Национальная (Всероссийская) конференция по естественным и гуманитарным наукам «Наука СПбГУ – 2020»

Максим Юрьевич Ховричев (Участник)

Деятельность: Участие в мероприятиях или организация мероприятий (событий)Участие в конференции, заседании рабочей группы, ...

Описание

ПРОБЛЕМА КРОССИДЕНТИФИКАЦИИ В ПЛОТНЫХ ЗВЕЗДНЫХ ПОЛЯХ

Результаты

Ховричев М.Ю.

ПРОБЛЕМА КРОССИДЕНТИФИКАЦИИ В ПЛОТНЫХ ЗВЕЗДНЫХ ПОЛЯХ

Астрономическая задача, обсуждению которой посвящен данный текст, встречается в современной астрономии повсеместно. Коротко ее можно сформулировать следующим образом. Имеется два списка астрономических объектов, для каждого из которых указаны какие-либо координаты и идентификаторы (например, HEALPix-индексы). Необходимо установить взаимно однозначное соответствие между идентификаторами. На первый взгляд задача не выглядит сложной. В самом деле, нужно просто перебрать все возможные угловые расстояния между текущим объектом одного списка и всеми объектами второго. Далее отобрать в качестве объектов-кандидатов такие, которые попадают в доверительные интервалы по координатам. Затем уже использовать дополнительную информацию (например, сведения о блеске звезд) чтобы однозначно решить, какой из объектов-кандидатов мы будем считать точно отвечающим требованиям тождественности. Для анализа звездных каталогов и других астрономических источников данных даже разработаны соответствующие web-сервисы (например, http://cdsxmatch.u-strasbg.fr/). Дополнительную сложность представляет собой ситуация, когда характерные угловые расстояния между соседними объектами списков составляют несколько секунд дуги. То есть когда требуется провести отождествление в плотном звездном поле, для которого в области неба размером 1x1 угловую минуту насчитывается порядка тысячи объектов и более. Такая задача актуальна для исследований шаровых звездных скоплений, оцифровки астрономических астронегативов на современных измерительных комплексах. Дополнительные трудности связаны с тем, что нередко экваториальные координаты звезд в одном из списков неизвестны, а даны только пиксельные координаты. Применение стандартных сервисов типа astrometry.net в такой ситуации проблему не решает. При оцифровке астрономических снимков, полученных в XX веке, для достижения нужной точности приходится снимать участки фотопластинки с помощью камеры, каждый раз перемещая рамку с астронегативом, чтобы в конечном итоге собрать мозаику фрагментов в единое целое. Съемка отдельных участков производится с перекрытием. Тем не менее, если звезд на снимке мало, то выяснить точное взаимное расположение фрагментов бывает очень сложно. Такая ситуация сложилась на первом этапе оцифровки пулковских астронегативов с помощью комплекса NAROO (Парижская обсерватория, https://omekas.obspm.fr/s/naroo-project/page/home). Но, к счастью, на старых фотоэмульсиях имеется большое количество артефактов (микроцарапин, сколов и т.п.). Эти объекты оказалось возможным использовать для установления взаимного расположения фрагментов на уровне точности порядка 0.1 микрометра (что выше среднемирового уровня измерения астрономических фотопластинок). Для обсуждаемых приложений нами был использован следующий подход. В качестве элементарной геометрической конструкции используется треугольник, образованный соседними звездами. Для каждого такого треугольника вычисляется отношение двух его сторон, синус и косинус угла между ними. Проделав эту операцию для обоих списков, несложно найти треугольники, которые минимальным образом отличаются друг от друга. Далее с помощью координат вершин определяются значения параметров линейного преобразования между системами координат двух списков, выполняется проверка на совпадения значимого количества точек. Дополнительные вычислительные трудности возникают из-за того, что объектов в списках очень много и количество треугольников вызывает трудности даже для современных вычислительных машин. Кроме того, довольно часто образуются треугольники, для которых угол между сторонами очень мал и определяется неточно из-за случайных ошибок координат объектов анализируемых списков. Поэтому мы использовали триангуляцию Делоне (Делоне Б.Н. О пустоте сферы // Изв. АН СССР, ОМЕН. 1934, 4. 793–800) чтобы быстро формировать наборы и избегать тонких треугольников. При работе с очень большими списками мы разбивали их на поднаборы по какому-либо дополнительному параметру. В итоге это дало возможность успешно отождествлять списки звезд для шаровых звездных скоплений и находить общие наборы артефактов для перекрывающихся фрагментов астронегативов (Gontcharov, G.A., Khovritchev, M.Y., Mosenkov, A.V.\ 2020.\ Isochrone fitting of Galactic globular clusters - II. NGC 6205 (M13).\ Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 497, 3674–3693. doi:10.1093/mnras/staa1694 https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2020MNRAS.497.3674G/abstract).
Период24 дек 2020
Тип мероприятияконференция
Номер конференциипервая
МестонахождениеСанкт-Петербург, Российская Федерация