Astrometri

Astrometri () ialah satu cabang astronomi yang melibatkan pengukuran tepat kedudukan dan pergerakan bintang dan jasad angkasa yang lain. Ia menyediakan kinematik dan asal usul fizikal Sistem Suria dan galaksi ini, Bima Sakti.

Sejarah 

Sejarah astrometri dikaitkan dengan sejarah katalog bintang, yang memberikan titik rujukan ahli astronomi untuk objek di langit supaya mereka dapat menjejaki pergerakan mereka. Ini boleh bertarikh kembali kepada Hipparchus, yang sekitar 190 SM menggunakan katalog pendahulunya Timocharis dan Aristillus untuk menemui liukan Bumi. Dengan berbuat demikian, dia juga membangunkan skala kecerahan yang masih digunakan hari ini. Hipparchus menyusun katalog dengan sekurang-kurangnya 850 bintang dan kedudukannya. Pengganti Hipparchus, Ptolemy, memasukkan katalog 1,022 bintang dalam karyanya Almagest, memberikan lokasi, koordinat dan kecerahannya.

Pada abad ke-10, Abd al-Rahman al-Sufi menjalankan pemerhatian ke atas bintang dan menerangkan kedudukan, magnitud dan warna bintang; tambahan pula, dia menyediakan lukisan untuk setiap buruj, yang digambarkan dalam Buku Bintang Tetapnya. Ibn Yunus mencerap lebih daripada 10,000 masukan untuk kedudukan Matahari selama bertahun-tahun menggunakan astrolab besar dengan diameter hampir 1.4 meter. Pemerhatiannya terhadap gerhana masih digunakan berabad-abad kemudian dalam penyiasatan Simon Newcomb mengenai gerakan Bulan, manakala pemerhatiannya yang lain tentang gerakan planet Musytari dan Zuhal mengilhamkan Kemiringan Ekliptik dan Ketidaksamaan Musytari dan Zuhal oleh Laplace. Pada abad ke-15, ahli astronomi Timurid Ulugh Beg menyusun Zij-i-Sultani, iaitu dia mengkatalogkan 1,019 bintang. Seperti katalog Hipparchus dan Ptolemy yang terdahulu, katalog Ulugh Beg dianggarkan tepat dalam masa kira-kira 20 arkaminit.

Pada abad ke-16, Tycho Brahe menggunakan instrumen yang dipertingkatkan, termasuk instrumen mural yang besar, untuk mengukur kedudukan bintang dengan lebih tepat berbanding sebelumnya, dengan ketepatan 15–35 arkasaat. Taqi al-Din mengukur jarak hamal bintang di Balai Cerap Kustantiniyah Taqi ad-Din menggunakan "jam pemerhatian" yang diciptanya. Apabila teleskop menjadi perkara biasa, menetapkan bulatan mempercepatkan pengukuran.

James Bradley mula-mula cuba mengukur paralaks bintang pada tahun 1729. Pergerakan bintang terbukti terlalu tidak penting untuk teleskopnya, tetapi dia sebaliknya menemui aberasi cahaya dan nutasi paksi Bumi. Pengkatalogannya sebanyak 3222 bintang telah diperhalusi pada tahun 1807 oleh Friedrich Bessel, bapa astrometri moden. Beliau membuat ukuran pertama paralaks bintang: 0.3 arkasaat untuk bintang binari 61 Cygni.

Memandangkan sangat sukar untuk diukur, hanya kira-kira 60 paralaks bintang telah diperolehi menjelang akhir abad ke-19, kebanyakannya menggunakan mikrometer filar. Astrograf menggunakan plat fotografi astronomi mempercepatkan proses pada awal abad ke-20. Mesin pengukur plat automatik dan teknologi komputer yang lebih canggih pada tahun 1960-an membenarkan penyusunan katalog bintang yang lebih cekap. Dimulakan pada akhir abad ke-19, projek Carte du Ciel untuk menambah baik pemetaan bintang tidak dapat diselesaikan tetapi menjadikan fotografi sebagai teknik biasa untuk astrometri.  Pada tahun 1980-an, peranti cas terganding (CCD) menggantikan plat fotografi dan mengurangkan ketidakpastian optik kepada satu miliarkasaat. Teknologi ini menjadikan astrometri lebih murah, membuka bidang kepada kumpulan amatur.

Pada tahun 1989, satelit Hipparcos Agensi Angkasa Eropah membawa astrometri ke orbit, di mana ia mungkin kurang terjejas oleh kuasa mekanikal Bumi dan herotan optik dari atmosferanya. Dioperasikan dari 1989 hingga 1993, Hipparcos mengukur sudut besar dan kecil di langit dengan ketepatan yang lebih besar daripada mana-mana teleskop optik sebelumnya. Sepanjang tempoh 4 tahunnya, kedudukan, paralaks dan gerakan yang betul bagi 118,218 bintang telah ditentukan dengan tahap ketepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya. " Katalog Tycho " baharu mengumpulkan pangkalan data sebanyak 1,058,332 bintang hingga dalam 20-30 mas (miliar saat). Katalog tambahan telah disusun untuk 23,882 bintang berganda dan berbilang dan 11,597 bintang berubah turut dianalisis semasa misi Hipparcos.  Pada 2013, satelit Gaia telah dilancarkan dan meningkatkan ketepatan Hipparcos .  Ketepatan telah dipertingkatkan dengan faktor 100 dan membolehkan pemetaan satu bilion bintang.  Hari ini, katalog yang paling kerap digunakan ialah USNO-B1.0, katalog semua langit yang menjejaki gerakan, kedudukan, magnitud dan ciri lain yang betul untuk lebih satu bilion objek bintang. Sepanjang 50 tahun yang lalu, 7,435 plat kamera Schmidt telah digunakan untuk melengkapkan beberapa tinjauan langit yang menjadikan data dalam USNO-B1.0 tepat hingga dalam 0.2 arcsec.

Aplikasi 

Selain daripada fungsi asas menyediakan kerangka rujukan kepada ahli astronomi untuk melaporkan pemerhatian mereka, astrometri juga adalah asas untuk bidang seperti mekanik cakerawala, dinamik bintang dan astronomi galaksi. Dalam astronomi cerapan, teknik astrometri membantu mengenal pasti objek bintang melalui gerakan uniknya. Ia penting untuk mengekalkan masa, kerana UTC pada dasarnya ialah masa atom yang disegerakkan dengan putaran Bumi melalui pemerhatian astronomi yang tepat. Astrometri ialah langkah penting dalam tangga jarak kosmik kerana ia menetapkan anggaran jarak paralaks untuk bintang di Bima Sakti.

Astrometri juga telah digunakan untuk menyokong dakwaan pengesanan planet luar suria dengan mengukur sesaran yang disebabkan oleh planet yang dicadangkan dalam kedudukan jelas bintang induknya di langit, disebabkan oleh orbit bersama mereka di sekitar pusat jisim sistem. Astrometri lebih tepat dalam misi angkasa lepas yang tidak terjejas oleh kesan herotan atmosfera Bumi. Misi Interferometri Angkasa (SIM PlanetQuest) yang dirancang NASA (kini dibatalkan) adalah untuk menggunakan teknik astrometri untuk mengesan planet terestrial yang mengorbit 200 atau lebih bintang jenis suria terdekat. Misi Gaia Agensi Angkasa Eropah, yang dilancarkan pada 2013, menggunakan teknik astrometri dalam tinjauan bintangnya. Selain pengesanan eksoplanet, ia juga boleh digunakan untuk menentukan jisimnya.

Pengukuran astrometri digunakan oleh ahli astrofizik untuk mengekang model tertentu dalam mekanik cakerawala. Dengan mengukur halaju pulsar, adalah mungkin untuk meletakkan had pada asimetri letupan supernova. Juga, keputusan astrometri digunakan untuk menentukan taburan jirim gelap dalam galaksi.

Ahli astronomi menggunakan teknik astrometri untuk menjejak objek berhampiran Bumi. Astrometri bertanggungjawab untuk mengesan banyak objek Sistem Suria yang memecahkan rekod. Untuk mencari objek sedemikian secara astrometrik, ahli astronomi menggunakan teleskop untuk meninjau langit dan kamera kawasan besar untuk mengambil gambar pada pelbagai selang waktu yang ditentukan. Dengan mengkaji imej ini, mereka boleh mengesan objek Sistem Suria dengan pergerakan mereka berbanding bintang latar belakang, yang kekal tetap. Sebaik sahaja pergerakan per unit masa diperhatikan, ahli astronomi mengimbangi paralaks yang disebabkan oleh gerakan Bumi pada masa ini dan jarak heliosentrik ke objek ini dikira. Menggunakan jarak ini dan gambar-gambar lain, maklumat lanjut tentang objek, termasuk unsur orbitnya, boleh diperolehi.

50000 Quaoar dan 90377 Sedna ialah dua objek Sistem Suria yang ditemui dengan cara ini oleh Michael E. Brown dan lain-lain di Caltech menggunakan teleskop Samuel Oschin Balai Cerap Palomar berukuran  dan kamera CCD kawasan besar Palomar-Quest. Keupayaan ahli astronomi untuk menjejaki kedudukan dan pergerakan benda angkasa tersebut adalah penting untuk memahami Sistem Suria dan masa lalu, masa kini dan masa depan yang saling berkaitan dengan orang lain di Alam Semesta.

Perangkaan 
Aspek asas astrometri ialah pembetulan ralat. Pelbagai faktor memperkenalkan ralat ke dalam pengukuran kedudukan bintang, termasuk keadaan atmosfera, ketidaksempurnaan dalam instrumen dan ralat oleh pemerhati atau alat pengukur. Banyak ralat ini boleh dikurangkan dengan pelbagai teknik, seperti melalui penambahbaikan instrumen dan pampasan kepada data. Hasilnya kemudian dianalisis menggunakan kaedah statistik untuk mengira anggaran data dan julat ralat.

Lihat juga

Rujukan

Bacaan lanjut

Pautan luar 

 Panduan MPC untuk Astrometri Badan Kecil
 Jabatan Astrometri Balai Cerap Tentera Laut AS
 Katalog Astrometrik USNO dan Produk berkaitan   
 
 Badan Seperti Planet Ditemui di Pinggir Sistem Suria Kita (2004-03-15)
 Halaman Utama Caltech Mike Brown
 Kertas Ilmiah yang menerangkan penemuan Sedna
 Misi Astrometri Angkasa Hipparcos — di ESA

Ukuran
Sub-disiplin astronomi
Astrometri