El Sistema Internacional de Referencia Celeste ( ICRS ) es el actual sistema de referencia celeste estándar adoptado por la Unión Astronómica Internacional (UAI). Su origen está en el baricentro del Sistema Solar , con ejes que pretenden "no mostrar rotación global con respecto a un conjunto de objetos extragalácticos distantes". [1] [2] Este sistema de referencia fijo difiere de los sistemas de referencia anteriores, que se habían basado en Catálogos de Estrellas Fundamentales que habían publicado las posiciones de las estrellas basándose en "observaciones directas de [sus] coordenadas ecuatoriales , ascensión recta y declinación" [3] y habían adoptado como "ejes privilegiados... el ecuador medio y el equinoccio dinámico" en una fecha y hora particulares . [4]
El Marco de Referencia Celeste Internacional ( ICRF ) es una realización del Sistema de Referencia Celeste Internacional que utiliza fuentes celestes de referencia observadas en longitudes de onda de radio. En el contexto del ICRS, un marco de referencia (RF) es la realización física de un sistema de referencia, es decir, el marco de referencia es el conjunto de coordenadas numéricas de las fuentes de referencia, derivadas utilizando los procedimientos detallados por el ICRS. [5]
Más específicamente, el ICRF es un marco de referencia baricéntrico inercial cuyos ejes están definidos por las posiciones medidas de fuentes extragalácticas (principalmente cuásares ) observadas usando interferometría de línea de base muy larga , mientras que el Gaia -CRF es un marco de referencia baricéntrico inercial definido por posiciones medidas ópticamente de fuentes extragalácticas por el satélite Gaia y cuyos ejes están rotados para ajustarse al ICRF. Aunque la relatividad general implica que no hay verdaderos marcos inerciales alrededor de los cuerpos gravitacionales , estos marcos de referencia son importantes porque no exhiben ninguna rotación angular medible ya que las fuentes extragalácticas utilizadas para definir el ICRF y el Gaia -CRF están muy lejos. El ICRF y el Gaia -CRF son ahora los marcos de referencia estándar utilizados para definir las posiciones de los objetos astronómicos . [6]
Es útil distinguir entre sistemas de referencia y marcos de referencia. Un marco de referencia se ha definido como "un catálogo de las coordenadas adoptadas de un conjunto de objetos de referencia que sirve para definir o realizar un marco de coordenadas particular". [7] Un sistema de referencia es un concepto más amplio, que abarca "la totalidad de procedimientos, modelos y constantes que se requieren para el uso de uno o más marcos de referencia". [7] [8]
El ICRF se basa en cientos de fuentes de radio extragalácticas , en su mayoría cuásares , distribuidos por todo el cielo. Debido a que están tan distantes, son aparentemente estacionarias según nuestra tecnología actual, sin embargo, sus posiciones se pueden medir con mucha precisión mediante interferometría de línea de base muy larga (VLBI). Las posiciones de la mayoría se conocen con una precisión de 1 milisegundo de arco (mas) o mejor. [9]
En agosto de 1997, la Unión Astronómica Internacional resolvió en la Resolución B2 de su XXIII Asamblea General "que el Catálogo Hipparcos será la realización primaria del ICRS en longitudes de onda ópticas". [6] El Marco de Referencia Celeste Hipparcos (HCRF) se basa en un subconjunto de aproximadamente 100.000 estrellas en el Catálogo Hipparcos . [10] En agosto de 2021, la Unión Astronómica Internacional decidió en la Resolución B3 de su XXXI Asamblea General "que a partir del 1 de enero de 2022, la realización fundamental del Sistema de Referencia Celeste Internacional (ICRS) comprenderá la Tercera Realización del Marco de Referencia Celeste Internacional (ICRF3) para el dominio de radio y el Gaia-CRF3 para el dominio óptico". [6]
El ICRF, ahora llamado ICRF1, fue adoptado por la Unión Astronómica Internacional (UAI) a partir del 1 de enero de 1998. [2] El ICRF1 estaba orientado a los ejes del ICRS, que reflejaba el marco de referencia astronómico anterior , el Quinto Catálogo Fundamental (FK5) . Tenía un nivel de ruido angular de aproximadamente 250 microsegundos de arco (μas) y una estabilidad del eje de referencia de aproximadamente 20 μas; esto fue una mejora de un orden de magnitud sobre el marco de referencia anterior derivado de (FK5). [11] [12] El ICRF1 contiene 212 fuentes de definición y también contiene posiciones de 396 fuentes no definitorias adicionales para referencia. Las posiciones de estas fuentes se han ajustado en extensiones posteriores al catálogo. El ICRF1 concuerda con la orientación del marco " J2000.0 " del Quinto Catálogo Fundamental (FK5) dentro de la precisión (inferior) de este último. [2]
En 2009 se creó un marco de referencia actualizado, el ICRF2. [12] [13] La actualización fue una colaboración conjunta de la Unión Astronómica Internacional , el Servicio Internacional de Sistemas de Referencia y Rotación de la Tierra y el Servicio Internacional VLBI para Geodesia y Astrometría . [14] El ICRF2 se define por la posición de 295 fuentes de radio compactas (97 de las cuales también definen el ICRF1). La alineación del ICRF2 con el ICRF1-Ext2, la segunda extensión del ICRF1, se realizó con 138 fuentes comunes a ambos marcos de referencia. Incluyendo las fuentes no definitorias, comprende 3414 fuentes medidas utilizando interferometría de línea base muy larga . El ICRF2 tiene un nivel de ruido de aproximadamente 40 μas y una estabilidad de eje de aproximadamente 10 μas. El mantenimiento del ICRF2 se logrará mediante un conjunto de 295 fuentes que tienen una estabilidad posicional especialmente buena y una estructura espacial inequívoca. [15]
Los datos utilizados para derivar el marco de referencia provienen de aproximadamente 30 años de observaciones VLBI, desde 1979 hasta 2009. [12] Las observaciones de radio tanto en la banda S (2,3 GHz) como en la banda X (8,4 GHz) se registraron simultáneamente para permitir la corrección de los efectos ionosféricos . Las observaciones dieron como resultado alrededor de 6,5 millones de mediciones de retardo de grupo entre pares de telescopios. Los retardos de grupo se procesaron con un software que tiene en cuenta los procesos atmosféricos y geofísicos. Las posiciones de las fuentes de referencia se trataron como incógnitas que se debían resolver minimizando el error cuadrático medio en las mediciones de retardo de grupo. La solución se limitó para que fuera coherente con el Marco de Referencia Terrestre Internacional (ITRF2008) y los sistemas de parámetros de orientación de la Tierra (EOP). [16]
La ICRF3 es la tercera revisión importante de la ICRF, y fue adoptada por la IAU en agosto de 2018 y entró en vigencia el 1 de enero de 2019. El modelado incorpora el efecto de la aceleración galactocéntrica del sistema solar, una característica nueva además de la ICRF2. La ICRF3 también incluye mediciones en tres bandas de frecuencia, lo que proporciona tres realizaciones independientes y ligeramente diferentes de la ICRS: mediciones de frecuencia dual a 8,4 GHz ( banda X ) y 2,3 GHz ( banda S ) para 4536 fuentes; mediciones de 824 fuentes a 24 GHz ( banda K ) y mediciones de frecuencia dual a 32 GHz ( banda Ka ) y 8,4 GHz ( banda X ) para 678 fuentes. De estas, 303 fuentes, distribuidas uniformemente en el cielo, se identifican como "fuentes definitorias" que fijan los ejes del marco. La ICRF3 también aumenta el número de fuentes definitorias en el cielo del sur. [17] [18] [19]
En 1991, la Unión Astronómica Internacional recomendó "que se emprendan o continúen programas de observación para... determinar la relación entre los catálogos de posiciones de fuentes extragalácticas y... las [estrellas de los] catálogos FK5 e Hipparcos ". [1] Utilizando una variedad de técnicas de enlace, los ejes de coordenadas definidos por el catálogo Hipparcos se alinearon con el marco de radio extragaláctico. [20] En agosto de 1997, la Unión Astronómica Internacional reconoció en la Resolución B2 de su XXIII Asamblea General "que el Catálogo Hipparcos se finalizó en 1996 y que su marco de coordenadas está alineado con el marco de las fuentes extragalácticas [ICRF1] con incertidumbres de un sigma de ±0,6 milisegundos de arco (mas)" y resolvió "que el Catálogo Hipparcos será la realización primaria del ICRS en longitudes de onda ópticas". [2]
El segundo marco de referencia celeste de Gaia ( Gaia -CRF2), basado en 22 meses de observaciones de más de medio millón de fuentes extragalácticas por parte de la nave espacial Gaia , apareció en 2018 y ha sido descrito como "la primera realización óptica completa del ICRS, es decir, un marco de referencia óptico construido solo sobre fuentes extragalácticas". Los ejes de Gaia -CRF2 se alinearon con una versión prototipo del próximo ICRF3 utilizando 2820 objetos comunes a Gaia -CRF2 y al prototipo ICRF3. [21] [22]
El tercer marco de referencia celeste de Gaia ( Gaia -CRF3) se basa en 33 meses de observaciones de 1.614.173 fuentes extragalácticas. Al igual que con los marcos de referencia anteriores Hipparcos y Gaia , los ejes de Gaia -CRF3 se alinearon con 3142 contrapartes ópticas de ICRF-3 en las bandas de frecuencia S/X . [23] [24] En agosto de 2021, la Unión Astronómica Internacional señaló que Gaia -CRF3 había "reemplazado en gran medida al Catálogo Hipparcos" y era "de facto la realización óptica del Marco de Referencia Celeste dentro de la comunidad astronómica". En consecuencia, la UAI decidió que Gaia -CRF3 sería "la realización fundamental del Sistema Internacional de Referencia Celeste (ICRS) ... para el dominio óptico". [6]
Un sistema de referencia ... define el origen y los planos fundamentales (o ejes) del sistema de coordenadas. También especifica todas las constantes, modelos y algoritmos utilizados para transformar entre cantidades observables y datos de referencia que se ajustan al sistema. Un marco de referencia consiste en un conjunto de puntos fiduciales identificables en el cielo (objetos astronómicos específicos), junto con sus coordenadas, que sirve como realización práctica de un sistema de referencia.
