Die Vermessung der Milchstraße: Hipparcos, Gaia, SIM Vorlesung von Ulrich Bastian ARI, Heidelberg Sommersemester 2004

Gliederung 1.Populäre Einführung I: Astrometrie 2.Populäre Einführung II: Hipparcos und Gaia 3.Wissenschaft aus Hipparcos-Daten I 4.Wissenschaft aus Hipparcos-Daten II 5.Hipparcos: Technik und Mission 6.Astrometrische Grundlagen 7.Hipparcos Datenreduktion Hauptinstrument 8.Hipparcos Datenreduktion Tycho 9.Gaia: Technik und Mission 10.Gaia Global Iterative Solution 11.Wissenschaft aus Gaia-Daten 12.Sternklassifikation mit Gaia 13.SIM und andere Missionen

Hipparcos: Mission und Technik

Die teuren Komponenten des Projekts Satellit - ESA Instrument(e) - ESA Start - ESA Betrieb - ESA Input Catalogue - INCA Datenreduktion - FAST/NDAC/TYCHO

Hipparcos Input Catalogue (HIC) Alle wissenschaftlich wichtigen Sterne (Proposals) Eine repräsentative Auswahl von Sternen (Survey) Überall 2.5 Sterne pro Quadratgrad Astrometrische und photometrische Referenzsterne Position auf <1 genau (über die ganze Missionszeit) Helligkeit und Farbe möglichst genau Duplizität Sondergruppen (VLBI-Radiosterne, Planetoiden, Monde....) ~ vorgeschlagen, ~ verschiedene, HIC

Some HIC statistics Survey stars: 52045, magnitude-limited complete sample to V= , the local limit depending on spectral type and galactic latitude

Nominal scanning law

Teleskop

Chromaticity: Reine Spiegeloptik, also keinerlei chromatische Aberrationen. Große Überraschung (grade noch rechtzeitig): Es gibt doch erhebliche astrometrische Farbfehler! Zusatzanforderung an INCA: V-I für alle HIC-Sterne nötig!

Fokalebene

Detektor Hauptinstrument Problem: Keine guten ortsauflösenden elektronischen Detektoren verfügbar. Aber das Licht des gesamten Feldes würde unentwirrbares Durcheinander von Signalen erzeugen. Zweites Problem: Keine bewegten Teile an Bord erlaubt. Lösung: Image Dissector Tube (IDT) Detektor Tycho-Instrument Einfache Photomultiplier, keine Ortsauf- lösung. Feldlinse, dichroitischer Spiegel, zwei photometrische Kanäle

Rohsignal des Hauptinstruments

Spektrale Empfindlichkeit des Hauptinstruments

Rohsignal des Tycho-Instruments

Spektrale Empfindlichkeit des Tycho-Instruments

Betrieb des Hauptinstruments

Autonomie Programme Star File vom Boden (alle Minuten) Aus Vergleich mit Star Mapper Transits: Attitude Aus Attitude: Sterne in den beiden Feldern Aus Sternliste: Beobachtungszeitplan Aus Attitude und Zeitplan: Positionierung des IDT-Felds Aus Abweichung der Attitude vom NSL: Stöße der Steuerdüsen - möglichst selten - immer wenn 5 oder +/- 3.5/s überschritten werden - voraussschauend Intitial star patter recognition am Boden

Einiges über das tatsächliche Instrument und den Verlauf der wissenschaftlichen Mission

Attitude convergence after perigee

Evolution of astrometric instrument calibration, part 1

Evolution of astrometric instrument calibration, part 2

Der Hipparcos-Katalog The Hipparcos and Tycho Catalogues ESA SP-1200 (ESA 1997)

The Hipparcos and Tycho Catalogues 17 gedruckte Bände, 6 CD-ROMs ( = Band 17 ) Band 1 Beschreibung und Erklärung des Katalogs Band 2-4 Beschreibung der Mission und Datenauswertung Band 5-9 der gedruckte Hauptkatalog Band 10 Parameter für Doppelsterne Band 11 Parameter für Veränderliche Sterne Band 12 Lichtkurven von Veränderlichen Sternen Band 13 Bezug zu anderen Katalogen und Auffindekärtchen Band Himmelsatlas aus Tycho-Katalog Band 17 CD-ROMs kein komplett gedruckter Tycho-Katalog auf den CDs weitere, zusätzliche Daten die wichtigsten Daten in verschiedenen online-Datenbanken alle Daten im online-Archiv des CDS und seiner Dependancen

Der gedruckte Hauptkatalog, eine linke Seite (Vol.5, S.236), Teil 1 2: proximity; H,T = HIP, TYC object within 10 6: coarse variability flag; 1,2,3 = ampl. 0.6 mag 7: source of V; G,H,T,blank = ground, HIP, TYC, missing 10: double star object for astrometric parameters; A,B,*,+ = components A,B, photocentre, mass centre

Der gedruckte Hauptkatalog, eine linke Seite (Vol.5, S.236), Teil 2 29: percentage of rejected astrometric measurements 30: goodness of fit (very special; probability in sigma scale)

Der gedruckte Hauptkatalog, eine rechte Seite (Vol.5, S.237), Teil 1 36,43,48: double star object for the various parameters; A,B,*,+ = components A,B, photocentre, mass centre 39: source of B-V; G,T, blank = ground, Tycho, missing 42: Source of V-I; A,B,C,...,T = a separate list of literature items

Der gedruckte Hauptkatalog, eine rechte Seite (Vol.5, S.237), Teil 2 52: variability type; C,D,R,blank = various sorts of nothing; P,U = variable (periodic, unsolved) 53: variability data in Vol : light curve in Vol : component id. for fields : no. of HIP stars with this CCDM 68: S = survey star 58: no. of components in this HIP 69: finding chart in Vol. 13; G=GSC, D=DSS 59: more data in multiple-star files 70: pointer to Notes 60: double star processing mode