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重心天体参照系（BCRS ）は、天体の位置と動きを指定するために天文測量で使用される座標系です。これは、地球の重力圏外にある天体（[1]惑星、衛星、その他の太陽系の天体、天の川銀河の恒星やその他の天体、銀河系外の天体）の世界標準参照系として、国際天文学連合（IAU ）によって2000年に作成されました。
2000年にIAUによって作成された地心天体基準系（GCRS ）は、衛星などの地球近傍天体の位置と動きを指定するために使用される同様の標準座標系です。 [1]
これらのシステムにより、測定基準と方法論の両方を確立し、一貫した運用フレームワークを提供することで、科学者やエンジニアが世界中で正確な測定結果をまとめ、共有、比較、変換することが容易になります。BCRS の焦点は天文学、つまり太陽系と宇宙の探査にあります。BCRS は現在、ヒッパルコス星カタログなどの天文学の参考文献で位置データを表すために使用されているシステムです。
GCRSの焦点は、地球衛星のナビゲーションと、それがサポートする地球物理学的アプリケーションにあります。全地球測位システム（GPS）が適切に機能するかどうかは、GCRSがサポートする衛星測定の精度に直接依存しています。[2]
目的と実施
BCRS は、天体測定に必要な位置と動きの極めて高精度な測定をサポートするために設計されました。[1]その精度を達成するための重要な要素の 1 つは、一般相対論的効果をどのように決定し測定するかにあります。両方のシステムには、世界中で行われる天体測定の測定結果間で、結果として得られる時空座標の一貫性と容易な比較を可能にする標準が組み込まれています。これらは、観測の一貫した基準フレームを確立するための計量テンソルを提供します。テンソルは、重力の基準点の標準化を通じて、部分的に一貫性を実現します。
地心座標系はより単純で、より小さく、質量の大きい物体もほとんど存在しません。この座標系では、その中心を地球自体の質量の中心と定義します。重心座標系は、大まかに太陽を中心とするものと考えられますが、太陽系はより複雑です。はるかに小さな惑星でさえ、太陽に重力を及ぼし、軌道を回るにつれて太陽の位置がわずかに変化します。これらの変化は、天体測定に必要な測定精度に比べて非常に大きいものです。したがって、BCRS では、座標の中心を太陽系全体の質量の中心、つまり重心と定義しています。この安定した重力点は、太陽系内のあらゆる観測基準系からの相対論的影響を最小限に抑えるのに役立ちます。
他の規格との関係
ICRS
BCRS 座標系の方向は、国際天体基準系(ICRS) の方向と一致しています。どちらも太陽系の重心を中心とし、同じ方向を「指し示します」。つまり、その軸は、2 年前 (1998 年) に IAU によって標準として採用された国際天体基準系(ICRF) の軸と一致しています。ICRF の目的は、天球、つまり深宇宙の背景に対する方向を固定することにより、宇宙における「方向」の意味を定義することです。簡単に言えば、星や銀河に対して移動しません。回転しません。
方向を完全に固定することは実際には不可能ですが、測定できる範囲よりはるかに近づくことはできます。物体が遠くにあるほど、その方向は私たちに対してあまり動いていないように見えます (視差効果)。したがって、ICRF は、銀河系からかなり離れた非常に遠い物体を使用して、方向の基準点を確立します。選択された物体は、他の波長よりも前方の天体ガスによって遮られる可能性が低い電波波長も放射します。ICRF は、主にクエーサーである 212 個の定義物体の座標を採用し、それらに対する方向を固定します。
HCRF
ヒッパルコス天体基準フレーム(HCRF) はICRFに似ていますが、それより古く、1989 年から 1993 年まで機能していたヒッパルコス衛星と連携して使用されていました。この衛星は、当時利用可能な他のどの方法よりも高い精度で大量の恒星の視差を測定し、現在でも広く使用されている恒星のカタログを作成しました。その後の測定機能の向上にもとづくこのような大規模なマッピングはまだ完了していません。当時は精度が低く、可視波長では、ICRS と BCRS も HCRF を使用して指定できます。これが、ヒッパルコス星カタログに関連して BCRS を使用できる方法です。
座標の変換
BCRSとGCRSは、座標を他の参照システムとの間で変換できるように設計されているが、変換は決して簡単ではない。BCRSと他の参照システムとの間で操作および変換を行うためのIAU認定アルゴリズムのソフトウェアライブラリが2つある。基礎天文学標準（SOFA）システムと海軍天文台ベクトル天体測定サブルーチン（NOVAS）である。[1]
BCRS/ICRS 軸の方向は、第 5 基本カタログ(FK5) J2000.0エポックの地球の平均赤道と春分点から0.02秒角以内に揃っています。
参照
参考文献
- ^ abcd Kaplan, George H. (2005 年 10 月 20 日)、「天文基準システム、時間スケール、地球回転モデルに関する IAU 決議」、USNO Circular、第 179 巻、ワシントン DC: 米国海軍天文台、arXiv : astro-ph/0602086
- ^ フィリッペンコ、アレックス（2007）、「講義58」、宇宙を理解する：天文学入門（DVD）、ザ・グレート・コース（第2版）、バージニア州シャンティリー、米国：ザ・ティーチング・カンパニー
さらに読む
- IAU（2000）、決議B1.3：重心天体基準系と地心天体基準系の定義
外部リンク
- 基礎天文学の基準 (SOFA)
- 海軍天文台ベクトル天体測定ソフトウェア (NOVAS) 2015-06-28 にWayback Machineでアーカイブ
- SuperNOVAS は、C/C++ 用の NOVAS ライブラリ (上記) のメンテナンスされたフォークであり、バグ修正、改善、新機能、およびオンライン ドキュメントを提供します。
