Звезды и созвездия.
Открылась бездна звезд полна,
Звездам нет числа, бездне –дна.
М.В.Ломоносов
Сегодня на уроке мы узнаем:
1. Что называют созвездиями, выясним, каким образом созвездия получили свои названия?
2. Что такое звездная величина?
3. По какому принципу строится шкала звездных величин Гиппарха?
4. Система классификации звезд по Байеру.
5. Шкала звездных величин и отношение Погсона.
Давайте вспомним, что астрономические наблюдения – это целенаправленная и активная регистрация информации о процессах и явлениях, происходящих во Вселенной.
С древних времен и до настоящего времени сведения о том, что происходит за пределами Земли в космическом пространстве, ученые получают на основе происходящего от этих объектов света и других видов излучений.
На небе в безоблачную ночь сияют миллиарды звезд. Как же разобраться в этой величественной картине?
В ясную ночь можно увидеть невооруженным глазом около 2.5 – 3 тысяч звезд.
Как же их различать между собой? Чтобы лучше ориентироваться в бескрайнем звездном небе древнеегипетские астрономы объединяли группы из нескольких звезд, соединяя их воображаемыми линиями. Так образовались созвездия. Например, дендерский зодиак – карта звезд, которая показывает 12 созвездий зодиакального пояса.
В создании созвездий больше всего преуспели древние греки. Они создали звездный глобус, сделали узнаваемыми множество звезд, объединяя их и называя в честь своих мифических героев, персонажей легенд, животных.
Это занятие имело большую пользу, ведь компас тогда еще не изобрели, звезды служили ориентиром в ночное время суток.
В труде Альмагест (1515год) великое математическое построение астрономии в 13 книгах древнегреческий астроном Клавдий Птолемей упоминает 48 созвездий. Это Большая Медведица, Малая Медведица, Орион, Геркулес, Скорпион и т.д.
Многие названия созвездий могут показаться странными, так глядя на них бывает трудно рассмотреть или даже представить некое одушевленное существо. Например, некоторые люди неспособны в звездном ковше разглядеть Большую Медведицу, которая содержит 210 заметных невооруженным глазом звезд.
У многих народов созвездия получили свои названия. Например, древним славянам представлялась Большая Медведица в виде лося или оленя.
Примерно в 3 веке до н.э. древнегреческие астрономы свели все известные к тому времени названия звезд и созвездий в единую систему. Позже эти названия позаимствовала европейская астрономия.
Все созвездия южного полушария получили свои названия в эпоху великих географических открытий, когда европейцы начали освоение Нового света.
Со временем в астрономии сложилась непростая ситуация.
До 19 века учеными всего мира под созвездиями понимали не область неба, а определенные группы звезд, которые нередко перекрывались друг другом. При этом получалось, что некоторые звезды принадлежали сразу двум созвездиям, а некоторые звездные области не относились ни к одному созвездию.
В начале 19 века межу созвездиями были проведены границы на небесной сфере, убравшие пустоты между созвездиями.
В 1922 году состоялась Генеральная ассамблея Международного астрономического союза в Риме, на которой утвердили 88 созвездий.
В 1928 году были приняты четкие и однозначные границы между созвездиями (на небесной сфере и звездных картах изображаются пунктиром). Астрономы договорились, что больше не будут изменять границы и названия созвездий.
Итак, СОЗВЕЗДИЕ – определенные участки звездного неба, разделенные между собой строго установленными границами, с характерно наблюдаемой группировкой звезд.
Все звезды, как вы уже наблюдали, глядя в вечернее и ночное небо, светят по-разному. Одни хорошо заметны, другие едва различимы.
Во 2 веке до н.э. Гиппарх Никейский (античный астроном) разделил все звезды на 6 звездных величин. Самые яркие звезды отнесены к 1-ой звездной величине, едва различимые к 6-ой, а остальные равномерно распределены по промежуточным величинам. Шкала звездных величин широко используется и в настоящее время.
Звездная величина – безразмерная числовая характеристика яркости объекта, обозначаемая буквой m (лат.-магнитуда, величина), которая ставится вверху после числового значения. (1m, 2m, 3m, 4m, 5m, 6m)
При этом самым ярким примерно 300 звездам древние греки и арабские астрономы дали собственные имена (Вега,Сириус, Ригель,Альдебаран…)
В 1603 году немецкий астроном Иоганн Байер предложил свою систему обозначения звезд, которой мы пользуемся до сих пор.
В этой системе название звезды состоит из двух частей: название звезды, название созвездия, к которому принадлежит звезда и буква греческого алфавита (буквенное обозначение, как правило, присваивается в порядке убывания яркости звезды в созвездии). Например, самая яркая звезда в Северном полушарии Сириус - Альфа-Большого Пса.
Отличается только созвездие Большая Медведица, 7 ярких звезд которого образуют известный ковш. Обозначение этих звезд велось просто справа налево. Например, альфа-Дубхе, бета-Мерак, гамма-Ферда, дельта-Мегрец…При этом Дубхе уступает по яркости Элиоту- эпсилон Большой Медведицы, а 7 звезда Бенетнаш – третья по яркости, обозначается буквой Этта.
По мере развития астрономии и физики, в связи с изобретением телескопов количество исследуемых звезд все увеличивается. Греческих букв перестала хватать, стали использовать латинские, но и они закончились. Теперь используют цифры. Например, тройная звезда 44 Волопаса.
Звездная величина (блеск) – мера яркости небесного тела (точнее освещенности, создаваемого этим телом) с точки зрения земного наблюдателя.
После изобретения в 19 веке приборов для измерения освещенности – фотометров, открылась новая эпоха изучения яркости звезд и созвездий. В частности, измерения показали, что разность в 5 звездных величин по шкале Гиппарха соответствуют
1m - 6m =5, Е1/Е6=100.
Различие в одну звездную величину 1m - 2m =1, Е1/Е2= корень пятой степени из 100, что приблизительно равно 2,512.
Иначе говоря, блеск звезды первой величины в 2,512 раза больше блеска звезды второй величины, блеск звезды второй величины в 2,512 раза больше блеска звезды третьей величины и т.д.
Отношение Погсона: Каждое уменьшение звездной величины на 1m приводит к уменьшению яркости в 2,512 раза.
m2-m1
Е1/Е2=2,512
По отношению Погсона можно определять звездные величины не только слабых звезд, но и объектов более ярких, чем первая звездная величина. Например, Антарес +1,09 m, Уран +5,5 m, Ригель +0,12 m, Бетельгейзе +0,5 m, Вега +0,03 m, Сириус -1,47….
Задача. Определить, во сколько раз освещенность Луны в полнолуние больше, ее освещенности в фазе Луны первой четверти. (звездная величина Луны в полнолуние -12,7 m, в фазе первой четверти -9 m).
| Е1/Е2 -? | Решение |
| m1= -12,7 m2= -9 | Отношение Погсона m2-m1 Е1/Е2=2,512 Подставляем значения -9-(-12,7) Е1/Е2=2,512 Е1/Е2=~30 Ответ: Освешенность Луны в полнолуние приблизительно в 30 раз больше ее овещенности в фазе первой четверти. |
Звездную величину Солнца определил в 1903 году российский астроном Витольд Цераский. По его данным звездная величина Солнца составляет – 26,72 m (современное значение – 26,74 m).
С изобретением телескопа ученые получили возможность увидеть более слабые звезды, от которых приходит света гораздо меньше, чем от звезды 6 m.
Шкала звездных величин все дальше и дальше уходит в сторону их возрастания. Так, например, Сириус -1,47 m, Проксима Центавра +11,1 m, Галактика Андромеды +3,44 m, самый слабый объект, заснятый в телескоп Хаббл +31,5 m (находится в 13,4 млрд световых лет).