Звездное небо
С чего начать астрономические наблюдения, если вы абсолютный новичок? Даже если у вас есть телескоп или астрономический бинокль, не торопитесь воспользоваться их помощью. Для начала просто взгляните на звездное небо!
Ясной безлунной ночью небосклон представляет собой поразительное зрелище. Он похож на гигантский шатер из черного бархата, со всех сторон обхватывающий горизонт, шатер, усеянный множеством светящихся точек. Это звезды.
Зимнее звездное небо. Примерно так видится созвездие Ориона и ярчайшая звезда ночного неба, Сириус, на загородном небе. Снимок пересекает туманная полоска Млечного Пути. Фото: Sadaki Hamada
Если небо действительно темное, то кажется, что звезд на небе бесчисленное множество. Особенно тусклых, похожих с виду на алмазную пыль. Если атмосфера неспокойна, то звезды поярче часто дрожат и быстро мигают — мерцают. Взгляд буквально теряется этого великолепия.
На самом деле невооруженным глазом в каждый момент времени на небе можно наблюдать всего около 3000 звезд. Только в исключительно прозрачные и сухие ночи высоко в горах количество звезд, доступных для наблюдения, примерно вдвое больше.
Созвездия
Хотя звезды расположены на небе хаотично, мы склонны соединять их мысленно в различные фигуры — треугольники, цепочки, квадраты. Для чего? Чтобы как-то сориентироваться на звездном небе, чтобы запомнить яркие звезды!
С этой целью еще тысячи лет назад люди начали делить звездное небо на созвездия. Взгляд находил среди разбросанных в беспорядке светилах знакомое — очертания предметов и людей, а также животных — настоящих и мифических. Так на небе появились Большой Ковш и охотник-Орион, созвездия Льва и Скорпиона, а также множество других звездных рисунков.
Участок осеннего звездного неба. Сегодня все небо без исключения поделено на созвездия. Их общее количество на небе северной и южной небесной полусферы — 88. Рисунок: Stellarium
Сегодня созвездия — это строго определенные участки неба. (Всего их насчитывается 88.) Созвездия могут состоять из одного (созвездие Большой Медведицы) или нескольких запоминающихся рисунков (созвездие Ориона), а могут и вовсе не иметь такого. Запоминающиеся звездные фигуры (или рисунки, или паттерны — называйте как хотите) сегодня называются а стеризмами.
В связи с созвездиями поражает воображение один простой факт: очертания даже самых древних созвездий совершенно не изменились на протяжении тысячелетий! Звездное небо представляет собой как-будто застывшую картину, раз и навсегда изображенную на черном шатре или, как мы сейчас говорим, на небесной сфере. Древние люди знали о том, что взаимное расположение звезд не меняется. Они так и называли их — «неподвижные звезды». Лишь 300 лет назад Эдмунд Галлей открыл, что звезды все же имеют собственные движения. Они не «приколочены» к небу, подобно гвоздям!
Вид звездного неба
Тем не менее, вид неба ночью не всегда одинаков. Звездное небо находится в постоянном движении: оно вращается с востока на запад. У небесной сферы есть ось вращения, которая указывает на небесные полюса — Северный и Южный. Вблизи Северного небесного полюса находится Полярная звезда. Она знаменита тем, что практически стоит на месте. В то же время все остальные звезды движутся вокруг нее, описывая на небе суточные окружности. Эти окружности тем больше, чем дальше находятся светила от Полярной звезды. (См. суточное движение звезд).
Вид звездного неба зависит от времени суток и времени года
Так как ось небесной сферы наклонена к горизонту, звездное небо вращается как бы немного на боку. В результате, многие созвездия подобно Солнцу и Луне восходят на востоке, поднимаются выше всего над горизонтом на юге и заходят на западе. Поэтому вечером мы наблюдаем одни созвездия, а утром — совершенно другие
На фотографиях звездного неба, сделанных с длительной экспозицией, можно заметить суточное движение звезд. Смещаясь на небе, звезды превращаются в дуги, длина которых тем больше, чем дальше они отстоят от небесного полюса. За сутки небесная сфера совершает один оборот. Длина кругов наибольшая у звезд, расположенных на небесном экваторе. Причина такой картины — вращение Земли вокруг своей оси. Фото: Femidio
Вид звездного неба зависит не только времени суток, но и от времени года. Так как Земля вращается вокруг Солнца, в разное время года она поворачивается ночной стороной к разным созвездиям. Поэтому многие созвездия видны только в определенный сезон. Так, созвездие Ориона наблюдается зимой, но совершенно не видно в первой половине лета (оказываясь на дневном небе!), а созвездие Стрельца, напротив, наблюдается летом, но совершенно не видно зимой.
На вид звездного неба влияет широта наблюдения
Наконец, на вид звездного неба влияет широта места наблюдения. На северном полюсе Земли Полярная звезда находится в зените, а наблюдению доступно только одно полушарие небесной сферы — Северное. Но что будет происходить, если мы начнем двигаться на юг? Полярная звезда начнет опускаться на небе, а нашему наблюдению станет доступны не только все звезды северной небесной полусферы, но и частично южной. Наконец, на экваторе Земли за год можно пронаблюдать все 88 созвездий!
Звездное небо и световое загрязнение
К сожалению, жители больших городов уже забыли, что такое по-настоящему темное звездное небо. Уличное освещение, фары автомобилей, рекламные огни — все это приводит к сильному световому загрязнению неба или, как его называют для простоты, засветке. Из-за засветки на небе крупных городов можно наблюдать только несколько десятков самых ярких звезд. Для начинающего любителя это, с одной стороны, хорошо, так как не дает путаться во множестве звезд и помогает учить яркие созвездия. С другой стороны, вред от засветки гораздо больше. Многие слабые объекты звездного неба — Млечный Путь, туманности и галактики, далекие звездные скопления — в городе попросту не видны. Ситуация ухудшается тем, что над крупными городами нередко плавает смог, который превосходно отражает свет фонарей. Ночное небо в такие моменты приобретает молочно-кофейный или рыжеватый оттенок — на нем можно отыскать только самые яркие звезды.
На небе больших городов можно наблюдать только самые яркие небесные светила — Луну, планеты и ярчайшие звезды. Фото: Martin Rosen
Засветка стала причиной того, что любители астрономии вынуждены проводить астрономические наблюдения далеко за городом. Они выбирают места, где световое загрязнение минимально. Где именно находятся такие места, можно узнать при помощи специальных карт засветки.
Впрочем, начинать изучение звездного неба можно и в городе. Для этого нужно найти место, защищенное от прямого света уличных фонарей и фар машин. Это может быть городская окраина, парк, берег моря или реки. Можно наблюдать звездное небо и с балкона, если вы живете достаточно высоко и вам не мешают соседние дома.
Что доступно наблюдениям в городе?
Луна, планеты, наиболее яркие звезды и созвездия можно наблюдать на городском небе невооруженным глазом, в бинокль или небольшой телескоп. Бинокль покажет наиболее яркие звездные скопления и переменные звезды. Наконец, в телескоп можно наблюдать двойные и кратные звезды, слабые переменные звезды, планеты, подробно изучить поверхность Луны.
Следует учитывать, что на городском небе в телескоп будут видны только самые яркие туманности и галактики. Чтобы по-настоящему насладиться объектами глубокого космоса, нужно выбираться как можно дальше от огней городов — в лес, в горы, в степь.
Источник
Астрономия
Звёздное небо
План урока:
Что такое звезды и созвездие
Ночью, когда нет облаков, на небе появляется великое множество светящихся небесных тел, которые называются звездами.
На первый взгляд, эти небесные светила очень напоминают близнецов, уж очень они похожи друг на друга. Незнающему человеку достаточно трудно понять, как же их различать между собой.
Еще ученые Древнего Египта пытались найти ответ на этот непростой вопрос. Впервые астрономы этой страны начали объединять специальными условными линиями звезды между собой. Так появились первые созвездия. Еще дальше пошли древние греки. Они не просто продолжили объединение звезд в созвездия, но и начали им присваивать имена героев из мифов, легенд, сказаний. Также не остались в стороне предметы и животные. Многие из них дали свои имена созвездиям. Так стало их легче запоминать и впоследствии узнавать на небосводе.
Есть более известные созвездия, о которых мы часто слышим и даже знаем их место расположения на небе. Это созвездия Большой и Малой Медведицы, Андромеды, Весов, Скорпиона, Козерога, Стрельца, Девы и прочие. Менее знакомые обычным людям: Журавль, Дракон, Компас, Южная Рыба, Жираф и др.
Большая и Малая Медведица
Не имея в древности компаса, который был изобретен гораздо позже, путешественники и мореплаватели могли ночью с помощью известных им созвездий легко ориентироваться на суше и воде. Современное понятие созвездия несколько отличается от древнего.
- по возрасту — молодые и старые;
- по светимости — яркие и тусклые;
- по размеру: гиганты, сверхгиганты и карлики;
- по видимости вооруженным взглядом: видимые и невидимые;
- по температуре: горячие и «холодные»;
- по цвету: желтые, красные, голубые, белые. Цвета зависят от температуры поверхности звезды.
Древние созвездия
Астеризмы – такое название ученые дали древним созвездиям. Во время исследований было доказано, что еще древний человек выделил среди звезд более яркие группы и впоследствии стал наблюдать за их движением в разное время суток и года. Это произошло более пятнадцати тысячелетий назад. Каждый народ по-своему объединял звезды в созвездия. Это напрямую зависело от их традиций. В Древней Греции астрономы выделили уже 48 небесных созвездий. Их описал ученый Птолемей, указав одновременно положение самых ярких звезд. 47 из древних названий созвездий сохранились до наших времен, и лишь одно (Арго, корабль Язона и аргонавтов), относящееся к категории больших, в 18 веке было разделено на несколько поменьше. Новые созвездия стали называть Киль, Корма, Паруса и Компас.
Впоследствии же ученые разных стран пополняли этот список новыми названиями. Многие созвездия, которые раньше существовали как самостоятельные, сейчас являются частью других. С помощью изучения древних созвездий современные астрономы пытаются понять, как жили и о чем думали наши предки.
Созвездие Льва на древней карте
Созвездия нового времени
Сколько же созвездий существует в мире? Современные астрономы насчитывают их 88. Хотя до 19 века их было 117. Новое количество было зафиксировано в 1922 году на Международной конференции астрономических исследований. А в 1935 году Международным астрономическим союзом (МАС) были четко определены их границы. К созвездиям современные астрономы относят участки на небе со всеми объектами, которые там находятся.
За созвездиями и звездами лучше всего наблюдать в малоосвещённых местах, глядя на безоблачное небо. Перед «зрителем» откроется удивительная картина ночного небосклона, на котором без особого труда каждый найдет созвездие Большой и Малой Медведицы.
Также нужно учитывать, что не в каждой стране можно увидеть все 88 небесных созвездий. Например, в России видны только 54.
Какие звезды входят в состав созвездия Ориона и Лебедя
К числу самых красивых небесных тел можно смело отнести созвездие Ориона. Если присмотреться внимательно, то в нем можно увидеть очертания человека.
Свое название созвездие Ориона получило еще в Древней Греции. Согласно мифологии, Орион – это смелый и мужественный охотник, который погиб от укуса скорпиона. Впоследствии Зевс превратил его в созвездие, которое до сих пор сияет на небе. Его можно наблюдать по всей России. А найти легко по семи ярким звездам гигантам и сверхгигантам, из которых вырисовывается туловище охотника. Созвездие Ориона уникально наличием ярких и горячих звезд. Каждая яркая звезда в созвездии Ориона имеет свое имя:
- Бетельгейзе – переменная сверхгигантская звезда, имеющая красный цвет. Относится к категории самых крупных звезд;
- Ригель – трехзвездная система. Состоит из сверхгигантской звезды ослепительно бело-синего цвета Ригеля А и двух менее ярких спутников;
- Беллатрикс – гигантская звезда, имеющая бело-голубой цвет;
- Саиф – синий сверхгигант;
- Альнитак, Альнилам и Минтака – эти звезды образуют пояс Ориона. Это сверхгиганты синего цвета.
Источник
Звезды, входящие в состав созвездия Орион, удалены от Земли по-разному. Какие-то находятся ближе, некоторые дальше. Лучше всего наблюдать за созвездием в осенне-зимние месяцы, найти его можно в южной части неба.
Не уступает Ориону по своей красоте и созвездие Лебедь. По своему размеру оно находится на 16 месте среди всех созвездий. Его лучше всего видно в летние месяцы на юго-востоке небесного свода. Достаточно легко увидеть на небосводе крестообразную фигуру с довольно яркими звездами.
В составе созвездия Лебедь сияют звезды:
- Денеб – это ярчайшая звезда в созвездии Лебедь. Расположилась в его вершине. Денеб также считается одной из самых больших и ярких звезд не только в созвездии Лебедя, но и всей Вселенной. Для сравнения, размер Солнца в 240 раз меньше, чем размеры Денеб. За один только день звезда посылает столько потоков света, сколько Солнце должно излучать за 140 лет.
- Садр – занимает второе место по яркости.
- Дженах – звезда-гигант, имеет оранжевый оттенок.
- Альбирео – двухзвездная система. Невооруженным глазом можно увидеть только одну звезду, а если посмотреть в телескоп, то отчетливо видно две рядом расположенные звездочки. За этим объектом с интересом наблюдают даже те, кто мало интересуется астрономией. Альбирео четко просматривается на небе, потому что она достаточно яркая и красивая. В состав звезды входит гигант оранжевого цвета и голубой спутник.
- Дельта Лебедя – третья по величине звезда в созвездии Лебедя. Ей пророчат наряду с другими занять по истечении четырех столетий место «Полярной звезды». Это трехзвездная система, которая состоит из трех звезд. Две расположились рядышком друг с другом, а третья значительно дальше.
Солнце – звезда Солнечной системы
Солнце — единственная звезда, которая входит в Солнечную систему. От этого небесного светила во многом зависит жизнь на Земле. Его лучи согревают все живое, дарят тепло и радость жизни. Всего 8 минут и 20 секунд требуется, чтобы солнечный луч коснулся земной поверхности. Солнечная система кроме Солнца состоит также из небесных тел, которые движутся вокруг этой звезды. К ним относятся кометы, планеты со спутниками, астероиды, метеороиды, космическая пыль.
Солнце и планета Земля
Интересен факт, что масса Солнца составляет 99,8% от всей массы Солнечной системы. По величине, оно не такое огромное, как кажется с Земли. Существуют звезды намного больше и ярче. Желтый цвет также обманчив. В действительности Солнце, имея огромную температуру поверхности (6000К), посылает на Землю свет не желтого, как принято считать, а почти белого цвета. И лишь у поверхности Земли солнечный свет приобретает немного желтоватый оттенок. Это связано с тем, что атмосфера Земли поглощает коротковолновую часть спектра и здесь же происходит более сильное рассеяние.
Если проанализировать химический состав Солнца, то оно состоит на 73% от своей общей массы из водорода, на 25% из гелия. Остальные 2% занимают такие элементы, как кальций, азот, железо, кислород, магний, сера, хром, никель, магний, кремний, неон и углерод.
В центре Солнце имеет ядро. Его радиус составляет около 150000 километров, а в центре температурные показатели достигают свыше четырнадцати миллионов градусов.
Строение Солнца
У Солнца сильнейшее магнитное поле. Солнечная активность, вызванная вариациями магнитного поля, способствует возникновению северного сияния и геомагнитных бурь, которые не всегда положительно влияют на здоровье многих людей.
Ученые-астрономы доказали, что Солнце прожило лишь половину своей жизни, которая должна длиться не менее десяти миллиардов лет. Возраст звезды был определен с помощью компьютерных технологий и составляет на сегодняшний день около 4,57 миллиарда лет.
Небесные координаты, системы небесных координат
Наблюдая за небесными телами, люди заметили, что они движутся по небосводу и меняют свое место в зависимости от времени суток. Это видимое движение связано с вращением Земли, которая за 24 часа осуществляет один оборот вокруг своей оси. Это происходит не только со звездами на ночном небе, но и Луной, Солнцем, планетами. Чтобы описать положение объекта на небосклоне, используют числа, именуемые небесными координатами.
Источник
Небо с Земли напоминает сферу, поэтому астрономические координаты будут сферическими и выглядят вроде дуги кругов сферы. В дальнейшем они образуют систему небесных координат.
В астрономии выделяют несколько видов систем небесных координат:
- горизонтальную;
- экваториальную;
- эклиптическую;
- галактическую.
Отличие между ними заключается в выборе главной плоскости и пункта отсчета. Применение определенной системы будет напрямую зависеть от тех задач, которые ученые ставят перед собой. Чаще используются для измерения горизонтальная и экваториальная системы небесных координат, менее — эклиптическая и галактическая.
За главную плоскость в горизонтальной системе координат берется горизонт. Ее используют, когда наблюдения за небесными светилами происходят с Земной поверхности. Это можно делать с помощью телескопа и без него. Изменение координат здесь связано с суточным вращением Земли.
В экваториальной системе небесных координат была выбрана точка отсчета, которая неподвижна относительно звезд и участвует в суточном вращении. Ею стала точка весеннего равноденствия. Существует два вида экваториальной системы координат. В обеих за основу берется небесный экватор, который является здесь основной плоскостью.
Эклиптикой называют большой круг на небосводе, по которому происходит годичное движение Солнца (наблюдается с Земли) по отношению к другим звездам.
Небесный экватор
Для того чтобы определить видимое положение, а также изучить движение небесного тела, в астрономии используется понятие небесной сферы.
Небесная сфера делится небесным экватором на северное и южное полушарие. Экваториальными называют те созвездия, на пути которых лежит небесный экватор.
Небесный меридиан
Небесная сфера делится небесным меридианом на западное и восточное полушарие.
Видимое движение звезд
Все небесные тела на небе не стоят на одном месте. Им свойственно движение. Наблюдая за звездами, кажется, что они совсем неподвижны. Это совсем не так. Если сравнивать их движение с Луной или Солнцем, то смещение их почти незаметное. Скорость движения звезд очень маленькая, а вот их расстояние до Земли значительно больше. Заметить перемещение звезды можно только с помощью телескопа. Невооруженным взглядом движение звезд не улавливается, даже если стоять на одном месте несколько лет. Быстрым собственным движением обладает Солнце и звезда Бернарда, которая совсем незаметна с Земли невооруженным взглядом. Несмотря на то, что звезду видно только в телескоп, скорость ее углового перемещения больше, чем у других звезд.
Движение небесных тел бывает суточное и годовое. Во время суточного движения звезды меняют свое месторасположения относительно сторон горизонта. Звезды свое видимое суточное движение осуществляют вместе с небесной сферой. Это кажущееся нам движение напрямую связано с осевым вращением Земли. Если понаблюдать за Солнцем, отчетливо видно, как рано утром оно появляется на востоке, а вечером уходит за горизонт на западе. В течение года оно проходит через 12 зодиакальных созвездий, пребывая в каждом около месяца.
Источник