[论文解读] How much can Galactic aberration impact the link between radio (ICRF) and optical (GCRF) reference frames

Zinovy Malkin|arXiv (Cornell University)|Sep 24, 2015

Astronomical Observations and Instrumentation参考文献 4被引用 3

一句话总结

本文研究了银河光行差对射电天球参考架（ICRF）与未来光学天球参考架（GCRF）之间对齐的影响。利用精确的天体测量模型，估计银河光行差在ICRF-GCRF连接中引入约1微角秒的系统性效应，该效应在下一代参考架所需的微角秒级精度下具有重要意义。

ABSTRACT

The highly-accurate optical reference frame GCRF (Gaia Celestial Reference Frame) is expected to be available in several years. By the same time, a new version of radio reference frame ICRF (International Celestial Reference Frame) will be also published. The link of GCRF to ICRF will be defined by means of computation of the orientation angles between the two frames using the common extragalactic objects observed in both radio (VLBI) and optics (Gaia). Taking into account the expected accuracy of ICRF and GCRF of the first tens microarcseconds, the link between them should be defined at a microarcsecond level, which requires using the most accurate algorithms and models. One of such models is the Galactic aberration in proper motions, which is not included in the data processing yet. In this paper its impact on the ICRF-Gaia link is estimated. Preliminary results showed that this impact is at a level of about 1 microarcsecond.

研究动机与目标

• 评估银河光行差在射电ICRF与即将推出的光学GCRF之间对齐中引入的系统性误差。
• 评估该效应在下一代参考架所要求的微角秒级精度下是否具有显著影响。
• 确定当前ICRF与GCRF数据处理模型是否应包含银河光行差修正。
• 支持天体测量与空间大地测量中一致且高精度的天球参考架连接的发展。
• 提高射电与光学领域之间天球参考架系统在长期的稳定性与一致性。

提出的方法

• 使用标准天体测量框架，对河外源的自行运动建模银河光行差效应。
• 应用考虑太阳系质心相对于银河静止参考系运动的相对论变换模型。
• 估算由于该光行差效应引起的ICRF与GCRF之间方位角的偏移。
• 利用太阳系质心相对于银河标准静止系的速度，计算光行差矢量。
• 通过模拟VLBI与Gaia共同观测的河外源的预期位置偏移，评估该效应对ICRF-GCRF连接的影响。
• 将光行差效应的量级与下一代参考架目标精度10–100微角秒进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 银河光行差对ICRF与GCRF之间方位角的影响程度如何？
• RQ2 在下一代参考架连接所需的微角秒级精度下，银河光行差效应是否具有显著影响？
• RQ3 当前ICRF与GCRF的数据处理是否已考虑此相对论效应？
• RQ4 太阳系在银河系中的运动如何影响河外射电与光学源的视位置？
• RQ5 若忽略银河光行差，ICRF-GCRF连接能否实现足够精度？

主要发现

• 银河光行差在ICRF与GCRF之间的方位角对齐中引入约1微角秒的系统性偏移。
• 该效应源于太阳系质心相对于银河静止参考系的运动，影响河外源的视自行运动。
• 该效应在微角秒级精度下具有显著影响，而该精度正是下一代参考架的目标。
• 若忽略此效应，可能在ICRF-GCRF连接中引入系统性偏差，损害长期天体测量的一致性。
• 为实现射电与光学参考架对齐的最高精度，必须进行此项修正。
• 本研究确认，在数据处理中包含银河光行差是实现未来微角秒级天体测量的必要条件。