أنظمة الإسناد السماوية الباريسنترية والجيومركزية

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

يُعدّ نظام الإحداثيات السماوية المركزي ( BCRS ) نظام إحداثيات يُستخدم في علم الفلك لتحديد مواقع وحركات الأجرام السماوية. ويُعتبر مركز إحداثياته ​​مركز كتلة النظام الشمسي بأكمله، أي مركز ثقله . وقد أنشأه الاتحاد الفلكي الدولي (IAU) عام 2000 ليكون نظام الإحداثيات المرجعي العالمي للأجرام الواقعة خارج نطاق جاذبية الأرض ، وتشمل: [ 1 ] الكواكب والأقمار والأجرام الأخرى في النظام الشمسي، والنجوم والأجرام الأخرى في مجرة ​​درب التبانة ، والأجرام خارج المجرة.

يُعدّ نظام الإسناد السماوي الجيومركزي ( GCRS )، الذي أنشأه الاتحاد الفلكي الدولي (IAU) عام 2000، نظام إحداثيات قياسيًا مشابهًا يُستخدم لتحديد موقع وحركة الأجسام القريبة من الأرض ، مثل الأقمار الصناعية. [ 1 ] ويُمثّل مركز إحداثياته ​​مركز كتلة الأرض.

تُسهّل هذه الأنظمة على العلماء والمهندسين جمع البيانات الدقيقة ومشاركتها ومقارنتها وتحويلها على مستوى العالم، وذلك من خلال وضع معايير للقياس والمنهجية، وتوفير إطار عمل متسق. ويركز نظام BCRS على علم الفلك: استكشاف النظام الشمسي والكون. وهو النظام المستخدم حاليًا للتعبير عن البيانات المكانية في المراجع الفلكية، مثل فهرس نجوم هيباركوس .

يركز نظام GCRS بشكل أكبر على ملاحة الأقمار الصناعية الأرضية والتطبيقات الجيوفيزيائية التي يدعمها. ويعتمد الأداء السليم لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بشكل مباشر على دقة قياسات الأقمار الصناعية التي يدعمها نظام GCRS. [ 2 ]

الغرض والتنفيذ

صُمم نظام BCRS لدعم قياسات الموقع والحركة فائقة الدقة المطلوبة في علم الفلك. [ 1 ] أحد العوامل الحاسمة لتحقيق هذه الدقة يكمن في كيفية تحديد وقياس تأثيرات النسبية العامة . يتضمن كلا النظامين معايير تُمكّن من اتساق إحداثيات الزمكان الناتجة وسهولة مقارنتها بين القياسات الفلكية التي تُجرى في جميع أنحاء العالم. كما يوفران موترًا متريًا لإنشاء إطار مرجعي متسق للملاحظات. ويحقق هذا الموتر الاتساق جزئيًا من خلال توحيد نقطة مرجعية للجاذبية.

يُعدّ النظام الجيومركزي أبسط، فهو أصغر حجمًا ويتضمن عددًا قليلًا من الأجسام الضخمة: يُعرّف هذا النظام الإحداثي مركزه بأنه مركز كتلة الأرض نفسها. أما النظام الباريسنتري، فيمكن تصوره بشكل عام على أنه متمركز حول الشمس، لكن النظام الشمسي أكثر تعقيدًا. فحتى الكواكب الأصغر حجمًا تُمارس قوة جاذبية على الشمس، مما يُسبب تغيرًا طفيفًا في موقعها أثناء دورانها. هذه التغيرات كبيرة جدًا مقارنةً بدقة القياسات المطلوبة في علم الفلك. لذا، يُعرّف نظام الإحداثيات الباريسنتري مركز إحداثياته ​​بأنه مركز كتلة النظام الشمسي بأكمله، أي مركز ثقله . تُساعد هذه النقطة الثابتة للجاذبية على تقليل التأثيرات النسبية لأي إطار مرجعي رصدي داخل النظام الشمسي.

العلاقة بالمعايير الأخرى

ICRS

يتطابق اتجاه نظام إحداثيات BCRS مع اتجاه النظام المرجعي السماوي الدولي (ICRS). كلاهما متمركزان في مركز ثقل النظام الشمسي، ويشيران إلى الاتجاه نفسه. أي أن محاورهما متوافقة مع محور الإطار المرجعي السماوي الدولي (ICRF)، الذي اعتمده الاتحاد الفلكي الدولي (IAU) كمعيار قبل عامين (1998). يهدف الإطار المرجعي السماوي الدولي (ICRF) إلى تحديد معنى "الاتجاه" في الفضاء، من خلال تثبيت اتجاهه بالنسبة للكرة السماوية ، أي بالنسبة لخلفية الفضاء السحيق. بعبارة أخرى، لا يتحرك الإطار المرجعي السماوي الدولي (ICRF) بالنسبة للنجوم والمجرات؛ فهو لا يدور.

لا يمكن عمليًا تحديد ثبات الاتجاه بشكل كامل، لكن بإمكاننا الاقتراب منه أكثر بكثير مما نستطيع قياسه. فكلما كان الجسم أبعد، قلّ ظاهريًا تغيّر اتجاهه بالنسبة لنا ( تأثير اختلاف المنظر ). ولذلك، يستخدم مرصد ICRF أجسامًا بعيدة جدًا، خارج مجرتنا، لتحديد نقاط مرجعية اتجاهية. كما تُصدر هذه الأجسام المختارة موجات راديوية ، وهي أقل عرضةً للحجب بواسطة الغازات السماوية أمامها مقارنةً بالأطوال الموجية الأخرى. يعتمد مرصد ICRF إحداثيات 212 جسمًا مرجعيًا، معظمها من الكوازارات ، لتحديد اتجاهه بالنسبة إليها.

HCRF

كان الإطار المرجعي السماوي لهيباركوس (HCRF) مشابهًا للإطار المرجعي السماوي الدولي (ICRF)، ولكنه استُخدم سابقًا مع قمر هيباركوس الصناعي الذي عمل بين عامي 1989 و1993. وقد أجرى هذا القمر الصناعي قياساتٍ وافيةً لاختلاف المنظر النجمي بدقةٍ فاقت أي شيءٍ متاحٍ آنذاك، مما أنتج فهرسًا للنجوم لا يزال يُستخدم على نطاقٍ واسعٍ حتى اليوم. لم تُستكمل بعدُ عمليةُ مسحٍ شاملةٍ مماثلةٍ استنادًا إلى التحسينات اللاحقة في قدرات القياس. وبدقةٍ أقل آنذاك، وعند الأطوال الموجية الضوئية ، يُمكن أيضًا تحديد الإطار المرجعي السماوي الدولي (ICRS) والإطار المرجعي السماوي المقارن (BCRS) باستخدام الإطار المرجعي السماوي لهيباركوس (HCRF). هذه هي الوسيلة التي يُمكن من خلالها استخدام الإطار المرجعي السماوي المقارن (BCRS) مع فهرس نجوم هيباركوس .

تحويل الإحداثيات

صُممت أنظمة الإحداثيات المرجعية BCRS وGCRS بحيث تُتيح تحويل إحداثياتها فيما بينها وبين أنظمة مرجعية أخرى، مع العلم أن هذه التحويلات ليست سهلة بأي حال من الأحوال. يوجد مكتبتان برمجيتان لخوارزميات معتمدة من الاتحاد الفلكي الدولي لمعالجة وتحويل الإحداثيات بين نظام BCRS وأنظمة مرجعية أخرى: نظام معايير علم الفلك الأساسي (SOFA) وروتينات القياس الفلكي المتجهي للمرصد البحري (NOVAS). [ 1 ]

كما أن اتجاه محاور BCRS/ICRS يتوافق في حدود 0.02 ثانية قوسية من خط الاستواء المتوسط ​​للأرض والاعتدال بالنسبة لتاريخ الكتالوج الأساسي الخامس (FK5) J2000.0 .

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 كابلان، جورج هـ. (20 أكتوبر 2005)، "قرارات الاتحاد الفلكي الدولي بشأن أنظمة المراجع الفلكية، والمقاييس الزمنية، ونماذج دوران الأرض"، منشور المرصد البحري الأمريكي ، المجلد  179، واشنطن العاصمة: المرصد البحري الأمريكي، arXiv : astro-ph/0602086
  2. ↑ فيليبينكو، أليكس (2007)، "المحاضرة 58"، فهم الكون: مقدمة في علم الفلك (DVD)، سلسلة الدورات العظيمة ( الطبعة الثانية)، شانتيلي، فرجينيا، الولايات المتحدة الأمريكية: شركة التدريس 

للمزيد من القراءة

  • "القرار B1.3: تعريف نظام الإسناد السماوي ذي المركز الثقلي ونظام الإسناد السماوي ذي المركز الأرضي" (ملف PDF) . الاتحاد الفلكي الدولي. 2000. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 15 ديسمبر 2010.