ICRS-ICRF سیستم و فریم مرجع سماوی

مطالعه این نوشته در 9 دقیقه

در نوشته های قبلی با سرویس IERS آشنا شدید. یکی از محصولات این سرویس، پارامترهای توجیه زمین بود که قبلا در مورد آن صحبت کردیم. در این نوشته به معرفی یکی دیگر از محصولات سرویس IERS به نام سیستم مرجع سماوی و فریم آن (ICRS-ICRF) می پردازم.

اگر به یاد داشته باشید، در نجوم ژئودزی انواع سیستم های تعیین موقعیت سماوی مورد بررسی قرار گرفته است. در آن جا با ما سیستم های سماوی افقی، زاویه ساعتی، بعدی و اکلیپتیکی آشنا شدیم. برای یادآوری این سیستم ها، می توانید به منابع نجوم ژئودزی مراجعه کنید.

در ابتدای سال 1998، سیستمی توسط سرویس IERS معرفی شد که به عنوان سیستم مرجع سماوی در نظر گرفته شده است. این سیستم که به ICRS معرف است مخفف International Celestial Reference System می باشد. این سیستم به نوعی جایگزینی برای سیستم مرجع قبلی که با نام FK5 شناخته می شود، در نظر گرفته شد. FK5 در واقع متشکل از شش کاتالوگ نجومی، حاوی اطلاعات مربوط به موقعیت های ستاره ها، برای تعیین یک سیستم سماوی برای کارهای مرتبط با نجوم می باشد.

تعریف ICRS

همان طور که می دانید، هر سیستم مختصات سه بعدی برای تعریف نیاز به مبدا، محور و پارامترهای اندازه گیری مختصات دارد. ICRS نیز از این قاعده مستثنی نیست. سرویس IERS برای تعریف این سیستم از تعاریف زیر استفاده کرده است:

  • مبدا این سیستم در نزدیکی مرکز جرم منظومه شمسی (Barycenter) قرار دارد. این نقطه توسط مدل های مورد استفاده در VLBI تعریف می شود و در فضا نقطه ای ثابت در نظر گرفته می شود.
  • قطب سماوی در این ICRS با استفاده از مدل های مورد استفاده در تعریف پرسیشن و نوتیشن، معرفی می شود. این قطب با قطب مربوط به سیستم حاصل از FK5 دارای اختلافی است که در شکل زیر مشاهده می کنید. با توجه به تغییرات پرسیشن و نوتیشن در طول زمان این قطب، نسبت به مبدا اصلی آن که در اپک J2000 در نظر گرفته شده است، تغییر می کند. این تغییرات را می توان به کمک پارامترهای توجیه زمین به دست آورد.
  • پارامترهای اندازه گیری در این سیستم همان پارامترهای مورد استفاده در سیستم بُعدی یعنی زاویه میل (δ) و بُعد ستاره (α) می باشند.
ICRS-ICRF
تفاوت قطب ICRF

تعریف ICRF

سیستم ها از یکسری تعاریف مشخص تشکیل شده اند. برای استفاده از این سیستم ها به صورت عملی نیاز به یکسری نقطه داریم که مختصات این نقاط در سیستم مورد نظر، مشخص و با دقت بالا در دسترس باشد. این مجموعه نقاط مختصات دار دقیق، تشکیل یک فریم را می دهند. در نتیجه برای استفاده عملی از هر سیستم نیاز به فریم آن سیستم داریم.

ICRF که مخفف International Celestial Reference Frame است، در واقع فریم مرجع برای استفاده عملی از سیستم مرجه سماوی بین المللی یا ICRS می باشد. اولین ICRF تولید شده توسط IERS، از مختصات بیش از 608 منبع رادیویی کهکشانی تشکیل شده بود. این منابع رادیویی به دلیل فاصله زیاد با زمین در حال حاضر ( با توجه به تکنولوژی موجود) ثابت در نظر گرفته می شوند. مختصات این منابع رادیویی توسط روش VLBI و با دقت بسیار بالا (arcsecond 0.001) اندازه گیری می شوند.

ICRS-ICRF
اندازه گیری توسط روش VLBI

بیشتر این منابع رادیویی را کوازارها تشکیل می دهند. کوازارها در واقع منابع انرژی فعال در کهکشان هستند که از یک سیاهچاله و لایه دیسک مانندِ حاوی گاز، تشکیل شده است. با ورود گاز به داخل سیاهچاله انرژی آن به صورت امواج الکترومغناطیس در فضا منتشر می شود. اندازه این سیاهچاله های فضایی تا بیش از 2 میلیون برابر حجم خورشید نیز برآورد شده است!

ICRS-ICRF
نمایی از یک کوازار

علاوه بر موارد عنوان شده، کاتالوگ Hipparcos، به دلیل انطباق بسیار بالا با ICRF اولیه، به عنوان مرجع تولید ICRF در طول موج مرئی در نظر گرفته شده است. این کاتالوگ که توسط ماهواره علمی سازمان فضایی اروپا ما بین سال های 1989 تا 1993 تولید شده است، از بیش از 118,200 ستاره تشکیل شده است.

ICRS-ICRF
نمایی از کاتالوگ Hipparcos

دانلود ICRF

تا زمان نگارش این نوشته، چهار نسخه ICRF عرضه شده است. این نسخه ها عبارتند از:

  • ICRF1 که در سال 1998 ارائه شده و شامل 608 نقطه است. برای دانلود کلیک کنید.

ICRS-ICRF

  • ICRF-Ext.1 که در سال 1999 ارائه شده و شامل 667 نقطه است. برای دانلود کلیک کنید.

ICRS-ICRF

  • ICRF-Ext.2 که در سال 2004 ارائه شده و شامل 717 نقطه است. برای دانلود کلیک کنید.

ICRS-ICRF

  • ICRF2 که در سال 2015 ارائه شده و شامل 3414 نقطه است. برای دانلود کلیک کنید.

ICRS-ICRF

در آینده، برای ارائه نسخه های جدید ICRF از پروژه های علمی-ماهواره ای جدید استفاده خواهند کرد. از جمله این پروژه ها می توان به عملیات های DIVA، AMEX، MIDEX، FAME، JASMINE، SIM-PlanetQuest، Gaia و OBSS اشاره نمود. از بین این پروژه ها، SIM-PlanetQuest و Gaia بیشتر مورد استفاده قرار خواهد گرفت. پروژه SIM-PlanetQuest توسط ناسا و پروژه Gaia توسط آژانس فضایی اروپا ESA برنامه ریزی شده اند. برای دریافت آخرین اطلاعات درباره این دو پروژه بر روی نامشان کلیک کنید.

ICRS-ICRF
ماهواره SIM PlanetQuest

امیر اللهویردی زاده
دانشجوی دکترای GNSS دانشگاه Curtin، کارشناس ارشد ژئودزی از دانشگاه اصفهان، مدرس دانشگاه، علاقه مند به سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای، مدیریت پروژه، برنامه نویسی
LinkedinTelegram

متوسط امتیاز / 5. تعداد رای

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *