Реферат: Звездное небо некоторые определения

АСТРОМЕТРИЯ

УРОК №3. ЗВЕЗДНОЕ НЕБО

1. Некоторые определения.

2. Объекты звездного неба.

3. Созвездия. Мифы и легенды.

4. Звездные карты. Обозначение объектов.

5. Угловые измерения на небе.

1. Некоторые определения.

Астрометрия раздел астрономии, задачей которого является построение основной инерциальной системы отсчета для астрономических измерений, определение точных положений и движений различных небесных объектов, изучение вращения Земли, движения ее полюсов, измерение параллаксов и угловых диаметров небесных светил, составление каталогов положений и собственных движений звёзд.

^ Космические объекты - это космические тела и обладающие определенной организацией системы космических тел. Под космическими телами мы будем понимать все рассматриваемые астрономией физические тела - структурные элементы Вселенной. В число основных типов космических тел входят планетные тела, коричневые карлики, звезды, релятивистские объекты, туманности, межзвездная среда, темная масса и темная энергия.

Космические тела, входящие в состав космических систем, обычно имеют общее происхождение, взаимосвязаны гравитационными и электромагнитными полями и перемещаются в пространстве как единое целое. В число основных типов космических систем входят планетные системы, звездные системы (двойные и кратные звезды, звездные скопления), галактики, скопления и сверхскопления галактик и, наконец, вся Вселенная.


^ 2. Объекты звездного неба.

Если бы мы с вами проводили урок в вечернее время на смотровой площадке нашей обсерватории, да еще в безоблачную и безлунную ночь, то нашему взору открылась бы величественная картина звездного неба. Какие же космические объекты мы с вами можем увидеть на небе? Конечно в первую очередь звезды. Общеизвестно, что на ночном небосводе невооруженным глазом можно видеть от 3 до 4,5 тысяч звезд. Все эти звезды принадлежат нашей галактике Млечный Путь. Самая близкая к нам звезда наше Солнце до него 150 млн км, следующая по удаленности от нас звезда Проксима Центавра ( 4,25 с.г.) в 270 тыс раз от нас дальше чем Солнце. Остальные звезды еще дальше, поэтому даже в самые большие телескопы звезды видны как точечные объекты за исключением двух супергигантов: Бетельгейзе и Мирра Кита. Звезды это раскаленные газовые шары с температурой поверхности от 3000К до 30000К. Есть  звезды, в  сотни  раз превышающие по размеру Солнце и во столько же раз уступающие ему в этом показателе. Однако, массы звезд меняются в гораздо более скромных пределах - от одной двенадцатой массы Солнца до 100  его масс. Более половины видимых звезд являются двойными и тройными системами, т.е. связаны силами гравитации и совместно перемещаются в пространстве.

Следующие объекты, которые мы можем видеть на звездном небе – это планеты нашей солнечной системы. Теперь их всего восемь, визуально с Земли они мало чем отличаются от звезд, но светят не своим светом, а отраженным от Солнца. Для наблюдения невооруженным глазом доступно пять планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Конечно, прекрасным объектом для наблюдения является наш естественный спутник Луна.

З
Экзопланета
а последние годы обнаружено более сотни планет у ближайших к нам звезд. Их называют экзопланеты. Но наблюдать их непосредственно практически невозможно, так как они находятся в ореоле света родительских звезд. Известен пока только один случай наблюдения планеты у коричневого карлика, которая образовалась в результате столкновения и слияния двух планет. Это космическое тело расположено в 170 световых годах от Земли, в созвездии Центавра.

Далее мы можем наблюдать за спутниками планет солнечной системы, на настоящий момент их известно 160, хотя даже в вашем учебнике 2001 года издания их всего 63. Конечно, для наблюдения спутников необходим телескоп, хотя люди с очень острым зрением видят четыре галилеевых спутника Юпитера и невооруженным глазом.

Следующие объекты это десятки тысяч астероидов из Главного пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера, для наблюдения которых в некоторых случаях достаточно простого бинокля.


Галилеевы спутники Юпитера: Ио,

Европа, Ганимед, Каллисто
Далее следуют объекты семейства Кентавров, сейчас их известно больше 20 штук. Все они в ближайшей от Солнца точке (перигелии) находятся за орбитой Юпитера - их перигелийные расстояния больше 5 а. е.

Второй пояс малых тел находится в занептунной области Солнечной системы и носит название пояса Койпера. Транснептуновые объекты – это сотни малых тел, обитающих на окраинах нашей солнечной системы. Их можно наблюдать только с помощью больших телескопов. Кстати, Плутон теперь также относится к транснептуновым элементам. Самый далекий объект Солнечной системы, известный в настоящее время – это Седна, она удаляется от Солнца на 900 а.е.

Следующие объекты – это «падающие звезды». Общее их название метеорные тела - это крошечные объекты величиной зачастую с песчинку, обычно беглецы с комет. Если метеорное тело сгорает в верхних слоях атмосферы, то это явление называют метеором. Если объект достаточно велик, чтобы пронзить атмосферу и упасть на Землю, мы называем его метеоритом.

Часто можно видеть на небе очень интересные объекты – кометы. Ежегодно наблюдается порядка 25 новых комет, которые прилетают во внутренние области солнечной системы, облетают вокруг Солнца у ходят обратно на окраины, иногда на тысячи лет. Это самые протяженные объекты Солнечной системы, они движутся по вытянутым орбитам, являясь сохранившимися до наших дней планетеземалями, - строительными кирпичиками, из которых сформировались планеты.

Что мы можем видеть за пределами солнечной системы? Конечно ^ Млечный Путь - нашу Галактику, в которой насчитывается порядка 100 миллиардов звезд.


Туманность Андромеды
При изучении неба с телескопом кроме звезд себя обнаруживали еще неясные туманные пятна. Их так и назвали - "туманности". Со временем, выяснилось, что природа их отнюдь неодинакова. Некоторые из них оказались скоплениями газа и пыли, принадлежащими нашей Галактике. Однако некоторые туманности разительно отличались от остальных. Однажды, исследуя одну из них - Туманность Андромеды, Эдвин Хаббл смог увидеть в ней отдельные звезды и доказать, что она является гигантским их скоплением, не уступающим по масштабу Млечному Пути. Оказалось, что существуют звездные системы, подобные Галактике! Теперь известно, что они удалены на миллионы и миллиарды световых лет, их число измеряется миллиардами, а разнообразие поражает воображение. Такие туманности, не мудрствуя лукаво, назвали галактиками, но уже с маленькой буквы.

Пространство между звездами не пустует. В очень малых концентрациях в нем присутствуют самые разнообразные частицы, в том числе и атомы многих веществ. В галактиках, вроде нашей собственной, наибольшее скопление межзвездного вещества находится вблизи их плоскости в спиральных рукавах. В направлении на Млечный Путь мы видим межзвездное вещество. Плотность его в среднем такова, что на один кубический сантиметр приходится всего одна частица. Однако, десятки, сотни и тысячи световых лет, на протяжении которых распылены эти частицы, делают межзвездный газ ощутимым. Он поглощает  и рассеивает свет звезд, делая его краснее (так же, как на заре более толстая земная атмосфера делает краснее свет Солнца). Кроме того, это межзвездное вещество способно образовывать в тысячу раз более плотные газовые облака. Их-то мы и видим как истинные туманности.


Планетарная туманность
Кроме обычных туманностей существуют планетарные туманности, которые образуются при умирании звезд. «Стандартная» планетарная туманность - сферическая внешняя оболочка звезды, которая расширяется в пространстве. Вид кольца получается из-за того, что разреженный газ туманности хорошо пропускает излучение, и только по краям видимой туманности луч зрения встречает на своем пути значительный по толщине слой газа. В результате, центральную часть мы видим прозрачной, а внешний "край" образует кольцо. Для большего понимания, надуйте воздушный шар и посмотрите сквозь него на лампу. Полупрозрачные стенки шара заменят нам газ туманности. Вы увидите, что по краям шар выглядит гораздо темнее.

В составе галактик звезды часто объединены в группы, которые называют звездными скоплениями. Газопылевые облака могут обладать массами в тысячи и миллионы масс Солнца. Из их вещества может родиться множество звезд.  В этом случае они расположатся на некотором отдалении друг от друга внутри облака. Такую группу, редко принимающую правильные очертания, принято называть рассеянным звездным скоплением.

^ Шаровые звездные скопления, в отличие от рассеянных, значительно богаче звездами. Их там может быть больше миллиона. Кроме того, шаровые скопления очень компактны, и звезды в них удалены на малые расстояния друг от друга. Считается, что они образовались вместе с Галактикой из чрезвычайно плотных и массивных газовых облаков. Всего в нашей Галактике известно 147 шаровых скоплений.


Шаровое скопление
Интереснейшие для наблюдения объекты сверхновые звезды. Есть возможность наблюдать их вспышки и ближайшие последствия. C другой стороны, можно увидеть туманности, являющиеся остатками взрывов многолетней давности. Вспышки сверхновых в галактиках происходят, в среднем, с промежутком в 400 лет. Ясно, почему мы не видим на дневном небе сверхновых нашей звездной системы. Самая известная вспышка сверхновой, принадлежащей Млечному Пути, произошла в 1054-м году, она была отмечена и описана, в частности, китайскими астрономами. На ее месте сейчас наблюдается Крабовидная Туманность - остатки взрыва звезды – разлетающиеся в пространстве, разогретые энергией взрыва и потому светящиеся. 


Крабовидная туманность
Кроме вышеперечисленного, в космосе существуют такие объекты как, белые карлики, нейтронные звезды, пульсары, барстеры, магнетары, черные дыры, квазары. Ждут своего открытия белые и серые дыры, темная масса и темная энергия. Вот какое разнообразие Вселенной заключено всего лишь в двух словах - «звездное небо».

^ 3. Созвездия. Мифы и легенды.

Для того чтобы ориентироваться в этом большом количестве ночных огней, человек издавна пытался разделить их на отдельные группы – созвездия, дав им названия в зависимости от того, какую картину он себе представлял, мысленно соединяя линиями звезды в группе. В течение веков этот процесс носил довольно хаотичный характер, отражая в себе творчество и предания различных народов. В 1922 году состоялся Международный астрономический съезд, на котором астрономы приняли окончательное решение утвердить 88 созвездий, проведя между ними строгие границы. Созвездие - это участок неба с четкими границами.

Созвездия имеют очень красивые, а зачастую и необычные названия. Откуда же они появились? Сорок шесть названий пришли к нам из древнего мира, они упоминаются в библии, в работах древних астрономов. Это Большая и Малая Медведицы, Лира, Лебедь, Орел, Персей, Телец, Орион, Андромеда, Пегас, Большой и Малый Псы, Волопас, Скорпион, Дева, Рак, Лев, Цефей, Дракон, Геркулес, Козерог, Волосы Вероники, Весы, Гидра, Центавр, Кит. Эти созвездия изображены в старинном атласе Гевелия. Оставшиеся 42 созвездия возникли уже стараниями конкретных астрономов в период 17–18 веков. Очень интересные мифы и легенды связаны с каждым древним созвездием.

Один из наиболее интересных мифов связан сразу с шестью созвездиями. В Эфиопии правили царь ^ Цефей и царица Кассиопея. Достаточно вздорная красавица Кассиопея похвасталась своей красотой перед нереидами – дочерьми морского бога Посейдона. Те пожаловались отцу, и он наслал на Эфиопию морское чудовище – Кита, который пожирал все живое. Оракул предсказал царю и царице, что спасти страну можно, только пожертвовав их дочерью Андромедой. Девушку приковали к скале, оставив на съедение чудовищу. В это время мимо на крылатом коне Пегасе пролетал легендарный герой Персей. Чудовище было повержено, у молодых людей родилась любовь, и все закончилось свадьбой.

Еще одна легенда связана с созвездиями^ Большой и Малой Медведиц