Что понимают под созвездием видимые невооруженным глазом звезды
Знакомиться со звездным небом надо в безоблачную ночь, когда свет Луны не мешает наблюдать слабые звезды. Прекрасна картина ночного неба с рассыпанными по нему мерцающими звездами. Число их кажется бесконечным. Но так только кажется, пока вы не приглядитесь и не научитесь находить на небе знакомые группы звезд, неизменных по своему взаимному расположению. Эти группы, названные созвездиями, люди выделили тысячи лет назад. Под созвездием понимают всю область неба в пределах некоторых установленных границ. Все небо разделено на 88 созвездий, которые можно находить по характерному для них расположению звезд.
Многие созвездия сохраняют свое название с глубокой древности. Некоторые названия связаны с греческой мифологией, например Андромеда, Персей, Пегас, некоторые — с предметами, которые напоминают фигуры, образуемые яркими звездами созвездий (Стрела, Треугольник, Весы и др.). Есть созвездия, названные именами животных (например, Лев, Рак, Скорпион).
Созвездия на небосводе находят, мысленно соединяя их ярчайшие звезды прямыми линиями в некоторую фигуру, как показано на звездных картах (см. рис. 4, 8, 10, а также звездную карту в приложении). В каждом созвездии яркие звезды издавна обозначали греческими буквами, чаще всего самую яркую звезду созвездия — буквой а, затем буквами и т. д. в порядке алфавита по мере убывания яркости; например, Полярная звезда есть а созвездия Малой Медведицы
На рисунках 4 и 8 показаны расположение главных звезд Большой Медведицы и фигура этого созвездия, как его изображали на старинных звездных картах (способ нахождения Полярной звезды знаком вам из курса географии).
Рис. 8. Фигура созвездия Большой Медведицы (со старинной звездной карты), его современные границы указаны пунктиром.
Невооруженным глазом в безлунную ночь можно видеть над горизонтом около 3000 звезд. В настоящее время астрономы определили точное местоположение нескольких миллионов звезд, измерили приходящие от них потоки энергии и составили списки-каталоги этих звезд.
2. Яркость и цвет звезд.
Днем небо кажется голубым оттого, что неоднородности воздушной среды сильнее всего рассеивают голубые лучи солнечного света.
Вне пределов земной атмосферы небо всегда черное, и на нем можно наблюдать звезды и Солнце одновременно.
Звезды имеют разную яркость и цвет: белый, желтый, красноватый. Чем краснее звезда, тем она холоднее. Наше Солнце относится к желтым звездам. Ярким звездам древние арабы дали собственные имена.
Белые звезды: Вега в созвездии Лиры, Альтаир в созвездии Орла (видны летом и осенью). Сириус — ярчайшая звезда неба (видна зимой); красные звезды: Бетельгейзе в созвездии Ориона и Альдебаран в созвездии Тельца (видны зимой), Антарес в созвездии Скорпиона (виден летом); желтая Капелла в созвездии Возничего (видна зимой).
Самые яркие звезды еще в древности назвали звездами 1-й величины, а самые слабые, видимые на пределе зрения для невооруженного глаза, — звездами 6-й величины. Эта старинная терминология сохранилась и в настоящее время. К истинным размерам звезд термин «звездная величина» отношения не имеет, она характеризует световой поток, приходящий на Землю от звезды. Принято, что при разности в одну звездную величину яркость звезд отличается примерно в 2,5 раза. Разность в 5 звездных величин соответствует различию в яркости ровно в 100 раз. Так, звезды 1-й величины в 100 раз ярче звезд 6-й величины.
Современные методы наблюдений дают возможность обнаружить звезды примерно до 25-й звездной величины. Измерения показали, что звезды могут иметь дробные или отрицательные звездные величины, например: для Альдебарана звездная величина для Веги
для Сириуса
для Солнца
3. Видимое суточное движение звезд. Небесная сфера.
Из-за осевого вращения Земли звезды нам кажутся перемещающимися по небу. При внимательном наблюдении можно заметить, что Полярная звезда почти не меняет положения относительно горизонта.
Рис. 9. Фотография околополярной области неба, снятая неподвижной камерой с экспозицией около часа.
Рис. 10. Созвездия в окрестности Полярной звезды.
Все же другие звезды описывают в течение суток полные круги с центром вблизи Полярной. В этом можно легко убедиться, проделав следующий опыт. Фотоаппарат, установленный на «бесконечность», направим на Полярную звезду и надежно укрепим в этом положении. Откроем затвор при полностью открытом объективе на полчаса или час. Проявив сфотографированный таким образом снимок, увидим на нем концентрические дуги — следы путей звезд (рис. 9). Общий центр этих дуг — точка, которая остается неподвижной при суточном движении звезд, условно называется северным полюсом мира. Полярная звезда к нему очень близка (рис. 10). Диаметрально противоположная ему точка называется южным полюсом мира. В северном полушарии он находится под горизонтом.
Явления суточного движения звезд удобно изучать, воспользовавшись математическим построением — небесной сферой, т. е. воображаемой сферой произвольного радиуса, центр которой находится в точке наблюдения. На поверхность этой сферы проецируют видимые положения всех светил, а для удобства измерений строят ряд точек и линий (рис. 11). Так, отвесная линия проходящая через наблюдателя, пересекает небо над головой — в точке зенита
Диаметрально противоположная точка
называется надиром. Плоскость
перпендикулярная отвесной линии
является плоскостью горизонта — эта плоскость касается поверхности земного шара в точке, где расположен наблюдатель (точка С на рис. 12). Она делит поверхность небесной сферы на две полусферы: видимую, все точки которой находятся над горизонтом, и невидимую, точки которой лежат под горизонтом.
Ось видимого вращения небесной сферы, соединяющую оба полюса мира (Р и Р) и проходящую через наблюдателя называют
Рис. 11. Основные точки и линии небесной сферы.
Рис. 12. Соотношение между линиями и плоскостями на небесной сфере и на земном шаре.
осью мира (рис. 11). Ось мира для любого наблюдателя всегда будет параллельна оси вращения Земли (рис. 12). На горизонте под северным полюсом мира лежит точка севера N (рис. 11 и 12), диаметрально противоположная ей точка S — точка юга. Линия NS называется полуденной линией (рис. 11), так как по ней на горизонтальной плоскости в полдень падает тень от вертикально поставленного стержня. (Как на местности провести полуденную линию и как по ней и по Полярной звезде ориентироваться по сторонам горизонта, вы изучали в V классе в курсе физической географии.) Точки востока Е и запада W лежат на линии горизонта. Они отстоят от точек севера N и юга S на
Рис. 13. Суточные пути светил относительно горизонта для наблюдателя, находящегося: а — на полюсе Земли; б — в средних географических широтах; в — на экваторе.
на 90°. Через точку полюсы мира, зенит
и точку S проходит плоскость небесного меридиана (рис. 11), совпадающая для наблюдателя С с плоскостью его географического меридиана (рис. 12). Наконец, плоскость
проходящая через наблюдателя (точку С) перпендикулярно оси мира, образует плоскость небесного экватора, параллельную плоскости земного экватора (рис. 11). Небесный экватор делит поверхность небесной сферы на два полушария: северное с вершиной в северном полюсе мира и южное с вершиной в южном полюсе мира.
4. Определение географической широты.
Обратимся к рисунку 12.
Угол (высота полюса мира над горизонтом) равен углу
(географическая широта места), как углы со взаимно перпендикулярными сторонами
Равенство этих углов дает простейший способ определения географической широты местности
угловое расстояние полюса мира от горизонта равно географической широте местности. Чтобы определить географическую широту местности, достаточно измерить высоту полюса мира над горизонтом.
5. Суточное движение светил на различных широтах.
Теперь мы знаем, что с изменением географической широты места наблюдения меняется ориентация оси вращения небесной сферы относительно горизонта. Рассмотрим, какими будут видимые движения небесных светил в районе Северного полюса, на экваторе и на средних широтах Земли.
На полюсе Земли полюс мира находится в зените, и звезды движутся по кругам, параллельным горизонту (рис. 13, а). Здесь звезды не заходят и не восходят, их высота над горизонтом неизменная.
На средних широтах существуют как восходящие и заходящие звезды, так и те, которые никогда не опускаются под горизонт (рис. 13, б). Например, околополярные созвездия (рис. 10) на географических широтах СССР никогда не заходят. Созвездия, расположенные дальше от северного полюса мира, показываются ненадолго над горизонтом. А созвездия, лежащие еще дальше к югу, являются невосходящими (рис. 14).
Но чем дальше продвигается наблюдатель к югу, тем больше южных созвездий он может видеть. На земном экваторе за сутки можно было бы увидеть созвездия всего звездного неба, если бы не мешало Солнце
Рис. 14. Видимые суточные пути светил относительно горизонта в северной стороне неба.
Рис. 15. Верхние и нижние кульминации светил.
днем (рис. 13, в). Для наблюдателя на экваторе все звезды восходят и заходят перпендикулярно плоскости горизонта Каждая звезда здесь проводит над горизонтом ровно половину своего пути.
Для наблюдателя на экваторе Земли северный полюс мира совпадает с точкой севера, а южный полюс мира — с точкой юга (рис. 13, в). Ось мира для него расположена в плоскости горизонта.
6. Кульминации.
Полюс мира при кажущемся вращении неба, отражающем вращение Земли вокруг оси, занимает неизменное положение над горизонтом на данной широте (рис. 12). Звезды за сутки описывают над горизонтом вокруг оси мира круги, параллельные экватору. При этом каждое светило за сутки дважды пересекает небесный меридиан (рис. 15).
Явления прохождения светил через небесный меридиан называются кульминациями. В верхней кульминации высота светила максимальна, в нижней кульминации — минимальна. Промежуток времени между кульминациями равен полсуткам.
У не заходящего на данной широте светила М (рис. 15) видны (над горизонтом) обе кульминации, у звезд, которые восходят и заходят,
нижняя кульминация происходит под горизонтом, ниже точки севера У светила
находящегося далеко к югу от небесного экватора, обе кульминации могут быть невидимы.
Момент верхней кульминации центра Солнца называется истинным полднем, а момент нижней кульминации — истинной полночью. В истинный полдень тень от вертикального стержня падает вдоль полуденной линии.
Источник
Что такое созвездие?
Общеизвестно, что на звездном небе есть множество созвездий. Но что такое созвездие? Мы так привыкли пользоваться этим термином, что он кажется нам понятным на интуитивном уровне. Однако, если вы спросите человека, не интересующегося астрономией, что же такое созвездие, то вряд ли получите внятный ответ. Большинство людей скажет, что это:
- Группы звезд на небе
- Звездные рисунки
Первое определение очень туманно; из него трудно понять, какие группы имеются в виду. Любые? Или есть принципы, по которым звезды группируются?
Второе определение более определенное, но и оно требует уточнения, ведь, например, такой известный звездный рисунок, как Большой Ковш, не является созвездием. С другой стороны, попробуйте-ка найти хоть какой-нибудь рисунок в созвездии Рыси!
Что такое созвездие в астрономии
Астрономия древняя наука, и, как всякая наука, она не стоит на месте. Вместе с ней развиваются и понятия. Это касается и созвездий.
Созвездия в древности
В древности созвездиями, действительно, называли выразительные сочетания звезд, которые было легко запомнить.
Зачем это было нужно? Для ориентировки в пространстве и времени.
Cемь ярчайших звезд созвездия Ориона объединяются в фигуру, похожую на песочные часы. Хотя на бытовом уровне она соответствует тому, что люди подразумевают под созвездием, на самом деле эта фигура — астеризм. Рисунок: Stellarium
Дело в том, что для наших далеких предков небо было одновременно и часами, и компасом: земледельцы определяли по небу время сева и жатвы, а кочевые племена ориентировались с его помощью на местности. Для этих целей использовались Солнце и Луна, но также и звезды.
Отличительная черта звезд состоит в том, что их взаимное расположение на небе не меняется в течение сотен и даже тысяч лет; они как бы намертво прикреплены к небосводу (астроном сказал бы к небесной сфере). Поэтому звезды являются идеальным фоном, относительно которого можно отсчитывать движение Луны и Солнца, чтобы составить календарь или определить время.
Но как не запутаться среди звезд? Вот для этих целей люди и начали объединять их в созвездия.
Самые древние созвездия имеют возраст не менее 5000 лет. Это, прежде всего, созвездия Зодиака и некоторые не заходящие за горизонт, околополярные созвездия. Древние греки (2 — 2,5 тыс. лет назад) насчитывали на небе 48 созвездий. Практически все древние созвездия имеют запоминающийся рисунок и включают хотя бы одну яркую звезду.
Что понимают под созвездием сегодня
Сегодня яркие, легко запоминающиеся группы звезд астрономы называют астеризмами.
Например, уже упомянутый выше Большой Ковш — это не созвездие, а астеризм. Большой Ковш является хоть и самой заметной, но лишь небольшой частью созвездия Большой Медведицы. Астеризмом является и фигура охотника-Ориона, состоящая из семи ярких звезд.
А что же такое созвездие?
Раньше это было не так. В течение многих столетий созвездия не имели четко установленных границ. За пределами ярких рисунков оставались пустые участки неба, населенные бесхозными звездочками. В результате астрономы кромсали и делили эти участки по своему усмотрению, добавляя на небо все новые и новые созвездия.
Созвездие Большой Медведицы в атласе Александра Джеймисона (1822 г.) имеет нечеткие границы, проведенные автором произвольно. Границы обозначены пунктиром. (Нажмите на рисунок для увеличения.) Источник: Ian Ridpath
Наконец, в первой половине XX века этому был положен конец. На генеральной ассамблее Международного астрономического союза, проходившей в Риме в 1922 году, было решено поделить все небо (северное и южное) на участки с четко определенными границами и больше их не менять.
Так появились современные созвездия.
Итак, что называется созвездием сейчас?
- На бытовом уровне созвездиями называют выразительные, легко запоминающиеся группы звезд (астеризмы). Эта традиция идет с древнейших времен.
- Точка зрения современных астрономов такова, что под созвездием понимают участки неба внутри точно определенных границ. (На небе не осталось территорий, которые не были бы частью какого-либо созвездия. Даже самые темные и беззвездные участки неба принадлежат тем или иным созвездиям.)
Современное изображение созвездия Большой Медведицы имеет четкие границы. Астеризм Большой Ковш является частью созвездия Большой Медведицы. Источник: IAU
Чем не являются созвездия?
Созвездия это не астеризмы
Это важный момент, поэтому повторюсь. Астеризмы это то, чем были созвездия в древности — запоминающиеся группы звезд, которые ассоциировались у людей с предметами быта или с животными, или с мифическими персонажами. Сегодня астеризм может быть частью созвездия (Большой Ковш) или объединять звезды разных созвездий (Летний треугольник).
Созвездие — участок неба, имеющий четкие границы. Кстати, границы всех созвездий проходят только по линиям склонений или прямого восхождения.
Созвездия — это не объекты и не область пространства
Многие полагают, что созвездия это некие предметы, только очень большие и далекие (вроде скопления звезд). Писатели-фантасты иногда подкрепляют это мнение: в их книжках можно прочитать о том, как условная Россия получила во владение созвездие Рака, а условные США — созвездие Стрельца. Космические путешественники «разворачиваются в созвездии Щита», чтобы «рвануть в созвездие Девы», а затем совершить «облет созвездия Волос Вероники».
Такие описания звучат комично, поскольку созвездия это не предметы, а направления на небе. Поэтому детский вопрос, что больше — созвездие или галактика, просто не имеет ответа.
Созвездия нельзя пощупать; до них нельзя долететь, как нельзя долететь до такого места, как «направо». Зато можно увидеть, что находится в созвездиях. (По аналогии: нельзя дойти «до востока», но можно увидеть, что находится в восточном направлении!)
Объекты из одного созвездия — звезды, туманности, галактики — находятся от нас на разном расстоянии: некоторые располагаются в нескольких световых годах от Земли, а другие в сотни и тысячи раз дальше! Но и те и другие находятся настолько далеко, что мы не можем определить разницу этих расстояний на глаз. Из-за этого нам кажется, будто они находятся на одном и том же расстоянии — на небесной сфере. (А мы, глядя на звездное небо, находимся в центре этой сферы.) Вот созвездия — это и есть направления на небесную сферу.
Созвездия были придуманы людьми
И вот еще важный момент, который иногда упускают: созвездия были придуманы нашими предками! Никаких созвездий самих по себе не существует — все они продукт человеческой фантазии. В этом важное отличие созвездий от других объектов, например, костей ископаемых животных. Если найти новую необычную кость, то в теории можно открыть новый вид динозавров, живший когда-то на Земле. А вот новое созвездие открыть нельзя, потому что они существуют только в нашем воображении. Новое созвездие можно только придумать.
Кстати, поэтому раньше у каждого народа были свои собственные созвездия. Мы сейчас пользуемся европейскими созвездиями, но у индейцев Америки, древних индийцев и у китайцев созвездия были совершенно другие.
Вы можете задать вопрос: получается, придумать созвездие могу и я?
Конечно! Каждый может придумывать свои собственные созвездия, вернее, астеризмы. Некоторым это занятие кажется очень увлекательным. Как приятно теплой летней ночью смотреть на небо и выискивать на нем новые узоры!
Кстати, астеризмы могут быть не только большими, видимыми невооруженным глазом, но и маленькими, состоящими из тусклых звезд, видимыми только в бинокль или телескоп. Такие астеризмы придумываются и сегодня! Некоторые из них (например, Бриллиантовое кольцо в Малой Медведице) очень красивы.
Источник