La Carte du Ciel (literalmente, 'Mapa del Cielo') y el Catálogo Astrográfico (o Carta Astrográfica ) eran dos componentes distintos pero conectados de un enorme proyecto astronómico internacional, iniciado a finales del siglo XIX, para catalogar y cartografiar las posiciones de millones de estrellas tan débiles como de magnitud 11 o 12 . Veinte observatorios de todo el mundo participaron en la exposición y medición de más de 22.000 placas fotográficas (de vidrio) en un enorme programa de observación que se extendió a lo largo de varias décadas. A pesar de su gran escala, o debido a ella, el proyecto sólo tuvo un éxito parcial: el componente de la Carte du Ciel nunca se completó y durante casi medio siglo la parte del Catálogo Astrográfico fue en gran medida ignorada. Sin embargo, la aparición del Catálogo Hipparcos en 1997 ha supuesto un importante desarrollo en el uso de este histórico material de placas.
En 1887, el director del Observatorio de París, Amédée Mouchez , inició un vasto y sin precedentes proyecto internacional de cartografía estelar , quien se dio cuenta del potencial del nuevo proceso fotográfico de placa seca para revolucionar el proceso de elaboración de mapas de las estrellas. A raíz del Congreso Astrográfico de más de 50 astrónomos celebrado en París en abril de 1887, 20 observatorios de todo el mundo aceptaron participar en el proyecto, y se establecieron dos objetivos:
Para el primero, el Catálogo Astrográfico, se debía fotografiar todo el cielo con magnitud 11 para proporcionar un catálogo de referencia de posiciones estelares que llenara la brecha de magnitud entre las observadas anteriormente mediante observaciones de instrumentos de tránsito y círculo de meridianos hasta magnitud 8; proporcionar las posiciones de una red razonablemente densa de posiciones estelares que a su vez podría usarse como sistema de referencia para el componente más débil del estudio (la Carte du Ciel). Se encargó a diferentes observatorios de todo el mundo estudiar zonas de declinación específicas (ver tabla). Las placas del Catálogo Astrográfico, con una exposición típica de 6 minutos, fueron a su debido tiempo fotografiadas, medidas y publicadas en su totalidad. Produjeron un catálogo de posiciones y magnitudes de hasta aproximadamente 11,5 mag, y el programa se completó en gran medida durante el primer cuarto del siglo XX.
Para el segundo objetivo, un segundo conjunto de placas, con exposiciones más largas pero una superposición mínima, era fotografiar todas las estrellas con magnitud 14. Estas placas debían reproducirse y distribuirse como un conjunto de cartas, la Carte du Ciel, a diferencia de las cartas celestes anteriores que se habían construido a partir de las coordenadas celestes de las estrellas observadas por instrumentos de tránsito. La mayoría de las placas de Carte du Ciel utilizaron tres exposiciones de 20 minutos de duración, desplazadas para formar un triángulo equilátero con lados de 10 segundos de arco, lo que facilita distinguir estrellas de fallas de placas y asteroides de estrellas.
Herbert Hall Turner , entonces profesor Savilian de Astronomía en la Universidad de Oxford , dio un relato contemporáneo de esta vasta colaboración astronómica internacional, publicado en 1912 . [2] Otros aspectos se tratan en varios artículos de las Actas del Simposio Número 133 de la IAU celebrado en 1988. [3]
Para el Catálogo Astrográfico, 20 observatorios de todo el mundo participaron en la exposición y medición de más de 22.000 placas de vidrio (ver tabla). Aproximadamente la mitad de los observatorios encargaron telescopios a los hermanos Henry (Paul y Prosper) en Francia, y otros procedieron de la fábrica de Howard Grubb de Dublín . [4] Estos telescopios se denominaron astrógrafos normales con una apertura de alrededor de 13 pulgadas (33 cm) y una distancia focal de 11 pies (3,4 m) diseñados para crear imágenes con una escala uniforme en la placa fotográfica de aproximadamente 60 segundos de arco /mm mientras cubriendo un campo de visión de 2° × 2°. A cada observatorio se le asignó una zona de declinación específica para fotografiar. La primera placa de este tipo se tomó en agosto de 1891 en el Observatorio Vaticano (donde las exposiciones tardaron más de 27 años en completarse), y la última en diciembre de 1950 en el Observatorio Real de Bélgica (Bruselas), realizándose la mayoría de las observaciones entre 1895 y 1920. Para compensar los defectos de las placas, cada área del cielo fue fotografiada dos veces, utilizando un patrón de superposición doble de esquina a centro, extendido en los límites de la zona, de modo que las placas de cada observatorio se superpusieran con las de las zonas adyacentes. . Los observatorios participantes acordaron utilizar un telescopio estandarizado para que todas las placas tuvieran una escala similar de aproximadamente 60 segundos de arco/mm. Las áreas medibles de las placas eran 2,1°×2,1° (13 cm×13 cm), por lo que el patrón de superposición consistía en placas que estaban centradas en cada banda de grados en declinación, pero desplazadas en ascensión recta por dos grados. Muchos factores, como el catálogo de referencia, la técnica de reducción y los formatos de impresión, se dejaron en manos de cada institución. El objetivo de precisión posicional era de 0,5 segundos de arco por imagen.
La medición de placas era un asunto prolongado, ya que la medición se hacía a ojo y se registraba a mano. Las placas fueron entregadas a un gran número de personas que trabajaban como computadoras para determinar las posiciones de las estrellas en cada placa. (Antes de su significado moderno, la palabra "computadora" significaba una persona que realiza cálculos). Estas computadoras humanas medirían manualmente cada estrella con respecto a la docena de estrellas de referencia dentro de esa placa en particular y luego realizarían cálculos para determinar la ascensión recta y la declinación de la estrella . Sin embargo, el objetivo original de 11 mag para la magnitud límite fue superado en general, y algunos observatorios miden rutinariamente estrellas tan débiles como 13 mag. En total se observaron unos 4,6 millones de estrellas (8,6 millones de imágenes). Las estrellas más brillantes estaban sobreexpuestas en las placas, no se midieron y, por lo tanto, no figuraban en los catálogos resultantes. Las medidas de las placas (como coordenadas rectangulares), así como las fórmulas para transformarlas en coordenadas ecuatoriales, se publicaron en los volúmenes originales del Catálogo Astrográfico, aunque las coordenadas ecuatoriales que las acompañan ahora tienen sólo interés histórico. La publicación de las mediciones se realizó entre 1902 y 1964 y dio como resultado 254 volúmenes impresos de datos sin procesar.
Durante décadas, el Catálogo Astrográfico fue en gran medida ignorado. Era difícil trabajar con los datos porque no estaban disponibles ni en forma legible por máquina ni en coordenadas ecuatoriales. Se invirtieron décadas de trabajo a nivel internacional antes de que el proyecto fuera reemplazado por técnicas astronómicas modernas. Un problema fue que el trabajo duró mucho más de lo esperado. Tal como se había previsto inicialmente, el proyecto debía durar sólo entre 10 y 15 años. Un problema más grave fue que, mientras muchos astrónomos europeos estaban preocupados por este proyecto, que requería un trabajo constante y metódico más que creatividad, en otras partes del mundo, especialmente en Estados Unidos, la astrofísica se estaba volviendo mucho más importante que la astrometría . Como resultado, la astronomía francesa en particular se quedó atrás y se quedó rezagada durante décadas.
El componente aún más ambicioso del programa Carte du Ciel fue llevado a cabo por algunos de los observatorios participantes, pero otros ni lo completaron ni lo iniciaron. Las cartas resultaron ser excesivamente caras de fotografiar y reproducir, generalmente mediante placas de cobre grabadas ( fotograbado ), y muchas zonas no se completaron o no se publicaron adecuadamente. Las placas tomadas todavía existen en general, pero cubren sólo la mitad del cielo. Por lo general, se archivan en sus observatorios originales. Muy pocas placas se han vuelto a medir y analizar recientemente con la disponibilidad de los datos del Catálogo Hipparcos (ver más abajo).
Durante mucho tiempo se consideró que la gran cantidad de trabajo invertido en el Catálogo Astrográfico, tomando planchas, mediciones y publicaciones, sólo proporcionaba un beneficio científico marginal. Pero hoy en día, los astrónomos están muy en deuda con este gran esfuerzo debido a la posibilidad de combinar estas posiciones estelares centenarias con los resultados del satélite de astrometría espacial Hipparcos de la ESA , lo que permite derivar movimientos propios de alta precisión para 2,5 millones de estrellas.
En concreto, entre 1987 y 1994 se transfirieron las posiciones del Catálogo Astrográfico de catálogos impresos con décadas de antigüedad a un formato legible por máquina (lo que se llevó a cabo en el Instituto Astronómico Sternberg de Moscú bajo la dirección de A. Kuzmin). Observatorio Naval de Estados Unidos en Washington bajo la dirección de Sean Urban), utilizando las estrellas de referencia medidas por el satélite de astrometría Hipparcos . [5]
Las estrellas del Catálogo Hipparcos se utilizaron para establecer un marco de referencia detallado en las distintas épocas de las placas del Catálogo Astrográfico, mientras que los 2,5 millones de estrellas del Catálogo Tycho-2 proporcionaron un marco de referencia denso para permitir que las distorsiones de las placas se calibraran con precisión y corregido. Los movimientos propios de todas las estrellas del Catálogo Tycho podrían derivarse especialmente gracias al Catálogo Astrográfico, pero también utilizando posiciones de estrellas de más de 140 catálogos terrestres.
Aparte de las 120.000 estrellas del propio Catálogo Hipparcos, el Catálogo Tycho-2 resultante (compilado en el Observatorio de la Universidad de Copenhague bajo la dirección de Erik Høg) se convirtió en el catálogo de estrellas más grande, preciso y completo de las estrellas más brillantes del cielo. . Fue la base para derivar posiciones para todas las estrellas más débiles del cielo, hasta que el Catálogo Gaia 2 estuvo disponible en 2017. [6] [7] Sean Urban, del Observatorio Naval de EE. UU., escribió en 1998: [5]
La historia del esfuerzo del Catálogo Astrográfico es la de personas dedicadas que dedican tediosas décadas de sus carreras a un solo objetivo. Algunos creen que es también la historia de cómo los mejores observatorios europeos del siglo XIX perdieron su liderazgo en la investigación astronómica al dedicar tantos recursos a esta única empresa. Presentado durante mucho tiempo como una lección objetiva de ambición excesiva, el Catálogo Astrográfico se ha convertido más recientemente en una lección sobre la forma en que los datos antiguos pueden encontrar nuevos usos.
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