЗ MacMillan & Ma, 2007 Разности между двумя решениями CRF

18 Видимые движения источников MacMillan, источников со значимым видимым собственным движением на уровне 3σ

19 Видимые движения источников MacMillan, 2003 Зависимость видимых движений от Z

20 Совместный проект IAU/IERS/IVS ICRF-2 The Second Realization of The International Celestial Reference Frame ICRF-2 Рабочая группа IAU ( ): - общая координация работ по ICRF-2 - представление результата на ГА IAU 2009 и соответствующих резолюций МАС Рабочая группа IERS/IVS ( ): - практическое составление каталога ICRF-2 и представление результата рабочей группе IAU

21 ICRF-2: цели и задачи Повышение точности в случайном и систематическом отношении - увеличение числа наблюдательных данных для критических областей небесной сферы и для отдельных источников - идентификация и учет нестабильности положений радиоисточников - улучшение методов обработки и моделей - анализ ошибок каталогов Увеличение числа источников и улучшение их распределения по небесной сфере Расширение на другие диапазоны волн

22 ICRF-2: план работы Серии координат радиоисточников апрель 2007 второе приближение апрель 2008 Анализ серий координатоктябрь 2007 второе приближение июнь 2008 Анализ ошибок каталоговоктябрь 2007 второе приближение июнь 2008 Каталог карт радиоисточниковоктябрь 2007 второе приближениеиюнь 2008 Эволюция структур радиоисточниковмарт 2008 второе приближение июнь 2008 Отбор стабильных источниковиюль 2008 Выбор определяющих источниковавгуст 2008 ICRF-2 каталогдекабрь 2008 Представление каталога на РГ МАСмарт 2009 Представление ICRF-2 на ГА МАСавгуст 2009

23 ICRF-2 Два подхода для составления ICRF-2: 1.Вычисление координат источников в одном глобальном решении (одном центре обработки) с использованием самых современных подходов к анализу РСДБ- данных, астрономических и геофизических моделей и т.д. 2.Комбинация нескольких (лучших) каталогов координат радиоисточников после изучения и учета их случайных и систематических ошибок.

24 GSFC-USNO: все источники

25 ICRF-2: GSFC-USNO: ICRF defining

26 Пулковские сводные каталоги Исходные каталоги: 8 каталогов, полученных в рамках пилотного проекта IERS/IVS 2005 RSC(PUL)07C01 Улучшение ICRF в случайном отношении RSC(PUL)07C02 Улучшение ICRF в случайном и систематическом отношении

27 Исходные каталоги ЦентрПОНаблюденийИсточников AUSOCCAM (LSC) (207) BKGCalc/Solve (212) DGFIOCCAM (LS) (199) JPLMODEST (2) USNOCalc/Solve (207) GSFCCalc/Solve (212) MAOSteelBreeze (25) SHAOCalc/Solve (212) Общее число источников 968 (>15 набл. в 2 сессиях) Число общих источников 525 (196 "defining")

28 Сравнение исходных каталогов Δα, μasΔδ, μas WRMS разностей координат Sokolova & Malkin, 2007

29 Аналитическое представление систематических разностей 4.Функции Лежандра-Фурье: 1.Жесткое вращение (ориентация осей) : 2.Вращение с деформацией (модель IERS) : 3.Метод Броше:

30 4.Функции Лежандра-Фурье 1.Исходные разности 2.Жесткое вращение 3.Вращение с деформацией α (µas) δ Пример: USNO – ICRF

31 RSC(PUL)07C01 – ICRF-Ext.2 δ(µas) Δα, μ as Δδ, μas Sokolova & Malkin, 2007

32 RSC(PUL)07C02 – ICRF-Ext.2 Δα, μas Δδ, μas Sokolova & Malkin, 2007

33 USNO – ICRF-Ext.2 Δα, μas Δδ, μas Sokolova & Malkin, 2007

34 Взаимная ориентация сводных каталогов Голосеева и Пулкова Yatskiv & Malkin, 2007 A1 = 0 ± 7 A2 = 0 ± 7 A3 = -1 ± 9 Dα = 0 ± 0 Dδ = 0 ± 0 Bδ = - 2 ± 7 GAOUA – PUL (μas, μas/град)

35 Оценка качества реализаций НСК 1. Систематические ошибки. 2. Случайные ошибки. 3. Влияние на результаты обработки РСДБ-наблюдений.

36 КаталогFCNДисперсия Аллана XYСр.XY ICRF-Ext PUL Сравнение с наблюдениями Шумовая компонента рядов координат небесного полюса, вычисленных с двумя каталогами, μas

37 Увеличение числа источников Ma, 2006 VLBA Calibrator Survey (VCS)

38 Распространение ICRF на короткие волны Схема генерации радиоизлучения AGN С уменьшением длины волны центр излучения приближается к центральной черной дыре. => Структура источника становится более компактной. Однако его светимость уменьшается. Jacobs & Sovers, 2007

39 S-band X-band K-band Q-band 2.3 GHz 8.6 GHz 24 GHz 43 GHz 13.6cm 3.6cm 1.2cm 0.7cm Ka-band 32 GHz 0.9cm Зависимость структуры от длины волны Jacobs & Sovers, 2007

40 Расширение ICRF на диапазон Ka Jacobs & Sovers, 2007

41 Расширение ICRF на диапазон Q Ma, 2006

42 Перспективы ICRF точность100 μas GAIA: начало работы2011 каталог2019 точность 10 μas для m=15 VLBI2010: начало работы 2010 каталог2015 точность30 μas Связь радио-оптика: 20 μas в 2020

43 Конец Спасибо за внимание!