ภาพประกอบของการใช้อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ในช่วงความยาวคลื่นแสงเพื่อตรวจสอบตำแหน่งที่แม่นยำของดาว ได้รับความอนุเคราะห์จาก NASA / JPL-Caltech
มาตรดาราศาสตร์ (อังกฤษ : Astrometry ) หรือ วิชาวัดตำแหน่งดาว เป็นสาขาวิชาหนึ่งของดาราศาสตร์ เกี่ยวข้องกับการตรวจวัดและการอธิบายตำแหน่งและการเคลื่อนที่ของดวงดาว หรือวัตถุท้องฟ้า อื่นๆ ข้อมูลจากการศึกษาในสาขานี้มีความสำคัญอย่างมากในปัจจุบันสำหรับงานวิจัยด้านจลนศาสตร์ และจุดกำเนิดของระบบสุริยะ ตลอดจนดาราจักรทางช้างเผือก ของเรา
ประวัติ
ประวัติศาสตร์ของวิชาวัดตำแหน่งดาว เชื่อมโยงกับประวัติศาสตร์ของสารบัญแฟ้มดาวฤกษ์ ซึ่งทำให้นักดาราศาสตร์สามารถอ้างอิงกับวัตถุในท้องฟ้า เพื่อให้สามารถติดตามความเคลื่อนไหวของวัตถุเหล่านั้นได้ ย้อนหลังไปถึงฮิปปาร์คอส ผู้ซึ่งมีชีวิตอยู่ในช่วงประมาณ 190 BC ได้ใช้สารบัญแฟ้มดาวฤกษ์ของทิโมคาริส และอริสติลลอส รุ่นก่อนหน้าเขาและการค้นพบว่าโลกมีการหมุนควง
โปรแกรมช่วยในการศึกษา
Astrometrica
MPO (computer program)
การนับจำนวนดาวด้วยตาเปล่า
ท้องฟ้านั้นกว้างใหญ่กับเวลากลางคืน ยิ่งแถบชนบทที่ไม่ค่อยมีไฟส่องในเวลากลางคืน ทำให้เห็นดวงดาวชัดเจน เราไม่สามารถระบุตำแหน่งที่แน่นอนของดาว เพราะดาวมีเคลื่อนที่เร็วแบบจำเพาะหรือการเคลื่อนที่ของทรงกลมฟ้า ซึ่งมีการทดลองให้เราสามารถทำการทดลองเองได้ เป็นการสังเกตการณ์ดวงดาวบนท้องฟ้าด้วยตาเปล่า เป็นวิธีง่าย ๆ ที่จะสามารถช่วยให้เราได้รู้ว่า แท้จริงแล้วบนท้องฟ้าที่เรามองเห็นนั้นมีดาว (ประมาณ) กี่ดวง โดยบทความของสสวท ซึ่งสามารถนำไปในการทดลองโดยใช้ตาเปล่ากับอุปกรณ์ที่ประดิษฐ์เองได้ง่าย ๆ ดังนี้[ 1] [ 2] [ 3]
วัสดุ-อุปกรณ์
กระดาษแข็ง ขนาด 25 ซม.× 25 ซม.
แผ่นไม้ ขนาด กว้าง 4 ซม. × ยาว 60 ซม.
ไม้บรรทัด
กรรไกร
ลวดหนีบกระดาษ
เทปกาวใส
วิธีทำ
อุปกรณ์นับดาว
นำกระดาษแข็งขนาด 25 ซม. × 25 ซม. มาเจาะช่องตรงกลางออกให้มีขนาดประมาณ 15 ซม. × 15 ซม. ช่องว่างที่คล้ายหน้าต่างนี้จะใช้เป็นช่องสำหรับส่องเพื่อนับดาว
วัดความยาวจากปลายแผ่นไม้เข้ามาเป็นระยะ 10 ซม. แล้วขีดเส้นเพือทำเครื่องหมายตำแหน่งดังกล่าวบนแผ่นไม้
ง้างปลายลวดหนีบกระดาษด้านหนึ่งให้เปิดออก และงอลวดหนีบกระดาษให้เป็นมุมฉาก (90 องศา) ใช้เทปใสปิดทับปลายลวดด้านหนึ่งเข้ากับแผ่นไม้ที่ระยะ 10 ซม. และปิดเทปใสกับปลายลวดอีกด้านหนึ่งเข้ากับกระดาษแข็ง
นำอุปกรณ์ที่ประดิษฐ์ได้ไปใช้สังเกตดาว โดยพยายามเลือกบริเวณที่ไม่มีแสงไฟจากถนนหรือบ้านเรือนรบกวน เมื่อปรับสายตาให้ชินกับความมืดแล้วให้ถือปลายไม้ชิดกับดวงตาข้างหนึ่งแล้วสังเกตดาวผ่านช่องหน้าต่างที่เจาะไว้ นับดวงดาวที่สังเกตได้ภายในช่องหน้าต่าง บันทึกไว้
เลือกบริเวณที่จะนับดาวบริเวณอื่นอีก 2 แห่ง ทำเช่นเดียวกับข้อ 4. แล้วบันทึกจำนวนดาวที่สังเกตได้ ซึ่งท่านจะได้ข้อมูลจำนวนดาวรวมทั้งหมด 3 บริเวณ
นำค่าของจำนวนดาวที่บันทึกได้ทั้ง3แห่งมาหาค่าเฉลี่ย แล้วนำค่าเฉลี่ยมาคูณด้วย 70 ก็จะได้จำนวนของดวงดาวโดยประมาณที่เราสามารถมองเห็นบนท้องฟ้ายามค่ำคืน ตัวเลข 70 มาจากไหน พื้นที่ทั้งหมดบนท้องฟ้ารอบตัวเรามีลักษณะเป็นทรงกลม เมื่อเราใช้อุปกรณ์สำหรับส่องเพื่อนับดาว นั่นหมายถึงเราส่องดูแค่ส่วนหนึ่งของทรงกลมเท่านั้น ถ้าให้ความยาวของแผ่นไม้เป็นรัศมี (R) ของทรงกลมที่เราจะสามารถมองเห็นดาวบนท้องฟ้าได้ทั้งหมด
ดังนั้น พื้นที่ผิวทรงกลม
=
4
π
r
2
=
4
×
50
×
50
=
31429
{\displaystyle =4\pi r^{2}=4\times 50\times 50=31429}
ตารางเซนติเมตร
พื้นที่ของช่องหน้าต่างที่เราใช้ส่องดาว
=
15
×
15
=
225
{\displaystyle =15\times 15=225}
ตาราเซนติเมตร
ดังนั้น ต้องใช้อุปกรณ์ส่องดาวจำนวนประมาณ = 140 อัน จึงจะส่องดาวได้เต็มพื้นที่ผิวทรงกลม แต่เราสามารถมองเห็นท้องฟ้าได้เพียงครึ่งวงกลม (อีกครึ่งนึงอยู่ใต้เท้าไม่สามารถมองเห็นได้) ดังนั้น จึงต้องใช้อุปกรณ์ส่องดาวจำนวน = 70 อัน จึงจะเห็นดาวทั้งครึ่งทรงกลมได้
ด้วยเหตุผลนี้ เมื่อเราใช้อุปกรณ์ส่องดาวตามที่ประดิษฐ์ได้ จึงต้องนำจำนวนดาวเฉลี่ยมาคูณด้วย 70 จึงจะเทียบเท่ากับจำนวนดาวบนท้องฟ้า (โดยประมาณ) ที่เรามองเห็นได้
ดูเพิ่ม
อ้างอิง
หนังสืออ่านเพิ่มเติม
Kovalevsky, Jean (2004). Fundamentals of Astrometry . Cambridge University Press. ISBN 0-521-64216-7 .
Walter, Hans G. (2000). Astrometry of fundamental catalogues: the evolution from optical to radio reference frames . New York: Springer. ISBN 3540674365 .
Kovalevsky, Jean (1995). Modern Astrometry . Berlin; New York: Springer. ISBN 354042380X .
แหล่งข้อมูลอื่น