Datenlage zu intragalaktischen Nebeln, insb in und um Orion


Die Relativitätstheorie basiert auf dem Relativitätsprinzip von Galileo. Hier ist Raum, Fragen zur Relativität zur diskutieren.

langlebiges Kaon

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Beitrag Mo 22. Aug 2016, 17:05

Datenlage zu intragalaktischen Nebeln, insb in und um Orion

@Moderation: Falls das hier im einem anderen Unterforum besser aufgehoben ist, bitte gerne verschieben!

Ich möchte mir ein 3-dimensionales Modell des Orion zwischen Bellatrix (12.92 ±0.52 mas) und Alnilam (1.65 ±0.45 mas) und seiner näheren Umgebung schaffen

Aus der 2007 Reduktion des Hipparcos-Kataloges kriegt man dazu ohne Schwierigkeiten mittels astropy und astroquery die erforderlichen RA und DEC Daten der Sterne im ICRS sowie die Parallaxen; der Rest ist simple Rechnerei.

---

Für die Nebel in der Nähe (in meinem Fall konkret 1 kly rund um Alnilam, z.B M42, M43, M78, IC 2118) sieht die Datenlage deutlich schlechter aus.

Die Daten sind verstreut über mehrere Kataloge, und abgesehen davon sind Nebel ja nicht punktfömig, sondern es braucht zumindest Daten für eine Bounding Box o.ä.. (wobei die erdabgewandte Grenze des Nebels kaum verfügbar sein wird, das spielt für mich aber keine Rolle)

Mit Blick von nördlich der galaktischen Ebene auf Meissa

north_orth.png
north_orth.png (38.16 KiB) 14749-mal betrachtet


resp dto vom galaktozentrischen Osten her
east_orth.png
east_orth.png (23.9 KiB) 14749-mal betrachtet


interessieren mich also Nebel, die in der eingezeichneten Gitternetzkugel (R = 1klyr) liegen, resp. damit überlappen.

Hat jemand eine Idee woher man - in geeigneter maschinenlesbarer - Form (csv, xml) die Daten für eine Bounding Box oder ähnliche simple konvexe Hullkörper für die Nebel kriegt, respektive welche Vizier-Katalog man dafür am besten nehemen kann?

Wohlgemerkt - Ich brauche nicht nur RA und DEC sondern zusätzlich mindestens eine Parallaxe; einfache SIMBAD-Queries z.B. liefern für Nebel aber oft keine Parallaxe,

z.B. nicht f.d. Hexenkopfnebel IC 2118
http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-i ... =submit+id

oder M78
http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-i ... =submit+id

Wikipedia ist zwar voll von irgendwelchen - wie auch immer - errechneten Abständen zur Erde. aber Wiki trau ich bei Astrometrie grundsätzlich nicht über den Weg, dazu weichen z.B. Daten zu Sternen zwischen deutscher und englischer Wikipedia regelmäßig zu weit voneinander ab, sind physikalisch nicht konsistent, seltsam gerundet oä.

Außerdem ist es einer reproduzierbaren Modellbildung nicht zuträglich, Daten händisch aus Zweit- bis Drittquellen wie Wiki abzuschreiben.

Also - ich steh gerade inmitten von Nebeln und wüsste gerne wo und wenn ja wieviele. :D

Jemand eine Idee?

Grüße,
Solkar
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Beitrag Mi 24. Aug 2016, 15:52

Re: Datenlage zu intragalaktischen Nebeln, insb in und um Or

Um die Probleme mit der Datenlage nochmal zu verdeutlichen:

z.B. hier

http://www.atlasoftheuniverse.com/nebulae.html

findet man zwar eine Übersicht über diverse prominente Nebel, aber wenn man das z.B. einmal nach Nebeln in der Orion Konstellation filtert

  Code:
NGC                  Common               Equatorial      Galactic  Nebula   Size     Distance   Size  Con
Number                Name                Coordinates    Coordinates Type  (arcmins)    (ly)     (ly)
                                          RA (2000) Dec     l°    b°

--              Lambda Orionis (S264)   05 35.2  +09 56  195.0 -12.0   E    60'x60'   1400±300     25  Ori
1973,1975,1977                           05 35.4  -04 50  208.5 -19.1   RE   40'x25'   1300±200     16  Ori
1976,1982        Orion Nebula (M42,M43)  05 35.4  -05 27  209.1 -19.4   E    60'x60'   1300±200     25  Ori
1999                                     05 36.3  -06 43  210.4 -19.7   R     2'x2'    1300±300      1  Ori
IC434            Horsehead Nebula        05 41.0  -02 24  206.9 -16.7   E    60'x10'   1300±300     25  Ori
2023-24          Flame Nebula            05 42.0  -01 50  206.5 -16.3   RE   30'x30'   1300±300     12  Ori
2068,2071        (M78)                   05 46.7  +00 03  205.4 -14.3   R    30'x20'   1300±300     12  Ori
--              Barnard's Loop (S276)   05 55.0  -01 30  207.8 -13.2   E   840'x60'   1300±300    350  Ori
2174                                     06 09.8  +20 19  190.2  +0.4   E    40'x30'   6000±1000    70  Ori


dann sieht man, dass die Entfernungsangaben eigentlich nur aussagen, dass die Nebel (ausser NGC 2174 aka Affenkopfnebel, der aber nicht mit meiner Suchkugel überlappt) mit der Sol-zentrischen Kugelschale zwischen Rigel (d~862 ly nach HIP2) und Alnilam (d~1976 ly nach HIP2) überlappen und frühestens an der Sol-zentrischen Sphäre, auf der Rigel liegt, beginnen.

Die Entfernungsdaten scheinen insgesamt also eher auf Schätzungen und Plausibilitätsüberlegungen als auf Messungen zu beruhen.

Und auch Raumwinkel von exakt 1 resp. ¼ deg² sind nicht gerade vertrauenserweckend, und z.B. der Raumwinkel vom Lambda Orionis Nebel S264 scheint doch schon über Pi mal Daumen etwas sehr viel größer zu sein als der vom Orion-Nebel M42.
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Beitrag Mi 24. Aug 2016, 16:32

Re: Datenlage zu intragalaktischen Nebeln, insb in und um Or

Deine Anfrage scheint mir hinsichtlich des benötigten Expertenwissens ziemlich anspruchsvoll zu sein. Hast Du es schon mal im PF versucht? Möglicherweise kann Dir auch der für das Gaia Projekt zuständige Ulrich Bastian, Uni HD, weiterhelfen. Er betreut nebenher "Sterne und Weltraum" redaktionell, von daher hatte ich ein paar mal Kontakt mit ihm, wenn es um Verständnisfragen ging. Dein Anliegen könnte ihn reizen.

langlebiges Kaon

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Beitrag Mi 24. Aug 2016, 17:47

Re: Datenlage zu intragalaktischen Nebeln, insb in und um Or

Hallo Timm!

Timm hat geschrieben:Deine Anfrage scheint mir hinsichtlich des benötigten Expertenwissens ziemlich anspruchsvoll zu sein.

Das glaube ich eigentlich nicht, zumindest nicht, wenn man unter Expertenwissen hier als mehr als das, was ein mathematisch und IT-affiner Hobbyastronom wissen könnte versteht.

Der Orion gehört mWn zu den in unseren Breiten populärsten Beobachtungsobjekten - er ist bunt, er ist groß, er strotzt nur so vor populären Objekten, er ist im Winter zu sehen, wenn die Nächte lang und klar sind, et cetera. Deshalb kann ich mir nur schwer vorstellen, dass kein versierter Hobbyastronom in unserem intellektuellen Einzugsgebiet hier sich mal Katalogdaten zu den Nebeln, die er sich nachts anschaut, verdichtet hat.

Timm hat geschrieben: Hast Du es schon mal im PF versucht?

PF ist mMn für und nur für Fragen gut, zu denen alle Data, die Antwortende bräuchten, auch auf einer Wiki-Seite finden zu wären, und der Rest maximal eine Rechnung nach Schema F erforderte - anders gesagt, für Fragen auf Vordiplom-Übungsniveau.

Zu dem Thema hier aber müssten die PFler schon mal mittels verständigem Lesen erkennen können und wollen, dass es nicht damit getan ist, auf Simbad oder VizieR zu verweisen und 3.26 durch eine beliebige Parallaxen-mas zu teilen, und damit das Thema als erledigt zu betrachten. Das Können dazu ist da sicherlich bei manchen gegeben, aber die müssten dann auch noch wollen.

Timm hat geschrieben:Möglicherweise kann Dir auch der für das Gaia Projekt zuständige Ulrich Bastian, Uni HD, weiterhelfen. Er betreut nebenher "Sterne und Weltraum" redaktionell, von daher hatte ich ein paar mal Kontakt mit ihm, wenn es um Verständnisfragen ging. Dein Anliegen könnte ihn reizen.

Gute Idee! Weißt Du vielleicht, ob Dr. Bastian in einem der Foren innerhalb einer thematischen epsilon-Umgebung des Quantenforums aktiv ist?

Beste Grüsse,
Solkar
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Beitrag Mi 24. Aug 2016, 19:41

Re: Datenlage zu intragalaktischen Nebeln, insb in und um Or

Solkar hat geschrieben:Gute Idee! Weißt Du vielleicht, ob Dr. Bastian in einem der Foren innerhalb einer thematischen epsilon-Umgebung des Quantenforums aktiv ist?


Weiß ich leider nicht. Seine Email Adresse dürfte über die Uni HD zugänglich sein. Oder Du schreibst an die Redaktion von SuW. Nach meinem Eindruck werden knifflige Fragen schnell an UB weitergeleitet.

langlebiges Kaon

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Beitrag Do 25. Aug 2016, 10:54

Re: Datenlage zu intragalaktischen Nebeln, insb in und um Or

Timm hat geschrieben:Weiß ich leider nicht. Seine Email [i.e. Dr. Ulrich Bastian, Uni HD] Adresse dürfte über die Uni HD zugänglich sein.

Das ist mir klar, ich kann aber nicht gänzlich unvermittelt einen Forscher anschreiben und ihn mit meinem Hobby-Projekt behelligen.

Schon gar nicht, wenn sein offizielles Projekt kurz vor einem Meilenstein steht, was auf Gaia aktuell zutrifft:

http://www.esa.int/Our_Activities/Space ... servations
Timo Prusti, Gaia project scientist of ESA, said in August 2015:
We are just a year away from Gaia's first scheduled data release, an intermediate catalogue planned for the summer of 2016. With the first year of data in our hands, we are now halfway to this milestone, and we’re able to present a few preliminary snapshots to show that the spacecraft is working well and that the data processing is on the right track.
(emphasis mine)

http://www.cosmos.esa.int/web/gaia/release
First release: 14 September 2016

.
Wenn Dr. Bastian zur Astrometrie von intragalaktischen Nebeln oder zu Objekten im Orion bloggen, posten oder anderweitig publizieren würde, wäre es etwas anderes, aber so käme das ziemlich ad-hoc und unvermittelt.
Zumindest ist es imho jetzt indiziert, zu warten, was alles in dem angekündigten vorläufigen Gaia-Katalog enthalten ist, bevor man Mitglieder des Gaia-Teams mit Vorabfragen zur Datenreduktion traktiert.
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Beitrag Do 25. Aug 2016, 17:54

Re: Datenlage zu intragalaktischen Nebeln, insb in und um Or

Solkar hat geschrieben: Zumindest ist es imho jetzt indiziert, zu warten, was alles in dem angekündigten vorläufigen Gaia-Katalog enthalten ist, bevor man Mitglieder des Gaia-Teams mit Vorabfragen zur Datenreduktion traktiert.

Verstehe.

langlebiges Kaon

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Beitrag Fr 26. Aug 2016, 09:45

Re: Datenlage zu intragalaktischen Nebeln, insb in und um Or

Statistische Methoden zur 3D-Verortung von Nebeln, wie z.B. [Jef07] (zusammengefasst in [R07]), gehen methodisch einen Schritt weiter in Richtung Verlässlichkeit als bloße Plausibilitätsüberlegungen, wie sie hinter o.g. Tabelle zu vermuten sind.

Leider haftet dem a priori ein Henne-Ei Problem an - man kann durch statistische Korrelation die Entfernung zum Nebel bestimmen, wenn man die Entfernung zu den Objekten im Nebel kennt, die man korrelieren möchte; ob ein Objekt aber tatsächlich im Nebel liegt, weiß man im allgemeinen Fall erst, wenn man die Entfernung zum Nebel kennt.

Deshalb braucht es zumindest eine weitere Qualität aus der sich das Im-Nebel-Liegen ergibt, die bei der Verortung von M42 bei [Jef07], soweit ich Dr. Jeffries verstehe, in der PMS (pre main-sequence) Disposition der betrachteten Objekte besteht.

Fraglich ist für mich allerdings, wie man die PMS-Eigenschaft eines Kandidaten eindeutig feststellen will, bevor man eindeutig weiss, ob seine B, V (U, I, R, K ...) Magnituden tatsächlich von Extinction durch den Nebel betroffen sind.

Um im Henne-Ei Bild zu bleiben - man weiß jetzt, nach meinem Verständnis, zwar, dass die Henne zuletzt auftrat, aber man weiss noch nicht, ob Reptil oder Reptilienei zuerst da waren.

[Jef07] Jeffries, R. D. The distance to the Orion Nebula cluster. mnras, 2007, 376, 1109-1119.
doi:10.1111/j.1365-2966.2007.11471.x
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0701186v1

[R07] http://kencroswell.com/OrionNebulaDistance.html
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Beitrag Sa 27. Aug 2016, 14:34

Hallo Solkar,

Solkar hat geschrieben:@Moderation: Falls das hier im einem anderen Unterforum besser aufgehoben ist, bitte gerne verschieben!

das Unterforum passt schon. Das ist hier sozusagen der "Astro-Stammtisch".

Ich möchte mir ein 3-dimensionales Modell des Orion zwischen Bellatrix (12.92 ±0.52 mas) und Alnilam (1.65 ±0.45 mas) und seiner näheren Umgebung schaffen

Coole Idee. Die Hipparcos-Daten hatte ich mir auch schon mal vorgenommen und wollte mir damit eine 3D-Sternkarte basteln. Eigenartigerweise fand ich dann systematische (d.h. offensichtlich eigenartige) Sternhäufungen, wenn man den Beobachter um ein paar zehntausend Lichtjahre weg von unserer Sonne bewegt hatte. Das Interesse an dem Programm war damit dann weitgehend erloschen, bis ich dann auf astronews.com etwas von Fehlern (?) in den Hipparcos-Daten gelesen habe. Gut möglich, dass "Tante Google" dazu noch mehr weiß.

Das Programm inklusive Quellen in Qt 4.7 gibt es noch bei sourceforge zum Download: https://sourceforge.net/projects/my3dst ... =directory . Ich habe es mittlerweile auch in einer Version für Visual Studio 2010-C++, allerdings weiß ich aktuell nicht, ob die Migration bereits komplett ist. Bei Interesse schicke ich Dir auch diese Quellen gerne zu, falls es nicht kommerziell genutzt wird. Gegen eine noch zu ermittelnde Aufwandsentschädigung wäre auch gegen eine kommerzielle Nutzung nichts einzuwenden.
Freundliche Grüße, B.

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Beitrag Sa 27. Aug 2016, 23:26

Re: Datenlage zu intragalaktischen Nebeln, insb in und um Or

Hallo Berhard!

Bernhard hat geschrieben:Die Hipparcos-Daten hatte ich mir auch schon mal vorgenommen und wollte mir damit eine 3D-Sternkarte basteln. Eigenartigerweise fand ich dann systematische (d.h. offensichtlich eigenartige) Sternhäufungen, wenn man den Beobachter um ein paar zehntausend Lichtjahre weg von unserer Sonne bewegt hatte..
"Ein paar zehntausend Lichtjahre" sind allerdings auch eine ziemliche Ansage.
Wir liegen ja mit Sol galaktozentrisch bei (x, y, z) ~= (-2.71E4, 0.0, 8.8E1) ly und das ist ungefähr auf halbem Wege zwischen Sag A* und dem galaktischen Rand.
Da bist Du mit "ein paar" 1E4 Lichtjahren Shift entweder am Rand oder inmitten in von hier aus optisch ziemlich dichten Regionen jenseits des heimischen Orion-Arms.

Bernhard hat geschrieben:Das Interesse an dem Programm war damit dann weitgehend erloschen, bis ich dann auf astronews.com etwas von Fehlern (?) in den Hipparcos-Daten gelesen habe. Gut möglich, dass "Tante Google" dazu noch mehr weiß.
Da weiß nicht nur Tante Google, sondern sogar Onkel Solkar etwas:

z.B. lam Eri (HIP 23972)
Hipparcos 1997 red.
PLX = 4.02 mas ~= 811 ly.

aber Hipparcos 2007 red.
PLX = 1.86 mas ~= 1726 ly,

Ich hab dazu zwar nicht selbst die Spektralanalyse zu B-V und U-B korreliert, aber optisch sieht lam Eri z.B. hier (unten rechts)
http://aladin.u-strasbg.fr/AladinLite/? ... S2%2fcolor
sauberer aus als Rigel (Mitte), und ist somit unplausibel, dass lam Eri tiefer in der Suppe von Barnard's Loop resp Orion Komplex steckte als Rigel.

=> Bist Du sicher, dass Deine "hip_red.dat" (steht als Literal in Deinem cpp-Source) tatsächlich die 2007er Reduktion ist? <=

Bernhard hat geschrieben:Das Programm inklusive Quellen in Qt 4.7 gibt es noch bei sourceforge zum Download: https://sourceforge.net/projects/my3dst ... =directory . Ich habe es mittlerweile auch in einer Version für Visual Studio 2010-C++, allerdings weiß ich aktuell nicht, ob die Migration bereits komplett ist.
Danke, aber C++ (und zwar C++14) brauche ich nur für eins (von vier) Frontends, und auch das nur, weil ich ein OpenGL 4.x basiertes GUI-Design von mir testen will. Qt verwende ich gar nicht (und Windows schon zweimal nicht).

Den Datenkernel habe ich mittels python3+numpy+scipy+astropy implementiert, der bietet einen dünnen RPC-layer und statischen Wavefront (.obj)-Export. Da die Daten (bei etwas geschicktem Slicing) via numpy auch recht effizient im FORTRAN unterhalb von numpy landen, ist das auch schnell genug. Die Previews oben sind Screenshots vom Blender 3D-Window, das ist einfach nur ein via .obj vom Datenkernel nach Blender geschobener Slice des Modells.

Beste Grüsse,
Solkar

P.S:: Mit welcher Öffnung und Brennweite arbeitest Du eigentlich bei der Astrophotographie? Zu den Nebeln hätte ich nämlich vlt noch eine etwas unkonventionelle Idee.

EDIT Aug 28th, 2016, 12:11 MESZ Verwechselung von HIP und HIP2 Parallaxen bereinigt.
Zuletzt geändert von Solkar am So 28. Aug 2016, 11:12, insgesamt 1-mal geändert.
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Beitrag So 28. Aug 2016, 07:55

Solkar hat geschrieben:"Ein paar zehntausend Lichtjahre" sind allerdings auch eine ziemliche Ansage.

Bei 3D-Daten testet man natürlich gerne mal aus, ob man da schon grob so etwas wie eine Struktur der Milchstraße (z.B. Spiralarme) erkennen kann. Leider ergab sich da nichts Interessantes. Das Programm verwendet dabei übrigens auch den deutlich größeren Tycho-Katalog, ebenfalls vom HIPPARCOS-Satelliten.

z.B. lam Eri (HIP 23972)
Hipparcos 1997 red.
PLX = 1.86 mas ~= 1726 ly,

aber Hipparcos 2007 red.
PLX = 4.02 mas ~= 811 ly.

Oops...

=> Bist Du sicher, dass Deine "hip_red.dat" (steht als Literal in Deinem cpp-Source) tatsächlich die 2007er Reduktion ist? <=

Die Datei habe ich mit einem "_red" versehen, weil da nicht alle Daten aus der downloadbaren Quelle verwendet werden. Auf welchen Katalog ich da zugegriffen habe müsste ich erst noch mal nachsehen. Ich vermute aufgrund der Zeitstempel optimistischerweise 2007.

P.S:: Mit welcher Öffnung und Brennweite arbeitest Du eigentlich bei der Astrophotographie? Zu den Nebeln hätte ich nämlich vlt noch eine etwas unkonventionelle Idee.

Astrophotographie mache ich aus Zeitgründen gar nicht. Ich habe früher visuell beobachtet und mir dafür zuletzt einen Dobson mit 18 Zoll Öffnung selbst gebaut, allerdings ist der schon lange wieder verkauft, weil er mir dann doch zu schwer (ca. 42 kg) war. Die Optik für den Dobson war gekauft.

Das Beobachten mit 18 Zoll Öffnung macht bei dunklem Himmel schon recht viel Spaß. Wenn man Gelegenheit dazu hat, kann ich es nur empfehlen.
Freundliche Grüße, B.

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Beitrag So 28. Aug 2016, 10:48

Re:

Bernhard hat geschrieben:
Solkar hat geschrieben:=> Bist Du sicher, dass Deine "hip_red.dat" (steht als Literal in Deinem cpp-Source) tatsächlich die 2007er Reduktion ist? <=

Die Datei habe ich mit einem "_red" versehen, weil da nicht alle Daten aus der downloadbaren Quelle verwendet werden. Auf welchen Katalog ich da zugegriffen habe müsste ich erst noch mal nachsehen. Ich vermute aufgrund der Zeitstempel optimistischerweise 2007.
Hmmm. Da ich Deinem Code das Literal "hip_main.dat"
  Code:
mainwindow_tools.cpp:339:    file.setFileName( "hip_main.dat" );
finde, würde ich eher raten, dass Du für die "hip_red.dat" nicht aus der 2007er sondern aus der 1997er Reduktion selektiert hast.

Bei VizieR ist das Master-File zur 1997er HIP Reduktion nämlich eben unter ...I/239/hip_main (sic!) zu finden, das Master-File zur 2007er HIP Reduktion aber unter ...I/311/hip2 .
Zuletzt geändert von Solkar am So 28. Aug 2016, 14:52, insgesamt 1-mal geändert.
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Beitrag So 28. Aug 2016, 14:50

Re: Datenlage zu intragalaktischen Nebeln, insb in und um Or

Also entweder spukt es bei mir heute im Cache oder im VizieR Frontend.

Die Korrekturen vorhin waren aufgrund einer manuellen Überpüfung mittels des VizieR-Webinterfaces erfolgt.
Wenn ich die Abfragen nun aber programmatisch vornehme,
  Code:
#!/usr/bin/env python3.5
from astroquery.vizier import Vizier

HIP  = 'I/239/hip_main'
HIP2 = 'I/311/hip2'
CATALOGUES = (HIP, HIP2)
OBJECT = 'HIP 23972'

v = Vizier(columns=['HIP', '_RAJ2000', '_DEJ2000', 'Plx'])
res = v.query_object(OBJECT, catalog=[*CATALOGUES])
for cat in CATALOGUES:
    print(cat)
    print(res[cat], '\n')
dann erhalte auch die Datenlage, die ich ursprünglich geschildert hatte.
  Code:
I/239/hip_main
HIP   _RAJ2000   _DEJ2000    Plx 
         deg        deg       mas 
----- ---------- ---------- -------
23972  77.286596  -8.754081    1.86

I/311/hip2
HIP   _RAJ2000   _DEJ2000    Plx 
         deg        deg       mas 
----- ---------- ---------- -------
23972  77.286596  -8.754081    4.02

Also den geringeren (und plausibleren) Abstand bei der neueren Reduktion.
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Beitrag So 28. Aug 2016, 19:08

Hallo Solkar,

ich kann aus Zeitgründen aktuell leider nichts weiter zu diesem interessanten Thema beitragen. D.h. das Thema ist für meine Freizeit momentan deutlich zu ambitioniert, bzw. zu zeitintensiv.
Freundliche Grüße, B.

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