Дослідження ефекту непрецесійного руху рівнодення

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ГОЛОВНА АСТРОНОМІЧНА ОБСЕРВАТОРІЯ

КОЗЕЛ ОЛЬГА ВАЛЕНТИНІВНА

УДК 521.9(085) + 521.91

ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТУ НЕПРЕЦЕСІЙНОГО РУХУ

РІВНОДЕННЯ

01.03.01 Астрометрія і небесна механіка

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

Київ 2000



Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Головній астрономічній обсерваторії Національної академії наук України, м. Київ.

Науковий керівник

доктор фізико-математичних наук, професор, Дума Дмитро Павлович, Головна астрономічна обсерваторія НАН України, головний науковий співробітник.

Офіційні опоненти:

доктор фізико-математичних наук, доцент кафедри теорії математичної обробки геодезичних вимірів ДУ “ЛП“, Зазуляк Петро Михайлович, Державний Університет “Львівська політехніка“, декан геодезичного факультету.

доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник, Петров Григорій Матвійович, Миколаївська астрономічна обсерваторія НАН України, головний науковий співробітник.

Провідна установа

Астрономічна обсерваторія Київського національного університету імені Тараса Шевченка, м. Київ.

Захист відбудеться “14“ квітня 2000 р. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.208.01 при Головній астрономічній обсерваторії НАН України (ГАО НАН України, Голосіїв, Київ-127, МСП, 03680). Початок засідань о 10 годині.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Головної астрономічної обсерваторії НАН України (ГАО НАН України, Голосіїв, Київ-127, МСП, 03680).

Автореферат розісланий “ 6 “ березня 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

кандидат фізико-математичних наук Гусєва Н. Г.



Загальна характеристика роботи

Актуальність теми

Побудова інерціальної системи координат за спостереженнями зір є одним з найбільш складних завдань в астрономії і зводиться до створення спочатку фундаментальної системи координат, яка реалізується у вигляді каталога положень та власних рухів зір на рівнодення та екватор стандартної епохи, а потім до визначення даних про її рух і обертання в просторі. Тому дослідження обертання фундаментальної системи, зокрема ефекту непрецесійного руху рівнодення, є невід'ємною частиною більш загальної проблеми побудови та орієнтації координатних систем в космічному просторі, яка залишається актуальною вже тривалий час.

Ефект непрецесійного руху рівнодення полягає в зміні з часом різниці положень каталожного та динамічного нуль-пунктів прямих сходжень. Він був виявлений експериментально С. Ньюкомом в кінці минулого століття при дослідженні узгодженості каталожної та динамічної систем координат. При створенні теорії руху великих планет С. Ньюком співставив спостережені та обчислені положення Сонця, Меркурія, Венери та Марса за 17501892 рр. і отримав оцінки цього ефекту окремо за даними для кожної планети та за сукупністю даних для декількох планет. В 1912 р. він зафіксував ефект непрецесійного руху рівнодення при співставленні обчислених і спостережених положень Місяця, отриманих із обробки покриттів зір [6].

Після С. Ньюкома дослідження ефекту проводились багаторазово. З цією метою дискутувались різниці спостережених та обчислених положень Сонця, великих планет від Меркурія до Марса, Місяця, вибраних малих планет зі списків Нумерова, Брауера та Інституту теоретичної астрономії РАН, астероїдів, які близько підходять до Землі. Ефект непрецесійного руху рівнодення вивчався також за даними вимірювань власних рухів зір. Зауважимо, що оцінки ефекту отримано з обробки експериментального матеріалу в різних варіантах:

за спостереженнями окремих об'єктів та за сукупністю спостережень низки тіл Сонячної системи;

з використанням різних теорій руху та опорних каталогів зір;

за спостереженнями планет на окремих обсерваторіях та за сукупністю спостережень на багатьох обсерваторіях;

окремо за даними меридіанних, фотографічних та інших спостережень;

різними в методичному відношенні способами порівняння теорій руху та спостережень планет.

Загалом, до теперішнього часу накопичено обширний матеріал по вивченню цього ефекту і можна вважати, що більшість отриманих оцінок є достовірними.

Оцінки ефекту непрецесійного руху рівнодення Б узгоджуються між собою загалом незадовільно. Розбіжність отриманих до 1984 р. оцінок Б сягає від 0.088^s/ст. до +0.135^s/ст. Цим можна пояснити ту обставину, що реальність ефекту була дискусійною протягом декількох десятиліть. Лише у 80-х роках при створенні чергового фундаментального каталога FK5 В. Фріке за 35 селективно вибраними найбільш достовірними, на його думку, оцінками різниць між нуль-пунктуми прямих сходжень FK4 і динамічних теорій руху планет визначив величину ефекту непрецесійного руху рівнодення Б = 0.085^s/ст. 0.010^s/ст., а потім використав це значення для узгодження рівнодення FK5 з рівноденням, яке реалізується теоріями руху планет [5].

Передбачалось, що неузгодженість нуль-пунктів відліку прямих сходжень FK5 та динамічних систем буде усунено. Однак результати подальших порівнянь спостережених положень вже в системі FK5 з розрахованими за теоріями руху планет (в основному DE200, DE403 та іншими) переконують нас в тому, що має місце ефект регресивного руху рівнодення по відношенню до оцінки ефекту за В. Фріке, а розбіжність оцінок Б в FK5 не зменшилась і становить від 0.183^s/ст. до + 0.144^s/ст. Таким чином, питання про реальність ефекту непрецесійного руху рівнодення і його величину залишається відкритим.

Дискусійним є питання і про природу ефекту непрецесійного руху рівнодення. Отриману експериментальним шляхом залежність неузгодженості нуль-пунктів, яка має віковий характер, не вдалось пояснити в рамках існуючої теорії прецесійного руху рівнодення або іншими відомими джерелами похибок спостережень і теорії. Тому було запропоновано декілька гіпотез про природу ефекту непрецесійного руху рівнодення, в яких ефект пояснюється наступними факторами:

систематичним розширенням системи яскравих опорних часових зір на більш слабкі зорі та некоректним врахуванням рівняння яскравості [4];

відмінністю орієнтації координатних систем, до яких віднесені спостереження двох епох та некоректною редукціїєю спостережень різних епох до однорідної системи [2];

реальним обертанням Галактики навколо осі, перпендикулярної до площини екватора, що зумовлює ефект твердотільного обертання всієї Сонячної системи [1].

Жодне з наведених пояснень не отримало остаточного визнання.

В роботі [3] зроблено припущення про те, що ефект може бути наслідком недостатньо строгої постановки та вирішення задачі про узгодження орієнтації осей каталожної та динамічної систем координат за спостереженнями тіл Сонячної системи, тобто його поява може бути обумовлена методом обробки спостережень з метою узгодження каталожних та динамічних нуль-пунктів, а також недоліками використаної теорії руху Землі. До такого висновку автор [3] прийшов після реалізації геометричного підходу до вирішення задачі замість аналітичного, який до цього часу використовувався повсюдно при узгодженні нуль-пунктів динамічної та каталожної систем координат.

Таким чином, необхідність дослідження ефекту непрецесійного руху рівнодення з метою уточнення обертання фундаментальної системи координат не викликає сумніву. Передба-чалось декілька етапів його дослідження:

аналіз накопиченого масива оцінок ефекту;

використання нових підходів до дослідження ефекту з застосуванням реальних спостережень тіл Сонячної системи;

виявлення факторів та визначення їх впливу на оцінки ефекту непрецесійного руху.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Дисертаційна робота виконана згідно планової науково-дослідної програми відділу астрометрії ГАО НАНУ. З 1995 р. по 1996 р. вона виконувалась в межах відомчої теми № 1.4.6/1-110В (№ госрегістрації 01.930007618), а з 1997 р. як розділ відомчої теми № 1.4.6/1-170В (№ госрегістрації 01.970009490).

Мета і задачі дослідження

В дисертаційній роботі передбачалось виконати більш детальне досліждення давно відомого, але до цього часу нез'ясованого ефекту непрецесійного руху рівнодення на основі сучасних теоретичних та методичних розробок по узгодженню координатних систем, оригінальної обробки тривалих рядів спостережень Сонця та накопичених експериментальних даних щодо взаємної орієнтації каталожних та динамічних систем координат. У зв'язку з цим планувалось розв'язати наступні задачі.

Визначення та аналіз положень нуль-пунктів та кутів взаємної орієнтації систем координат, які реалізуються каталогами положень і власних рухів зір та теоріями руху Землі.

Вивчення ефекту непрецесійного руху рівнодення за даними виконаної дисертантом обробки спостережень Сонця та за результатами оцінок цього ефекту іншими дослідниками.

Дослідження впливу різних факторів на оцінки визначуваного ефекту непрецесійного руху рівнодення.

Порівняння геометричного та аналітичного підходів до вирішення задачі про узгодження каталожної та динамічної систем координат на основі результатів оброблених дисертантом спостережень Сонця.

Наукова новизна одержаних результатів

Новизна результатів дослідження полягає в наступному.

Отримано нові оцінки різниць положень нуль-пунктів, кутів взаємної орієнтації різних реалізацій каталожної та динамічної систем координат, ефекту непрецесійного руху рівнодення та поправок до елементів орбіти Землі за спостереженнями Сонця, що раніше не використовувались.

Запропоновано більш коректні, на нашу думку, залежності для приведення координат зір каталога до динамічних нуль-пунктів.

Виявлено неузгодженість систем координат ICRS та DE403.

Вперше виявлено залежності величини ефекту непрецесійного руху рівнодення від середньодобових рухів планет та від розмірів їх орбіт, що свідчить про відсутність зв'язку ефекту непрецесійного руху рівнодення з кінематичними особливостями руху зір.

Практичне значення одержаних результатів

Отримані оцінки різниць положень нуль-пунктів, непрецесійного руху рівнодення та кутів взаємної орієнтації реалізацій каталожних та динамічних систем координат знайдуть застосування при створенні високоточних систем координат за спостереженнями зір з космосу та при узгодженні існуючих каталожних і динамічних систем координат за наземними спостереженнями, а також в інших дослідженнях фундаментального характеру.

Висновки про залежність величини непрецесійного руху рівнодення від середньодобових рухів планет та від розмірів їх орбіт мають принципове значення при аналізі накопиченого матеріалу з метою з'ясування природи цього ефекту.

Висновки про перевагу геометричного підходу до вирішення задачі про орієнтацію систем координат мають принципове значення для постановки та практичної реалізації питання про узгодження фундаментальних та динамічних систем координат в загальноприйнятому розумінні, тобто з допомогою трьох кутів повороту навколо різних осей на відміну від використовуваного лише одного кута в аналітичному підході.

Створене математичне та програмне забезпечення для узгодженості реалізацій каталожної та динамічної систем координат може використовуватись для досліджень по цій тематиці.

Особистий внесок автора

Три роботи опубліковані автором самостійно, дві в співавторстві.

В роботі “Исследование согласованности нуль-пунктов динамической (DE200) и каталожной (FK5) систем координат по наблюдениям Солнца 19411982 гг.” автору належить створення бази даних меридіанних спостережень Сонця на електронних носіях, підготовка програмного забезпечення, виконання розрахунків, участь в аналізі отриманих результатів та в підготовці рукопису статті.

В роботі “Реально ли непрецессионное движение равноденствие?” автор приймав участь в обговоренні та постановці задачі, виконав підготовку масива даних про рух рівнодення та необхідні розрахунки, приймав участь в аналізі отриманих результатів та в підготовці рукопису статті.

Апробація результатів дисертації

Результати досліджень за темою дисертації доповідались на семінарах Інституту теоретичної астрономії Російської академії наук (С.-Петербург, 1998) і Головної астрономічної обсерваторії НАН України (Київ, 1998, 1999), на П'ятій відкритій міжнародній конференції молодих вчених по астрономії та фізиці космосу Київського університету (Київ, квітень 27-30, 1998 р.), на Шостій відкритій міжнародній конференції молодих вчених по астрономії та фізиці космосу Київського університету (Київ, квітень 27-30, 1999 р.).

Публікації

Основні результати дисертації опубліковані в п'яти роботах: трьох статтях в наукових журналах та двох тезах в збірниках тез наукових конференцій.

Структура та об'єм дисертації

Дисертація складається зі вступу, трьох розділів, висновків та списка літератури з 89 найменувань. Загальний об'єм дисертації сягає 131 сторінки, в тому числі 21 іллюстрації та 21 таблиці.



Зміст дисертації

У вступі обгрунтовано актуальність роботи, подано відомості про сучасний стан досліджень ефекту непрецесійного руху рівнодення, наведена мета дослідження, обгрунтовані наукова новизна та практичне значення одержаних результатів, сформульовані положення, які виносяться на захист дисертації, та вказані інші відомості про дисертаційну роботу згідно інструкції ВАК України.

Перший розділ містить інформацію про використані в роботі вашингтонські та грінвіцькі меридіанні спостереження Сонця за період 19251982 рр., їх приведення в систему FK4 і FK5, обчислення різниць спостережених (О) та обрахованих (С) за теоріями руху положень Сонця, а також про аналіз різниць (ОС). В підрозділі 1.1 обгрунтовується вибір саме цих рядів спостережень для досліджень. В підрозділі 1.2 детально аналізуються внесені редукції в спостереження Сонця різних періодів, доцільність їх введення або причини, за якими ті чи інші редукції не вносились у вимірювання. Відзначається, що опубліковані спостереження кожного ряду можна вважати приведеними в однорідну систему, яка в більшості випадків співпадає з системою відповідного каталогу фундаментальних зір. Обгрунтовується врахування додатково введених нами редукційних поправок в окремі ряди спостережуваних положень Сонця для більш строгого їх приведення до опорних систем.

Всі використані в дослідженні прямі сходження та схилення Сонця приведено в системи фундаментальних каталогів FK4 та FK5. В повному об'ємі наводяться алгоритми переведення опублікованих положень Сонця із систем вашингтонських і грінвіцьких каталогів до систем FK4 та FK5 (підрозділи 1.3, 1.4).

Для дослідження відмінностей впливу теорій руху та використаних в них астрономічних сталих на оцінки непрецесійного руху рівнодення, параметрів орієнтації та поправок до елементів орбіти Землі приведені до систем фундаментальних каталогів положення Сонця порівнювались з координатами, обрахованими за кількома теоріями руху Сонця: аналітичною теорією Ньюкома, чисельними теоріями DE200 та DE403.

В першому розділі також аналізуються отримані різниці приведених в системи фундаментальних каталогів FK4 та FK5 і визначених за теоріями руху Ньюкома, DE200 та DE403 координат Сонця.

В другому розділі досліджується узгодженість реалізацій каталожної та динамічної систем координат на основі довготривалого ряду вашингтонських та грінвіцьких меридіанних спостережень Сонця 19251982 рр. З цією метою використовуються аналітичний (підрозділ 2.1) та геометричний (підрозділ 2.2) підходи до вирішення задачі. В аналітичному підході використовуються наступні рівняння для визначення елементів орієнтації каталожної та динамічної систем координат:

[k - e , k - e] = [0, Б, 0, L0, , e, e, ] M1,

В геометричному підході з цією метою використовуються такі рівняння:

[k - e, k - e] = [P, Q, R, Б, 0] M2,

Геометричний підхід передбачає визначення крім косокутності каталожної системи координат ₀ ще трьох кутів взаємної орієнтації осей P, Q, R, що відповідає загальноприйнятим принципам узгодженості орієнтації двох систем координат. Звертається увага на те, що при геометричному підході приведення координат зір каталога до динамічних нуль-пунктів здійснюється за допомогою більш коректних співвідношень, які враховують взаємний нахил екваторів двох систем:

= - P tg cos + Q tg sin - R,

= P sin + Q cos - ₀.

Аналітичний підхід базується на іншій інтерпритації задачі, яка зводиться лише до визначення сталих поправок ₀ та ₀, необхідних для узгодження рівнодень та екваторів. Зроблено висновок про те, що постановка задачі в аналітичному підході відповідає лише частковому випадку більш загальної задачі про узгодженість орієнтації каталожної та динамічної систем координат. Показано, що сталі частини поправок до прямих сходжень в геометричному (R) та аналітичному (₀) підходах відрізняються за своєю геометричною суттю, а тому їх оцінки повинні бути відмінними. Відзначається також, що узгодженість каталожної та динамічної систем координат пов'язана з орієнтацією орбіти Землі в просторі, тому оцінки елементів орієнтації повинні залежати від прийнятої теорії руху.

В підрозділі 2.3 наводиться низка варіантів визначених оцінок різниць положень нуль-пунктів, руху рівнодення, кутів взаємної орієнтації та поправок до елементів орбіти Землі за спостереженнями Сонця 19251982 рр. Показано, що використання рядів спостережень Сонця тривалістю 311 років не забезпечує задовільного узгодження оцінок одних і тих же невідомих як для різних періодів, так і для одночасних серій спостережень на різних обсерваторіях. Тому використання таких оцінок поправок для одержання усереднених та зважених значень за результатами багатьох коротких рядів не можна вважати виправданим. На основі аналізу отриманих результатів зроблено висновок про кращу узгодженість і більш високу точність оцінок невідомих, отриманих при використанні геометричного підходу до вирішення задачі про узгодження каталожних і динамічних нуль-пунктів.

В підрозділі 2.4 подаються залежності приведення каталож-них координат зірок до динамічних нуль-пунктів. Порівнюється узгодженість систем координат FK5 і DE200, FK5 і DE403, FK4 і Ньюкома. Відмічено кращу узгодженість систем координат FK5 та DE200, FK5 та DE403, в порівнянні з системами FK4 та Ньюкома. Визначено, що відмінність теорій руху DE200 та DE403 є незначною для Сонця (~ 0.01).

Використовуючи результати узгодження систем координат FK5 і ICRS із [8], визначено узгодженість сучасних реалізацій каталожної ICRS та динамічної DE403 систем координат за спостереженнями Сонця. Отримано наступні оцінки кутів взаємної орієнтації осей цих систем координат:

P = 0.07 0.01, Q = 0.03 0.01,

R= 0.01 0.01, ₀ = 0.06 0.01.

Ці результати свідчать про існування суттєвого взаємного нахилу екваторів ICRS і DE403 та про неузгодженість цих систем.

Третій розділ присвячений дослідженню ефекту непрецесійного руху рівнодення. Згідно даному дослідженню непрецесійний рух рівнодення є реальним, але його величина на 0.042^s/ст. 0.003^s/ст. менше прийнятого В. Фріке в FK5 значення 0.085^s/ст. 0.010^s/ст.

В підрозділі 3.1 на основі аналізу багаточисельних оцінок ефекту непрецесійного руху рівнодення, одержаних за спостереженнями різних об'єктів Сонячної системи, визначено фактори, які перешкоджають отриманню узгоджених оцінок ефекту:

відмінність оцінок Б обумовлена наявністю невиключених систематичних похибок в позиційних спостереженнях тіл Сонячної системи, які є наслідком недосконалості методик спостереження, неповністю виключених похибок інструментального та редукційного характеру;

оцінки Б є різними при обробці одних і тих же спостережень з різними теоріями руху планет;

при вивченні ефекту непрецесійного руху рівнодення використовуються різні методики;

величина ефекту частково залежить від прийнятого значення сталої прецесії;

оцінки Б залежать від положення орбіти планети у просторі.

В розділі 3.2 показано, що на величину і точність визначення оцінки непрецесійного руху рівнодення суттєво впливають методики його дослідження, а саме: методика обробки всього масиву спостережень з включенням невідомого Б в загальну систему рівнянь; методика урівнювання оцінок ₀ або А для різних T з використанням залежностей

₀ = ₀ + Б (T-T₀), А = А₀ + Б (T - T₀).

Методика урівнювання оцінок невідомих застосовувалась раніше неодноразово, зокрема В. Фріке при уточненні нуль-пункту FK5 [5]. Показано, що ця методика не є строгою і ускладнює врахування відмінностей, пов'язаних з використанням різних теорій руху та різних значень астрономічних сталих у визначеннях поправок рівнодення за короткими рядами спостережень, зменшує точність визначення оцінок невідомих, не забез-печує задовільне узгодження оцінок невідомих.

В підрозділі 3.3 досліджується питання про те, як оцінки Б залежать від прийнятої сталої прецесії, яка за останніми даними потребує поправку р = 0.3/ст. Показано, що при врахуванні р = 0.3/ст. значення Б зменшується на 0.006^s/ст.

В підрозділі 3.4 показано, що на оцінку величини непрецесійного руху рівнодення впливає нерівномірність “часової шкали Брауера” Т = 14^s/ст. за термінологією Г. Красінського та ін. [7]. Врахування поправки Т = 14^s/ст. в обчислених положеннях Сонця призводить до зменшення оцінки непрецесійного руху на 0.039^s/ст. Тобто ефект практично зникає.

В підрозділі 3.5 приведено виявлені залежності оцінок Б від середньодобових рухів планет n

Б = (0.052^s 0.008^s) (0.047^s 0.009^s) (n_i n₀)/n₀ +

(0.015^s 0.003^s) [(n_i n₀)/n₀]²,

та розмірів їх орбіт r

Б = (0.053^s 0.005^s) + (0.025^s 0.006^s) (r_i r₀)/r₀ ,

де індексами “і” та “0” позначено оцінки для і-тої планети та Сонця відповідно.

У висновках коротко підсумовані основні результати дисертаційної роботи та окреслені перспективи досліджень ефекту непрецесійного руху рівнодення з метою локалізації причин виникнення та уточнення величини ефекту, обгрунтовано необхідність подальших досліджень узгодженості реалізацій каталожних і динамічних систем координат.



Основні результати та висновки

Основні результати, висновки та пов'язані з ними коментарі коротко можна сформулювати наступним чином.

За вашингтонськими та грінвіцькими 19251982 рр. меридіанними спостереженнями Сонця отримано оцінки різниць положень нуль-пунктів, непрецесійного руху рівнодення та кутів взаємної орієнтації систем, які реалізуються каталогом FK4 та аналітичною теорією руху Сонця по Ньюкому, каталогом FK5 та чисельною теорією DE200, каталогом FK5 та чисельною теорією DE403, а також оцінки поправок до елементів орбіти Землі. На основі цих результатів зроблено висновки про кращу узгодженість систем FK5 та DE200, FK5 та DE403 в порівнянні з FK4 та теорією Ньюкома, а також про несуттєву відмінність теорій руху DE200 та DE403 для Сонця, визначено компоненти вектору взаємної орієнтації систем ICRS та DE403, виявлено суттєвий взаємний нахил екваторів систем ICRS та DE403.

З аналізу вашингтонських та грінвіцьких спостережень Сонця 19251982 рр. зроблено висновки про реальність ефекту регресивного непрецесійного руху рівнодення в FK5, що обумовлює додаткове до прецесійного обертання фундаментальної системи FK5 та про те, що при створенні FK5 врахований ефект непрецесійного руху приблизно в 2 рази більший реального. Показано, що на величину оцінок ефекту впливають методики його дослідження, неточність прийнятої сталої прецесії та відмінність шкал UT2 і динамічної “шкали часу Брауера”.

На основі аналізу багаточисельних оцінок непрецесійного руху рівнодення для різних об'єктів Сонячної системи вперше виявлено залежності величини ефекту від середньодобових рухів планет та від розмірів їх орбіт. У зв'язку з цим зроблено висновок про те, що ефект непрецесійного руху рівнодення не пов'язаний з кінематикою зір, обертаням Галактики або іншими факторами кінематичного характеру, а можливо є наслідком неузгодженості теорій руху зі спостереженнями планет за рахунок нетотожності часових шкал, які використовуються в теоріях руху та при спостереженнях тіл Сонячної системи.

На основі отриманих результатів зроблено висновок про те, що використання геометричного підходу до розв'язку задачі про узгодження каталожної та динамічної систем координат забезпечує кращу узгодженість та більш високу точність оцінок невідомих, отриманих як за спостереженнями на різних обсерваторіях, так і при використанні різних методик дослідження ефекту. Показано, що приведення координат зір каталогу до динамічних нуль-пунктів повинно здійснюватись з врахуванням взаємного нахилу каталожного та динамічного екваторів систем.



Перелік цитованих джерел

Балакирев А. Н. Кинематика звезд и определение поправок прецессии // Астрон. Ж.- 1980.- Т. 57, вып. 5.- C. 1100-1105.

Дума Д. П. О вращении фундаментальной системы координат // Астрон. Ж.- 1978.- Т. 55, вып 5.- С.1103-1111.

Дума Д. П. Согласование звездной и планетной систем отсчета. I. Определение разностей положений каталожных и динамических нуль-пунктов по наблюдениям Солнца // Кинематика и физика небес. тел.- 1995.- Т. 11, № 6.- С. 77-89.

Fricke W. Where is equinox? // Dynamics of solar system: IAU Symp. № 81.-Dordrecht-Holland: Reidel, 1979.- P. 133-142.

Fricke W. Determination of the Equinox and Equator of the FK5// Astron. and Astrophys.- 1982.- V.107, №1.- P. L13-L16.

Newcomb S. Research on the motion of the Moon. Pt. II. The mean motion of the Moon and other astronomical elements derived from observations of eclipses and occultations entending from the period of the Babylonians until A. D., 1908 // Astron. Pap. Washington.- 1912.- V. 9.- Pt. I.- 222 p.

Sveshnikov M. L., Krasinsky G. A., Sveshnikova E. S. Some astronomical constants from the observations of the inner planets// Second Intern. Workshop on positional astronomy and celest. mech. (Valensia, Spain, October, 19-22,1992).- Valensia (Spain).- 1993.- P. 265-271.

Mignard F., Froeschle M. Comparison of the FK5 Frame to Hipparcos // Presentation of the Hipparcos and Tycho Catalogue and first astrophysical results of the Hipparcos space astrometry mission. (Venice, 1997) .- 1997.- P. 57- 60.



Публікації за темою дисертації

Дума Д. П., Козел О. В. Исследование согласованности нуль-пунктов динамической (DE200) и каталожной (FK5) систем координат по наблюдениям Солнца 1941-1982 гг.// Кинематика и физика небес. тел.- 1998.- Т.14, № 2.- С. 130-144.

Козел О. В. Исследование эффекта непрецессионного движения равноденствия по меридианным наблюдениям Солнца 19251982 гг. // Кинематика и физика небес. тел.- 1999.- Т. 15, № 1.- С. 70-78.

Дума Д. П., Козел О. В. Реально ли непрецессионное движение равноденствия? // Кинематика и физика небес. тел.- 1999.- Т. 15, № 3.- С. 223-231.

Kozel O. Research Non-Precessional of a Movement of the Equinox // In: Abstracts of the 5^th Open Young Scientists' Conference on Astronomy and Space Physics, Kiev, Ukrainе, Apr. 27-30, 1998. Kiev.1998. p. 41.

Козел О. Согласование реализаций каталожной и дина-мической систем координат// In: Abstracts of the 6^th Open Young Scientists' Conference on Astronomy and Space Physics, Kiev, Ukrainе, Apr. 27-30, 1999. Kiev.1999. p. 50- 52.



Анотація

Козел О. В. Дослідження ефекту непрецесійного руху рівнодення. Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата фізико-математичних наук по спеціальності 01.03.01 Астрометрія та небесна механіка. Головна астрономічна обсерваторія НАН України, Київ, 2000.

В дисертаційній роботі досліджується ефект непрецесійного руху рівнодення за вашингтонськими і грінвіцькими меридіанними спостереженнями Сонця 19251982 рр. Отримано та проаналізовано оцінки різниць положень нуль-пунктів, непрецесійного руху рівнодення, кутів взаємної орієнтації систем координат, елементів орбіти Землі. Зроблено висновки про реальність ефекту непрецесійного руху рівнодення та про прийняття завищеної приблизно в 2 рази величини ефекту в FK5. Показано, що на оцінки ефекту впливають методики дослідження, неточність принятої сталої прецесії, та відмінності шкал UT2 і динамічної “шкали часу Брауера”. Вперше виявлено залежності величини ефекту непрецесійного руху рівнодення від середньодобових рухів планет та від розмірів їх орбіт. Зроблено висновок про кращу збіжність та більш високу точність оцінок невідомих при використанні геометричного підходу до розв'язку задачі про узгодження каталожної та динамічної систем координат. Показано, що приведення координат зір каталогу до динамічних нуль-пунктів повинно здійснюватись з врахуванням взаємного нахилу каталожного та динамічного екваторів систем. непрецесійний рух рівнодення орбіта

Ключові слова: непрецесійний рух рівнодення, система координат, кути взаємної орієнтації осей.



Abstract

Kozel O.V. Studying the effect of non-precessional equinox motion. - Manuscript.

Thesis for a candidate's degree on speciality 01.03.01 astrometry and celestial mechanics. The Main Astronomical Observatory of National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, 2000.

The effect of non-precessional equinox motion from the Washington and Greenwich meridian observations of the Sun performed since 1925 till 1982 is investigated in the dissertation. The estimates of the differences of the zero-point positions, the non-precessional equinox motion, the angles of the mutual orientation of the axes of the coordinate systems, the corrections of the Earth orbital elements are obtained and analyzed. The conclusions are made that the effect of the non-precessional equinox motion is real and its value adopted in FK5 is overestimated approximately in two times. The values of the effect's estimation are found to depend on the techniques and the accuracy of the adopted constant of precession as well as the differences between UT2 and dynamic Brouwer's time scales. The dependence of the values of the effect of non-precessional equinox motion from the mean diurnal planets' motions and their average distances are discovered. The conclusion on using a geometrical approach for better convergence and higher precision of estimations to solve a problem about the relation between catalogue and dynamical coordinate systems is made. It is shown that the reduction of the coordinates of stars of the catalogue to the dynamic zero-points should make with taking into account the mutual equator's declination between the system of the catalogue and the dynamic one.

Key words: non-precessional equinox motion, coordinate systems, angles of mutual orientation of axes.



Аннотация

Козел О. В. Исследование эффекта непрецессионного движения равноденствия. Рукопись.

Дисертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.03.01 Астрометрия и небесная механика. Главная астрономическая обсерватория НАН Украины, Киев, 2000.

На основании вашингтонских и гринвичских 19251982 гг. меридианных наблюдений Солнца получены оценки разностей положений нуль-пунктов, непрецессионного движения равноденствия и углов взаимной ориентации систем, реализуемых каталогами FK4, FK5 и теориями движения Солнца по Ньюкому, DE200 и DE403, а также оценки поправок к элементам орбиты Земли. На основании этих результатов сделаны выводы о лучшей согласованности систем FK5 и DE200, FK5 и DE403 по сравнению с FK4 и теорией Ньюкома и о несущественном отличии теорий движения DE200 и DE403 для Солнца, определены компоненты вектора взаимной ориентации систем ICRS и DE403, обнаружен существенный взаимный наклон экваторов этих систем.

Из анализа наблюдений Солнца сделаны выводы о реальности эффекта непрецессионного движения равноденствия и о принятии завышенного примерно в 2 раза значения эффекта при создании FK5. Показано, что на величину оценок эффекта оказывают влияние используемые методики его исследования, неточность принятой постоянной прецессии и различие шкалы UT2 и динамической "шкалы времени Брауэра".

На основании анализа многочисленных оценок непрецессионного движения равноденствия для разных объектов Солнечной системы впервые обнаружены зависимости величины эффекта от среднесуточных движений планет и от размеров их орбит. В связи с этим сделано заключение о том, что эффект непрецессионного движения равноденствия не связан с кинематикой звезд, вращением Галактики или другими факторами кинематического характера, а скорее всего является следствием рассогласованности теорий движения с наблюдениями планет за счет нетождественности временных шкал, используемых в теориях движения и при наблюдениях тел Солнечной системы.

На основании полученных результатов сделан вывод о том, что использование геометрического подхода к решению задачи о согласовании каталожной и динамической систем координат обеспечивает лучшую сходимость и более высокую точность оценок неизвестных, полученных как по наблюдениям разных обсерваторий, так и при использовании различных методик исследования эффекта. Показано, что приведение координат звезд каталога к динамическим нуль-пунктум должно осуществляться с учетом взаимного наклонения каталожного и динамического экваторов систем.

Ключевые слова: непрецессионное движение равноденствия, система координат, углы взаимной ориентации осей.

Размещено на Allbest.ru

...