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Hamburger Sternwarte - Astrometrie



Astrometrie

Die Vermessung des Himmels

Positionsastronomie, ist die Wissenschaft vom geometrischen Aufbau des Universums (Ort, Bewegung und Entfernung der Gestirne). Sie hat in Hamburg eine lange Tradition.

Schon 1930 wurde der gesamte Nordhimmel photographiert und für über 180 000 Sterne genaue Positionen erhalten (AGK2). In den 60er Jahren wurde das Unternehmen wiederholt (AGK3), um zusätzlich die Bewegung der Sterne zu ermitteln. Der umfangreiche Katalog war Anfang der 70er fertig.

In den 60er Jahren wurde an der Hamburger Sternwarte aus dem Repsold-Instrument das erste photoelektische Meridiankreis-Teleskop entwickelt, welches später nach Perth in Australien verlegt wurde, um auch am südlichen Sternhimmel wertvolle astrometrische Arbeiten zu leisten. Die Ergebnisse der Expedition wurden 1976 von E. Hoeg und J.von der Heide im PERTH70 -Katalog als Abhandlungen aus der Hamburger Sternwarte, Band IX veröffentlicht.

In Hamburg wurde die photographische Astrometrie unter Prof. Christian de Vegt weiter betrieben, der über viele Jahre auch Präsident der entsprechenden Kommission der IAU (International Astronomical Union) war. Man stützte sich dabei auf die seit Jahrzehnten gesammelten Erfahrungen, auf den neuen Zonen-Astrographen und auf den MANN-Komparator als Messmaschine. Insbesondere die Technik dieser Maschine wurde stetig verbessert und die Leistung gesteigert.

Die Leistung der Astrometrie-Gruppe in Hamburg konnte sich bei der Erstellung des CPC2-Katalogs erweisen.Von 1962 bis 1972 wurde an der Cape Sternwarte in Südafrika der gesamte Südhimmel auf etwa 5700 Photoplatten mit 4-facher Überdeckung aufgenommen. Alle Platten wurden bis 1985 in England am Royal Greenwich Observatory ausgemessen. Die Auswertung des Datenmaterials von über 270000 Sternpositionen wurde in Hamburg durchgeführt. Dabei war erstmals ein neues Auswerteverfahren in der Anwendung, bei dem alle Platten zusammen in einer riesigen Ausgleichsrechnung behandelt werden, um ein homogeneres Ergebnis zu erzielen. Solche Rechnungen waren erst durch genügend leistungsfähigen Computern möglich geworden. 1999 wurde der Second Cape Photographic Catalogue (CPC2) überarbeitet und von N. Zacharias, M. Zacharias und C de Vegt neu herausgegeben. Der Hipparcos Katalog wurde nun zur Reduktion benutzt und eine Genauigkeit von 0.053 Bogensekunden im Durchschnitt erreicht.

Seit Anfang 2000 besteht eine Kooperation mit dem US Naval Observatory zur Neumessung von ca. 2000 Photoplatten des AGK2. Die Originalplatten des AGK2 aus dem Sternwartenarchiv wurden zur Digitalisierung nach Washington DC verschickt. Die Abbildung zeigt die in USA angekommenen Frachtkisten mit dem wertvollen Plattenmaterial.

AGK2-Platten in USA

Nach Auswertung der gewonnenen Daten werden etwa für 1 Millionen Sterne Eigenbewegungen aus einer Epochendifferenz von 70 Jahren abgeleitet werden können.

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Astrometrie

Das Extragalaktische Referenz-System

Mit Kontinente verbindenden Radioteleskopen (VLBI = Very Long Baseline Interferometry) ist es in den vergangenen Jahren gelungen, ein extrem genaues Koordinatensystem am Himmel zu erstellen. Hierzu werden Quasare benutzt, sehr weit entfernte Galaxienkerne die oft eine sehr intensive punktförmige Radiostrahlung aussenden und sich somit als Eichpunkte besonders gut eignen.

Dagegen ist das bisherige Referenzsystem im optischen, basierend auf Positionen der helleren Sterne um einen Faktor von mehr als 100 ungenauer. Ziel der astrometrischen Forschung an der Hamburger Sternwarte war es, ein hochgenaues Referenzsystem für alle Spektralbereiche zu erstellen, basierend auf dem Radio-System.

Dazu wurden die im optischen Spektralbereich schwachen Quasare mit grossen Teleskopen abgebildet und über Zwischenstufen in das System der hellen Sterne eingemessen, unter Benutzung der Photoplatten des Hamburger Astrographen. Am südlichen Sternhimmel wurden die Beobachtungen für ein entsprechendes Projekt in enger Zusammenarbeit mit dem US Naval Observatorium (Washington) und deren Aussensternwarte in Neuseeland durchgeführt.

Alle Photoplatten, auch die aus Neuseeland und dem Grossteleskop in Australien (4m Anglo- Australian- Telescope) wurden in Hamburg ausgemessen und ausgewertet. Für etwa 400 Quellen liegen vollständige Ergebnisse vor.

Die Messergebnisse wurden mit den von HIPPARCOS gewonnenen Positionen und den Radiobeobachtungen abgestimmt. Daraus entstand der Extragalactic Reference Link Catalog (ERLcat) mit genauen Positionen von 89 422 Sternen im Helligkeitsbereich (mv) 11-14. Der Catalog of Faint Reference Stars in 398 Fields of Extragalactic Radio Reference Frame Sources erschien 2001. Die Positionen in Feldern am Nordhimmel beruhen auf Messungen der Platten des Hamburger Zonenastrograph, die etwa 1975-1995 aufgenommen wurden.

Ein genaues Referenzsystem am Himmel ist erforderlich, um alleine schon die Identifizierung der interessanten schwachen Objekte vornehmen zu können, die mit bestehenden und zukünftigen Teleskopen in verschiedenen Spektralbereichen laufend entdeckt werden. Die genaue Beobachtung der Eigenbewegung der Sterne liefert grundlegende Erkenntnisse über den Aufbau und die Entwicklung unseres Milchstrassensystems, insbesondere genauere Entfernungsangaben, was Auswirkungen bis zu kosmologischen Theorien hat. Die Genauigkeit der astrometrischen Kataloge wird in immer kürzeren Zeitabständen verbessert.

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Neuer Astrometriesatellit - FAME

Nach Hipparcos wurde ein neues Projekt unter Federführung des U.S. Naval Observatory (USNO) und Mitwirkung anderer Institute, darunter der Arbeitsgruppe an der Hamburger Sternwarte, gestartet. Der Name wurde abgeleitet von " Full-sky Astrometric Mapping Explorer", abgekürzt: FAME.

In einem Gremium von Wissenschaftlern ist Prof.C. deVegt beteiligt und bringt die über Jahrzehnte in Hamburg gesammelten Erfahrungen mit ein.

FAME wird die Positionen, Eigenbewegungen, Parallaxen und die Photometrie nahezu aller Sterne bis zur 15. visuellen Grösse bestimmen.

Der Start von FAME ist im Oktober 2004 vorgesehen. Weitere Informationen.


AGK2-Platten in USA



Textvorlage: Dr.N. Zacharias, 1992 - aktualisiert:
Dieter Kuehl 2001-09-28