Αστρομετρία

Η Αστρομετρία είναι ο κλάδος της αστρονομίας που ασχολείται με τις ακριβείς θέσεις των ουράνιων σωμάτων, τις κινήσεις τους και τις αποστάσεις τους, ιδίως τις γωνιακές, με μεθόδους της ουράνιας μηχανικής και της σφαιρικής αστρονομίας.
 Η Αστρομετρία δεν θα πρέπει να συγχέεται με την ουρανομετρία που αφορά αστρικό άτλαντα.

Η Αστρομετρία είναι από τα αρχαιότερα ερευνητικά πεδία της Αστρονομίας. Μπορεί να θεωρηθεί ως το σήμερα ενεργό ερευνητικά πεδίο της «Κλασικής Αστρονομίας», οριζόμενης σε αντίθεση με την αστροφυσική. Είναι συγγενής και διάδοχος συγχρόνως κλάδος της Σφαιρικής Αστρονομίας. Η απαρχή της Αστρομετρίας χρονολογείται από τη σύνταξη του πρώτου καταλόγου αστέρων από τον Ίππαρχο. Η σύγχρονη Αστρομετρία μπορεί να ειπωθεί ότι ιδρύθηκε από τον Φρήντριχ Μπέσελ με το έργο του Fundamenta astronomiae, στο οποίο έδινε την ακριβή μέση θέση 3.222 αστέρων που είχαν παρατηρηθεί μεταξύ του 1750 και του 1762 από τον Τζέιμς Μπράντλεϋ.

Μία σημαντική πλευρά της Αστρομετρίας είναι η διόρθωση των σφαλμάτων. Διάφοροι παράγοντες υπεισάγουν σφάλματα στην ακριβή μέτρηση των αστρικών θέσεων, όπως η γήινη ατμόσφαιρα, οι ατέλειες των επιστημονικών οργάνων, κλπ., ακόμα και η πεπερασμένη ταχύτητα του φωτός (βλ.αποπλάνηση του φωτός). Πολλά από αυτά μπορούν να μειωθούν με τη χρήση διάφορων τεχνικών, τόσο στα όργανα μετρήσεως όσο και μαθηματικών αλγορίθμων. Λαμβάνονται γενικά πολλές μετρήσεις για το ίδιο ζητούμενο και στη συνέχεια τα αποτελέσματα αναλύονται με τη χρήση στατιστικών μεθόδων για τον υπολογισμό της πραγματικής τιμής και του αντίστοιχου σφάλματος.

Σταθμοί στην ιστορία της Αστρομετρίας 

 Τα ηλιακά ρολόγια χρησίμευσαν επί αιώνες και στην εύρεση του χρόνου.
 Ο αστρολάβος εφευρέθηκε για τη μέτρηση ουράνιων γωνιακών αποστάσεων.
 Οι αστρονομικές εφαρμογές οδήγησαν στην ανάπτυξη της Σφαιρικής Γεωμετρίας, ως κλάδου πλέον της Γεωμετρίας και γενικότερα των Μαθηματικών.
 Ακριβείς μετρήσεις των πλανητικών κινήσεων από τον Τύχωνα, που αναλύθηκαν από τον Γιοχάνες Κέπλερ απέδειξαν ότι η Γη γυρίζει γύρω από τον Ήλιο.
 Ο εξάντας βελτίωσε πολύ την ακρίβεια των μετρήσεων των ουράνιων γωνιών.
 Ο Τζέιμς Μπράντλεϋ μέτρησε την αποπλάνηση του φωτός των αστέρων με ένα μεσημβρινό τηλεσκόπιο ακριβείας.
 Η πρόοδος της φωτογραφίας και η εφεύρεση του αστρογράφου προς το τέλος του 19ου αιώνα επέτρεψαν την καταγραφή πολύ μεγαλύτερου αριθμού αμυδρότερων αστέρων για αστρομετρικές μετρήσεις και καταχώρηση των θέσεών τους σε μεγάλους αστρο-φωτογραφικούς καταλόγους.
 Η ανάπτυξη των εικονοληπτικών διατάξεων CCD και η χρήση τους στην Αστρονομία από το 1985 βελτίωσε την ακρίβεια της αστρομετρικής εργασίας. Ακόμα και ερασιτέχνες αστρονόμοι μπορούν σήμερα και διεξάγουν αστρομετρική έρευνα ακόμα και σε αστεροειδείς.
 Από το 1989 ως το 1993 ο ευρωπαϊκός τεχνητός δορυφόρος HIPPARCOS πραγματοποίησε αστρομετρικές παρατηρήσεις που απέδωσαν ένα κατάλογο θέσεων με ακρίβεια 20 ως 30 χιλιοστών του δευτερολέπτου της μοίρας για πάνω από ένα εκατομμύριο αστέρες. Τέτοια ακρίβεια μπορεί να επιτευχθεί μόνο από το διάστημα, έξω από την ατμόσφαιρα της Γης με τις διαταραχές της. Πολλών αστέρων η απόσταση από τη Γη υπολογίσθηκε για πρώτη φορά με βάση την παράλλαξη από αυτές τις μετρήσεις.
 Στα ίχνη του HIPPARCOS, η επίσης ευρωπαϊκή διαστημική Αποστολή GAIA, εκτοξεύτηκε το 2013, με χαρακτηριστικό την ακρίβεια εκατομμυριοστών του δευτερολέπτου της μοίρας για πάνω από εκατό εκατομμύρια αστέρες!

Βασικά πεδία έρευνας 
 Προσδιορισμός ουρανογραφικών συντεταγμένων των ουρανίων σωμάτων με παρατηρήσεις από Αστεροσκοπεία
 Προσδιορισμός ομοιόμορφου χρόνου αναφοράς απ΄ όλα τα σημεία παρατήρησης επί της Γης.
 Μελέτη των διαφόρων μεταβολών από διάφορους παράγοντες.
 Ιδιαίτερη μελέτη του ηλιακού συστήματος και κυρίως των πλανητών, προς τελειοποίηση των νόμων της ουράνιας μηχανικής.
 Αστρικοί υπολογισμοί που αφορούν τη μάζα των αστέρων σε σχέση με όγκο και πυκνότητα αυτών.
 Μελέτη στοιχείων του Γαλαξία και ειδικότερα της γαλαξιακής περιστροφής κ.ά.

Εφαρμογές της Αστρομετρίας 
Πέρα από τη θεμελιώδη συνεισφορά της παροχής ενός πλαισίου αναφοράς στους αστρονόμους για να αναφέρουν τις παρατηρήσεις τους, η Αστρομετρία έχει επίσης θεμελιώδη σημασία για κλάδους όπως η ουράνια μηχανική, η μελέτη των διπλών αστέρων και η γαλαξιακή αστρονομία. Στην παρατηρησιακή αστρονομία, οι αστρομετρικές τεχνικές βοηθούν στην ταυτοποίηση αστρικών σωμάτων από τον ιδιαίτερο συνδυασμό των κινήσεών τους. Επίσης, παίζουν ρόλο στην τήρηση του παγκόσμιου χρόνου: Το σύστημα του UTC είναι βασικά ο ατομικός χρόνος (που τηρείται από ατομικά ρολόγια) συγχρονισμένος με την περιστροφή της Γης με τη βοήθεια ακριβών αστρομετρικών παρατηρήσεων. Η Αστρομετρία λαβαίνει επίσης μέρος στη δημιουργία της κλίμακας κοσμικών αποστάσεων, καθώς χρησιμοποιείται στο πρώτο της σκαλί: την εξαγωγή αποστάσεων των κοντινότερων σε μας αστέρων του Γαλαξία με τη μέθοδο της ηλιοκεντρικής παραλλάξεως.

Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν αστρομετρικές τεχνικές για την παρακολούθηση των ουράνιων σωμάτων που περνούν πολύ κοντά από τη Γη με κίνδυνο μελλοντικής συγκρούσεως. Η Αστρομετρία έχει επίσης ανιχνεύσει λίγους από τους εξωηλιακούς πλανήτες. Για το σκοπό αυτό απαιτείται η μέτρηση των ελάχιστων μετατοπίσεων που προκαλούν στη φαινόμενη θέση του αστέρα τους στον ουρανό, καθώς περιφέρονται περί το κοινό τους κέντρο μάζας. Στο μέλλον αυτό θα καταστεί ευρύτερα δυνατό αν εκτοξευθεί μια διαστημική αποστολή όπως η SIM της NASA, που θα μπορέσει να ανιχνεύσει τυχόν πλανήτες του μεγέθους της Γης γύρω από τους 200 (περίπου) πλησιέστερους αστέρες του τύπου του Ήλιου.

Τέλος, μετρήσεις Αστρομετρίας χρησιμοποιούνται και από αστροφυσικούς για τη συγκεκριμενοποίηση ορισμένων μαθηματικών μοντέλων στην αστροφυσική των απλανών: Μετρώντας ταχύτητες πάλσαρ, είναι δυνατό να θέσουν όρια στην ασυμμετρία των εκρήξεων υπερκαινοφανών. Επίσης, αστρομετρικά αποτελέσματα χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της κατανομής της σκοτεινής ύλης στον Γαλαξία.

Δείτε επίσης 
 Αστρονομικά όργανα
 Παράλλαξη (αστρονομία)
 Παράλλαξη αστέρων στο άρθρο Αστέρας.
 GMT
 Αστρονομικές εφημερίδες
 Αστρονομικοί χάρτες
 Αποστολή HIPPARCOS (του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος, 1989-93)
 Αποστολή GAIA (του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος, στο μέλλον)

Αναφορές 
 Jean Kovalevsky & P. Kenneth Seidelman: Fundamentals of Astrometry, Cambridge University Press, 2004, ISBN 0-521-64216-7.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι