REFERENCIAIS ASTROMÉTRICOS

BASEADOS NO ICRS

Dario Nepomuceno da Silva Neto

2001

International Celestial Reference System

Recomendações IAU 1991

Orientação por fontes rádio extragalácticas (cinemático)

A orientação dos eixos deveriam estar em acordo com o FK5/J2000.0

Resoluções IAU 1997

ICRS – 1998 (IERS)

ICRF (WGRF) como referencial fundamental

Catálogo Hipparcos como realização primária no referencial ótico

Manutenção IERS — IVS, WGRF.

International Celestial Reference Frame

212 definidoras ( 1mas), 294 candidatas e 102 outras (~1mas).

Conjuntos de critérios de definição:

Qualidade dos dados observacionais e histórico observacional

Consistência de coordenadas deduzidas de subconjuntos de dados

Estabilidade da estrutura das fontes.

Avaliação dos efeitos de estruturas através de mapas rádio

Classificação dos objetos em 4 diferentes índices de estrutura na

banda X (3,6cm) (Fey e Charlot, 1997).

Pouca informação de estrutura para as fontes (193 – 392).

Referenciais Rádio do ICRS

0544+273 0138–097

2201+315 0108+388

Critérios utilizados para rejeitar uma dada fonte como definidora:

Erro formal de comprimento de arco maior que 1 mas

Menos de 20 observações

Tempo de observação inferior a 2 anos

Discrepância entre os catálogos, maior que 3 ou 0,5 mas

Estrutura excessiva

Movimento próprio aparente grande ou significativo

Fonte requerendo posição ajustada para cada seção, “Fonte Arco”.

Radio Optical Reference Frame (RORF)

USNO 560 fontes radio; 436 definidoras e 124 candidatas .

Definidoras classe 1, 211 fontes ( 1mas);

casse 2, 256 fontes ( 3mas).

Candidatas classe 3, 99 fontes com pouca observação;

classes 4 e 5, 5 e 20 fontes especiais apresentando problemas de estrutura.

Boa coincidência com o ICRF, somente duas fontes não comuns.

Entre as fontes definidoras há uma coincidência de 200 das 212 ICRF.

Como o ICRF, há poucas fontes com relevantes precisão e número de observações.

Referenciais Óticos do ICRS

Hipparcos como referencial ótico primário

Astrographic Catalogue + Tycho (ACT)

988.758 objetos Tycho, por todo céu, no referencial Hipparcos / J2000.0

precisão posicional 25mas (7mas, V 9) em J1991,25 .

Utilização do AC 2000 na determinação dos movimento próprios

=3,8mas/a e =3,5mas/a de desvio, quando comparado com o Hipparcos.

Devido ao limite de magnitude (V = 11,5 ) não possui contrapartida ótica.

Como todo referencial estelar, possui dependência temporal devido à

imprecisão dos movimentos próprios.

Elaborado a partir de uma nova redução dos dados observacionais utilizados na confecção do Tycho-1.

2,5 milhões de objetos, no referencial Hipparcos / J2000.0.

Precisão posicional, quando comparando com Hipparcos, a VT 10,5

32mas em e 28mas em .

Utilização do AC 2000, como primeira época, e de 143 outros catálogos, como épocas intermediárias, na determinação dos movimentos próprios.

~2,5mas/a de desvio, quando comparado com o Hipparcos.

Apesar de ser bem mais denso que duas vezes o ACT, o Tycho-2 não possui contrapartidas óticas de fontes extragalácticas. Limite de magnitude VT = 12,5.

Possui dependência temporal.

Tycho-2 catalogue

U.S. Naval Observatory CCD Astrograph Catalog South

UCAC-S

40 milhões de estrelas, somente declinação sul, no referencial Hipparcos J/2000.

Orientado a partir de posições óticas do ICRF.

Precisão posicional 20mas(R<13.5) e 70mas(R<16).

Utilização do USNO-AV2.0 e de outros catálogos como épocas anteriores. Imprecisão em movimento próprio de até 35mas/a.

Fotometria de baixa qualidade. Pode haver erros de até 3 magnitudes.

Não possui contrapartidas óticas de fontes extragalácticas. Temporalmente dependente.

USNO-A V2.0

526.280.881 posições de objetos no referencial Hipparcos J/2000.

Sendo estas obtidas na época média das placas B e R.

Cada estrela possui magnitudes B e R, com precisão de 0,25 a 0,4 magnitude dependendo do brilho da estrela e da declinação.

Recomendação dos autores do catálogo de re-redução do USNO-A2.0 , para o uso em projetos que levem em conta astrometria de precisão.

Precisão posicional variando de 220mas a 250mas, dependendo da magnitude e da posição na placa.

Re-redução do AV 1.0 com estrelas fracas do ACT (m 11).

Densidade de ~2,26 objetos por minuto quadrado.

Listas de Contrapartidas Óticas de Fontes do ICRF

Zacharias e col, 1999

366 contrapartidas óticas de 328 fontes extragalácticas no referencial Hipparcos, somente 1947+079 não pertence ao ICRF.

131 posições definidoras ( 10 posições repetidas )

150 posições candidatas ( 19 posições repetidas )

84 posições de fontes outras ( 9 posições repetidas ).

Apresenta um desvio de 75mas em relação as posições rádio do ICRF.

Dependência sistemática da ordem de 50mas em declinação.

Observação de estrelas secundárias e da contrapartida ótica das fontes em épocas relativamente próximas.

Estrelas secundárias (V=10 – 14), a uma precisão de 50mas, foram obtidas de campos astrográficos de 1o X 1o centrados na fonte rádio.

Contrapartidas óticas foram obtidas de imagens CCD de dois telescópios:

KPNO 0,9m escala 0”,68/pixel

CTIO 0,9m (Cassegran) escala 0”,40/pixel.

Devido a sistemática observacional adotada, não foi dada ênfase à observação de contrapartidas de fontes definidoras do ICRF .

da Silva Neto, 1999

da Silva Neto e col, 2000

340 contrapartidas óticas de fontes extragalácticas do ICRF no referencial Hipparcos. Catálogos ACT, Hipparcos e Tycho-1.

315 fontes reduzidas em relação ao ACT (190 definidoras)

340 fontes em relação ao Hipparcos (190 definidoras)

310 fontes em relação ao Tycho-1 (167 definidoras).

As representações ACT apresentam 160mas de desvio em relação as posições rádio do ICRF, enquanto que as demais apresentam 170mas de desvio.

Posições de estrelas secundárias, a 100mas de precisão (ACT), foram obtidas com correção de campos de 4oX4o do GSC, centrados na posição da fonte rádio, por catálogos astrométricos.

As contrapartidas óticas são oriundas de campos DSS (~25’X25’), centrados na posição da fonte rádio. Escala de placa de 1”,667/pixel.

A limitação em precisão dos campos secundários, a escala de placa do DSS e a grande diferença temporal entre as observações das estrelas secundárias (campos GSC corrigidos) e das contrapartidas óticas (campos DSS) são os fatores limitadores deste trabalho.

USNO-A V2.0

453 contrapartidas óticas de fontes rádio extragalácticas pertencentes ao ICRF.

185 definidoras, 194 candidatas e 74 são fontes outras.

215mas de desvio, entre o USNO e o ICRF.

Confirma a recomendação proposta pelos autores do catálogo, quanto a seu uso para astrometria de precisão.

São encontrados objetos ICRF:

Determinação de Contrapartidas Óticas de fontes do ICRF — Definidoras

Projeto de determinação de Contrapartidas Óticas:

_Grupo de Astrometria do Rio (OV e ON).

_Grupo de Astrometria do IAG.

Utilização de três telescópios:

• 1,60m Perkin-Elmer do Laboratório Nacional de Astrofísica

• 0,60m Boller & Chivens (IAG) do Laboratório Nacional de Astrofísica

• Círculo Meridiano Automático do Observatório Abrahão de Moraes (Valinhos)

Observação da imagem da fonte rádio e das estrelas secundárias em épocas relativamente próximas.

Círculo Meridiano Automático de Valinhos

D=0.19m; F=2.6m; campo de 13’x13’; escala de 1”,5/pixel.

Precisão de centragem 0,06 do pixel, no intervalo ótimo de magnitude 9 – 14.

O modo de varredura do micrômetro CCD e as distâncias zenitais limitam as declinações observáveis à –77o e +20o.

CCD Thomsom 512x512 pixeis com 19 µm de lado, operando no modo drift scanning (a transferência de carga se dá a mesma velocidade de transito das estrelas).

O tempo de transito das observações gera campos de 30m em e 13’ em .

30 estrelas ACT e 6 Hipparcos, são observadas tipicamente em cada campo.

As observações são feitas em V, otimizando a resposta do conjunto CCD + ótica do instrumento.

As observações são usadas na construção de catálogos de estrelas secundárias (12<mv<14), reduzidos no referencial Hipparcos. Catálogos ACT e Tycho-2.

A redução dos campos secundários, utiliza a técnica de redução global, o que proporciona uma precisão posicional de 50mas.

0,60m Boller & Chivens do LNA

D=0,6m; F=8m; operando em câmara direta; CCD de 1024x1024 pixeis; escala de 25”,5/mm 0”,5/pixel.

Precisão de centragem característica de 0,05 do pixel.

Mosaicos CCD com coberturas de 14’,8 x 7’,4 são elaborados .

~ 10 estrelas secundárias dos campos de Valinhos.

Observações são realizadas em V (mesmo do círculo meridiano), não permitindo efeito de cor na determinação da posição.

As observações são usadas na confecção de catálogos de estrelas terciárias (17 mv 12), no referencial Hipparcos (estrelas secundárias reduzidas em Valinhos).

Também são obtidas contrapartidas óticas das fontes mais brilhantes mv ~17.

A redução das estrelas terciárias, ou das fontes brilhantes, é feita com um polinômio de 1o grau completo (6 parâmetros) em relação as estrelas secundárias.

Obtenção de um catálogo de estrelas terciárias, precisão típica 50mas, que será usado na redução do campo a ser observado no 1,60m do LNA.

1,60m Perkin-Elmer do LNA

D=1,6m; F=16m; operando em câmara direta; CCD de 1024x1024 pixeis; escala de 12,”9/mm 0”,26/pixel.

Precisão de centragem característica de 0,05 do pixel.

Imagens CCD de 5’,12 x 5’,12 são obtidas .

~15 estrelas terciárias dos mosaicos do 0,6m.

Observações são realizadas em V, impedindo efeito de refração diferencial cromática na determinação da posição.

As observações são usadas na determinação de posições ótica das fontes ICRF menos brilhantes( mv 17), no referencial Hipparcos (catálogos de estrelas terciárias das reduções do 0,6m).

A redução das contrapartidas óticas se dá por ajuste de polinômio de 1o grau completo (6 parâmetros) em relação as estrelas terciárias.

Obtenção da posição ótica das fontes rádio, precisão típica 60mas.

Colaborando para a manutenção da orientação entre os referenciais Hipparcos e ICRF do ICRS.

Estatística das observações

1,60m

0,60m

Valinhos

No total de fontes

314

375

34

No de fontes definidoras

91

101

7

Verificação da viabilidade para a conexão Ótico - Rádio

Constatação da existência de subgrupos de fontes dentro do ICRF, quando da elaboração da tese de mestrado.

Motivação

Média dos valores Absolutos das de Diferenças de Comprimento de Arco(MADCA);

Dispersão das médias algébricas das Diferenças de Comprimento de Arco(DDCA).

Método

Distinção entre fontes definidoras e candidatas

critérios de seleção.

Distinção entre fontes boreais e austrais

monitoramento das fontes.

Efeito

Não aparecimento de distinção entre fontes definidoras e candidatas para amostra Zacharias.

Nova abordagem mais adequada

Distinção entre fontes com estrutura rádio compacta ou não.

Comparações estatísticas:

Diferenças de Comprimento de Arco.

MADCA contra ordenação fonte—pólo.

Diferença sistemática de ~10 mas entre os conjuntos.

MADCA contra ordenação dos comprimentos de arcos

14 mas

Simulação das diferenças de comprimento de arco

Correção local do USNO-A V2.0

Outra forma para a Obtenção de referencial secundário até B ~20.

Cheque externo através de comparação sistemática entre posições do USNO-A e posições do ICRF.

Correção de campos do USNO pelos catálogos astrométricos UCAC-S e Tycho2 em duas épocas distintas:

Época da placa USNO;

Época da observação do campo.

Diferenças médias: USNO bruto – Conjuntos independentes

  200 200

  cos cos

Usno ACT -70mas -170mas -10mas 04mas

Usno GSCcor -70mas -70mas +30mas 13mas

Usno ICRF -60mas -30mas 110mas 09mas

215mas

ICRF – USNO corrigido na época da observação

ICRF – USNO corrigido na época do mesmo

Cat.Ref. cos(mas)

E(mas)

(mas)

(mas)

E(mas)

(mas)

Tycho2 43 46 237 50 28 144

UCAC-S +15 47 255 +40 38 206

Cat.Ref. cos(mas)

E(mas)

(mas)

(mas)

E(mas)

(mas)

Tycho2 52 39 209 29 32 174

UCAC-S +21 30 157 +18 19 103

ICRF – USNO corrigido na época da observação

USNO corrigido pelo Tycho2; USNO corrigido pelo UCAC-S

ICRF – USNO corrigido na época do mesmo

USNO – Conjuntos independentes de posição contra Declinação

Conclusões Parciais e Propostas

Fontes ICRF extensas apresentam uma maior (14 mas) não coincidência entre os centróides ótico e rádio, em relação às fontes ICRF compactas.

A necessidade e viabilidade da obtenção de posições óticas precisas das

fontes definidoras do ICRF.

Verificação da qualidade da correção local do USNO-A2.0.

Permitindo a determinação das contrapartidas de fontes do ICRF ao nível de 50 – 60mas.