23. november 2010

Udvikling af fotoelektrisk astrometri

Ekspeditionen i Australien:

Astronom ved Københavns Universitet, Erik Høg arbejdede i femten år fra 1958 ved observatoriet i Hamborg. Her havde man planer om en ekspedition til Perth i Vestaustralien med en gammel meridiankreds.

Men Erik Høg havde i 1960 fået en god idé om fotoelektrisk astrometri til ekspeditionen i Australien. Han foreslog at tælle fotonerne til måling af lyset og at bruge en computer til beregningerne.

Man lader stjernen glide hen over nogle smalle spalter, mens man hele tiden måler det lys, der kommer igennem spalterne. Derved måles både stjernens position og dens lysstyrke.

Teknikken til elektronisk tælling kendte han før andre astronomer, fordi han havde mødt den som soldat, da de havde målt radioaktivitet i støv fra atmosfæren, som stammede fra stormagternes sprængning af brint- og atombomber.

Regnemaskine GIER i brug — Den bedste regnemaskine på den tid var den danske GIER, der her ses i Australien i 1970.

Direktøren for observatoriet i Hamborg, Otto Heckmann var straks med på hans ideer om fotoelektrisk astrometri, og han havde tillid til, at Erik Høg ville holde ud i alle de år, der lå foran med udviklingen, som faktisk tog syv år.

De købte den bedste computer til formålet, en regnemaskine hed det dengang, og den bedste maskine var den danske GIER, som også kom med til Australien. Det var en stor astronomisk ekspedition efter den tids målestok, idet en stab på seks til ti mennesker foretog observationer og beregninger gennem fem år. Resultaterne for i alt 25 000 stjerner blev udgivet i 1976.

Stor styrke til svage stjerner

Den fotoelektriske metode til astrometri gav bedre nøjagtighed end den gamle visuelle metode, og man kunne måle svagere stjerner med meridiankredsen. Desuden var metoden fuldt elektronisk og derfor mere effektiv, fordi observationer blev hullet direkte på den tids hulstrimler, der derefter kunne læses ind i computeren, GIER.

Til brug i en satellit var den fotoelektriske, elektroniske metode ideel, og den eneste praktiske mulighed, som er fuldautomatisk.

Det giver et indtryk af metodens styrke, at de svageste stjerner i Tycho-2 kataloget baserer på registrering af kun omtrent 50 fotoner fra stjernen, og at disse fotoner er opsamlet ved en kombination af 100 målinger fordelt over et tidsrum af tre år.

Det var tilstrækkeligt til at give en bedre nøjagtighed for stjernens position, end man kunne nå fra Jorden og samtidig en god måling af lysstyrken i to farver. De klare stjerner fik selvfølgelig meget bedre nøjagtighed, idet mange fotoner er ensbetydende med stor nøjagtighed.

Næste >>

Meridiankreds i Brorfelde
Gennem de sidste halvtreds år har danske astronomer leveret to særlige bidrag til astrometrien, begge med udgangspunkt i den nye meridiankreds, der blev opstillet i Brorfelde i 1953 og begge baseret på den fotoelektriske teknik til astrometri, som astronom Erik Høg udviklede i sine femten år ved observatoriet i Hamburg fra 1958.

Det ene astrometriske bidrag består i udvikling af en automatisk meridiankreds af den tekniske stab i Brorfelde ledet af Erik Høg og Leif Helmer og observationer med denne på La Palma fra 1984 ledet af Leif Helmer i samarbejde med engelske og spanske astronomer.

Det andet bidrag begynder i 1975, da Erik Høg lavede et nyt design af en astrometrisk satellit, Hipparcos, der blev udviklet og opsendt af ESA.

Fotografiske og fotoelektriske metoder

Det var meningen fra starten, at meridiankredsen i Brorfelde skulle observere stjernerne med en fotografisk metode. En fotografisk plade skulle bevæges med samme hastighed som stjernen, så denne dannede en lille plet på pladen. Senere udmåling i laboratoriet og beregninger ville da give stjernens position. Det var en helt ny og lovende metode, som man havde lavet forsøg med ved observatoriet i Lund, og som kunne give bedre nøjagtighed og måle svagere stjerner end den gamle visuelle metode.

Peter Naur og Erik Høg arbejdede med denne udvikling omkring 1957, og det lykkedes Svend Laustsen at få gode resultater i 1960erne med et fotografisk apparatur, der var i brug til hen ved 1976. Men udviklingen gik meget hurtigt dengang, idet den fotoelektriske metode foreslået af Erik Høg i 1960 var den fotografiske overlegen med hensyn til nøjagtighed og følsomhed, og fordi den kunne automatiseres, så målinger let kunne læses ind i en computer.

Niels Bohr Institutet

Udvikling af fotoelektrisk astrometri

Stor styrke til svage stjerner

Dansk bidrag til astrometri

Metoder til at observere stjernerne