ECORAS und ECORAS-2: Erweiterung der Koordinatenparametrisierung der durch VLBI beobachteten Radioquellen

Objectives

All objectives of project ECORAS aim for improvements of the current conventional realization of the International Celestial Reference System (ICRS). The current ICRF (International Celestial Reference Frame) as a realization of the ICRS is the main product of astrometric VLBI and its main contribution to astronomy. A variety of scientific investigations and technical applications rely on it. An improved ICRF means more accurate positions of the celestial radio sources. It would allow for more accurate space navigation and ephemeris calculation (if based on radio sources), and would improve the determination of Earth orientation parameters and of the International Terrestrial Reference Frame (ITRF). The latter are essential for many applications of global navigation satellite systems (GNSS), such as the Navstar Global Positioning System (GPS) or the upcoming GALILEO satellite navigation system. Main goal of project ECORAS is the extension of the parameterization of radio sources coordinates observed by VLBI.

VLBI astrometry depends on the number and quality of group delay observations as well as on the accuracy of the models applied within the data analysis. Thus, astrometry can be improved on the one hand whenever the instruments and electronics of the receiving system and its applications specified by the observational schedules are advanced; and on the other hand if the theoretical background is correctly understood and supplied in terms of more accurate analysis models.

With project ECORAS we want to achieve improvements of the ICRF on the model side by analyzing all available VLBI observations. Fundamental progress on the celestial reference frame can be expected - in principle - from two approaches, which will be realized by project ECORAS:

  • Considering apparent proper motions caused by the nature of the radio sources.
  • Identifying, quantifying, modeling and interpreting existing systematic apparent proper motions of the radio source field.

ECORAS-2

Die astrometrische Satellitenmission Gaia (ESA) steht kurz davor, Positionen und Eigenbewegungen von Radioquellen bereitzustellen, die auf dem gleichen Genauigkeitsniveau, wie die aktuellen VLBI-Messungen (Very Long Baseline Interferometry), oder besser erwartet werden. In der zweiten Phase des Projekts ECORAS wird der Vergleich der Koordinaten von Gaia und VLBI für die hochgenaue Bestimmung der systematischen Referenzrahmeneffekte herangezogen. Zur Gruppe dieser Effekte zählen neben der Aberration durch die Rotation der Milchstraße, uranfängliche Gravitationswellen und Gravitationslinsen und durch inter-stellare Medien bedingte Deformationen. Der Vergleich wird darüber hinaus wichtige Details über mögliche systematische Fehler in den Koordinaten, die sich aus den Gaia bzw. VLBI Messungen ergeben, aufdecken. Schritte zum Erreichen dieser wichtigen wissenschaftlichen Ziele sind die Identifikation, die Modellierung und schließlich die Korrektur Struktur-bedingter Fehlereinflüsse auf die Koordinaten und Observablen aus VLBI. Langfristige Veränderungen in der Struktur, wie sie beispielsweise durch astrophysikalische Prozesse hervorgerufen werden können, können die Eigenbewegungen der Objekte signifikant verfälschen und müssen für genaue Vergleiche daher vorrangig berücksichtigt werden. Um die Koordinaten der beiden Messverfahren vergleichen zu können, müssen die Referenzrahmen auf die sich die Koordinaten beziehen zunächst hoch-genau gegeneinander orientiert werden. In der zweiten Phase von ECORAS wird daher auf die Transformation zwischen den optischen und Radiowellen-basierten Referenzrahmen ebenfalls ein Schwerpunkt gelegt. Ein Objekt wird, beobachtet in verschiedenen Frequenzen, mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit nicht an derselben Position am Himmel erscheinen. Für ein präzises Ausrichten von Radiowellen-basierten und optischen Referenzrahmen müssen diese Frequenz-abhängigen Koordinatenvariationen berücksichtigt werden.

Projektteam

  • Projektleiter: Robert Heinkelmann (GFZ); Harald Schuh (GFZ/TU Berlin)
  • Mercator-Fellow: Minghui Xu (Aalto University Metsähovi Radio Observatory, Finland)
  • Wissenschaftler: James Anderson (TU Berlin), Susanne Lunz (GFZ)

Zusammenarbeit

  • IAU Division A WG on the Third Realization of the International Celestial Reference Frame (ICRF3)
  • IAG Sub Commission 1.4 Interaction of Celestial and Terrestrial Reference Frames
  • Prof. Sergei Klioner, Lohrmann-Observatorium, TU Dresden, hinsichtlich CRF-Gaia-Vergleich

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