كيفية مراقبة المذنبات
فيتالي نيفسكي
تعتبر مراقبة المذنبات نشاطًا مثيرًا للغاية. إذا لم تجرب يدك في هذا، أوصي بشدة بتجربته. والحقيقة هي أن المذنبات هي كائنات غير مستقرة للغاية بطبيعتها. يمكن أن يتغير مظهرها من ليلة إلى أخرى وبشكل ملحوظ، خاصة بالنسبة للمذنبات الساطعة المرئية بالعين المجردة. تميل هذه المذنبات إلى تطوير ذيول لائقة، مما دفع الأسلاف إلى تحيزات مختلفة. مثل هذه المذنبات لا تحتاج إلى إعلانات، فهذا دائمًا حدث في العالم الفلكي، ولكنه نادر جدًا، لكن المذنبات التلسكوبية الضعيفة متاحة دائمًا للمراقبة. وأشير أيضًا إلى أن نتائج رصد المذنبات لها قيمة علمية، ويتم نشر ملاحظات الهواة باستمرار في المجلة الأمريكية Internatoinal Comet Quarterly، على موقع C. Morris الإلكتروني وليس فقط.
أولاً، سأخبرك بما يجب عليك الانتباه إليه عند مراقبة المذنب. ومن أهم الخصائص حجم المذنب، ويجب تقييمه باستخدام إحدى الطرق الموضحة أدناه. ثم - قطر غيبوبة المذنب، ودرجة التكثيف، وإذا كان هناك ذيل، طوله وزاويته الموضعية. هذه هي البيانات ذات القيمة للعلم.
علاوة على ذلك، يجب أن تشير التعليقات على الملاحظات إلى ما إذا كان قد تم رصد نواة ضوئية (يجب عدم الخلط بينه وبين النواة الحقيقية، التي لا يمكن رؤيتها بالتلسكوب) وكيف كانت تبدو: على شكل نجمة أو على شكل قرص، ساطعة أو باهتة. بالنسبة للمذنبات الساطعة، من الممكن حدوث ظواهر مثل الهالات والأصداف وانفصال الذيول وتكوينات البلازما ووجود عدة ذيول في وقت واحد. وبالإضافة إلى ذلك، فقد لوحظ بالفعل التفكك النووي في أكثر من خمسين مذنباً! اسمحوا لي أن أشرح هذه الظواهر قليلا.
- الهالات هي أقواس متحدة المركز حول النواة الضوئية. وكانت مرئية بوضوح بالقرب من المذنب الشهير هيل بوب. وهي عبارة عن سحب غبارية يتم إخراجها بانتظام من النواة، وتبتعد عنها تدريجيًا وتختفي على خلفية الغلاف الجوي للمذنب. يجب أن يتم رسمها مع الإشارة إلى الأبعاد الزاوية ووقت الرسم.
- الاضمحلال النووي. هذه الظاهرة نادرة جدًا، ولكن تم رصدها بالفعل في أكثر من 50 مذنبًا. لا يمكن رؤية بداية الاضمحلال إلا بأقصى قدر من التكبير ويجب الإبلاغ عنها على الفور. لكن عليك أن تكون حريصًا على عدم الخلط بين انحلال النواة وانفصال سحابة البلازما، وهو ما يحدث في كثير من الأحيان. عادة ما يكون اضمحلال النواة مصحوبا بزيادة حادة في سطوع المذنب.
- الأصداف - تظهر على محيط الغلاف الجوي للمذنب (انظر الشكل)، ثم تبدأ في الانكماش، كما لو أنها تنهار على النواة. عند ملاحظة هذه الظاهرة، من الضروري قياس ارتفاع الرأس (V) بالدقائق القوسية - المسافة من القلب إلى أعلى القشرة والقطر P = P1 + P2 (قد لا يكون P1 و P2 متساويين). يجب إجراء هذه التقييمات عدة مرات طوال الليل.
تقييم سطوع المذنب
يجب ألا تقل دقة التقدير عن +/- 0.2 درجة. ومن أجل تحقيق هذه الدقة، يجب على الراصد إجراء عدة تقديرات للسطوع أثناء العمل لمدة 5 دقائق، ويفضل استخدام نجوم مقارنة مختلفة، وإيجاد متوسط حجم المذنب. وبهذه الطريقة يمكن اعتبار القيمة الناتجة دقيقة تمامًا، ولكنها ليست تلك التي تم الحصول عليها نتيجة لتقدير واحد فقط! في مثل هذه الحالة، عندما لا تتجاوز الدقة +/- 0.3، يتم وضع نقطتين (:) بعد حجم المذنب. إذا لم يتمكن الراصد من العثور على المذنب، فإنه يقدر الحد الأقصى للقدرة النجمية لأداته في ليلة معينة حيث سيظل قادرًا على مراقبة المذنب. في هذه الحالة، يتم وضع قوس مربع أيسر ([) قبل التقييم.
توفر الأدبيات عدة طرق لتقدير حجم المذنب. لكن طريقة بوبروفنيكوف وموريس وسيدجويك تظل هي الأكثر قابلية للتطبيق.
طريقة بوبروفنيكوف.
تستخدم هذه الطريقة فقط للمذنبات التي تتراوح درجة تكثيفها بين 7-9! مبدأها هو تحريك عدسة التلسكوب خارج التركيز حتى تصبح الصور خارج البؤرة للمذنب ونجوم المقارنة بنفس القطر تقريبًا. ولا يمكن تحقيق المساواة الكاملة، لأن قطر صورة المذنب أكبر دائما من قطر صورة النجم. ويجب الأخذ في الاعتبار أن الصورة الخارجة عن البؤرة للنجم لها نفس السطوع تقريبا، لكن المذنب يظهر كبقعة ذات سطوع غير متساو. يجب أن يتعلم الراصد حساب متوسط سطوع المذنب على كامل صورته خارج البؤرة ومقارنة هذا السطوع المتوسط بنجوم المقارنة. يمكن إجراء مقارنة بين سطوع الصور غير البؤرية للمذنب ومقارنة النجوم باستخدام طريقة Neyland-Blazhko.
طريقة سيدجويك.
تستخدم هذه الطريقة فقط للمذنبات التي تتراوح درجة تكثيفها بين 0-3! مبدأها هو مقارنة الصورة البؤرية للمذنب مع الصور غير البؤرية لنجوم المقارنة، والتي، عند عدم تركيزها، لها نفس أقطار المذنب البؤري. يقوم المراقب أولاً بدراسة صورة المذنب بعناية، و"يسجل" سطوعه في الذاكرة. ثم يقوم بإلغاء تركيز نجوم المقارنة وتقييم سطوع المذنب المسجل في الذاكرة. مطلوب هنا مهارة معينة لتعلم كيفية تقييم تألق المذنب المسجل في الذاكرة.
طريقة موريس.
تجمع الطريقة بين ميزات طريقتي بوبروفنيكوف وسيدجويك. يمكن استخدامه للمذنبات بأي درجة من التكثيف! يتلخص المبدأ في التسلسل التالي من التقنيات: يتم الحصول على صورة خارج نطاق البؤرة للمذنب ذات سطوع سطحي موحد تقريبًا؛ تذكر حجم وسطوع الصورة البعيدة عن البؤرة للمذنب؛ ويقومون بإلغاء تركيز صور نجوم المقارنة بحيث تكون أحجامها مساوية لأحجام الصورة المحفوظة للمذنب؛ تقدير سطوع المذنب من خلال مقارنة السطوع السطحي للصور غير البؤرية للمذنب ومقارنة النجوم.
عند تقدير سطوع المذنبات، في حالة وجود المذنب ونجوم المقارنة على ارتفاعات مختلفة فوق الأفق، لا بد من إدخال تصحيح لامتصاص الغلاف الجوي! وهذا مهم بشكل خاص عندما يكون المذنب أقل من 45 درجة فوق الأفق. يجب أن تؤخذ التعديلات من الجدول ويجب أن تشير النتائج إلى ما إذا تم إدخال التعديل أم لا. عند استخدام التعديل، عليك أن تكون حريصًا على عدم ارتكاب خطأ بشأن ما إذا كان ينبغي إضافته أو طرحه. لنفترض أن المذنب يقع أسفل نجوم المقارنة، وفي هذه الحالة يتم طرح التصحيح من سطوع المذنب؛ أما إذا كان المذنب أعلى من نجوم المقارنة فيتم إضافة التصحيح.
تُستخدم معايير نجمية خاصة لتقدير سطوع المذنبات. لا يمكن استخدام جميع الأطالس والكتالوجات لهذا الغرض. من بين أكثر كتالوجات Ticho2 و Drepper التي يمكن الوصول إليها على نطاق واسع في الوقت الحاضر تسليط الضوء عليها. على سبيل المثال، لا يوصى باستخدام أدلة مثل AAVSO أو SAO. يمكنك رؤية المزيد من التفاصيل حول هذا.
إذا لم تكن لديك كتالوجات موصى بها، فيمكنك تنزيلها من الإنترنت. أداة ممتازة لهذا هو برنامج Cartes du Ciel.
قطر غيبوبة المذنب
ينبغي تقدير قطر ذؤابة المذنب باستخدام أقل قدر ممكن من التكبير! ويلاحظ أنه كلما انخفض التكبير، زاد قطر الذؤابة، حيث يزداد تباين الغلاف الجوي للمذنب بالنسبة لخلفية السماء. يؤثر ضعف شفافية الغلاف الجوي وخلفية السماء الفاتحة (خاصة تحت القمر وإضاءة المناطق الحضرية) بشكل كبير على تقدير قطر المذنب، لذلك في مثل هذه الظروف من الضروري توخي الحذر الشديد عند القياس.
هناك عدة طرق لتحديد قطر ذؤابة المذنب:
- باستخدام ميكرومتر، وهو أمر سهل أن تصنعه بنفسك. تحت المجهر، قم بتمديد خيوط رفيعة في الحجاب الحاجز للعدسة العينية على فترات معينة، أو من الأفضل استخدام الخيوط الصناعية. هذه هي الطريقة الأكثر دقة.
- طريقة "الانجراف". يعتمد ذلك على حقيقة أنه باستخدام التلسكوب الثابت، فإن المذنب، بسبب الدوران اليومي للكرة السماوية، سيعبر ببطء مجال رؤية العدسة، ويمر قوسًا يبلغ 15 بوصة بالقرب من خط الاستواء في ثانية واحدة. العدسة التي تحتوي على صليب من الخيوط الممتدة فيها، يجب عليك تدويرها بحيث يتحرك المذنب على طول خيط واحد، وبالتالي عموديًا على الخيط الآخر للصليب. بعد تحديد الفترة الزمنية بالثواني التي يمر خلالها المذنب باستخدام ساعة توقيت ستتقاطع الغيبوبة مع الخيط المتعامد، فمن السهل العثور على قطر الغيبوبة في دقائق قوسية باستخدام الصيغة
د=0.25 * ر * كوس (ب)
حيث (ب) هو انحراف المذنب، وt هي الفترة الزمنية. لا يمكن استخدام هذه الطريقة مع المذنبات الموجودة في المنطقة القريبة من القطبية عند درجة (b) > +70 درجة!
- طريقة المقارنة. ويعتمد مبدأها على قياس غيبوبة المذنب باستخدام المسافة الزاوية المعروفة بين النجوم الواقعة بالقرب من المذنب. تنطبق هذه الطريقة في حالة توفر أطلس واسع النطاق، على سبيل المثال، Cartes du Ciel.
وتتراوح قيمها من 0 إلى 9.
0 - جسم منتشر تمامًا، وسطوع موحد؛ 9 هو عمليا كائن على شكل نجمة. ويمكن تمثيل ذلك بشكل أوضح من الشكل
تحديد معلمات ذيل المذنب
عند تحديد طول الذيل، تتأثر دقة التقدير بشكل كبير بنفس العوامل التي تتأثر عند تقدير غيبوبة المذنب. الإضاءة الحضرية لها تأثير قوي بشكل خاص، مما يقلل من القيمة عدة مرات، لذلك في المدينة لن تحصل بالتأكيد على نتيجة دقيقة.
لتقدير طول ذيل المذنب، من الأفضل استخدام طريقة المقارنة بناءً على المسافة الزاوية المعروفة بين النجوم، حيث أنه مع طول الذيل بعدة درجات، يمكن استخدام الأطالس صغيرة الحجم المتاحة للجميع. بالنسبة للذيول الصغيرة، هناك حاجة إلى أطلس أو ميكرومتر واسع النطاق، نظرًا لأن طريقة "الانجراف" تكون مناسبة فقط إذا كان محور الذيل يتزامن مع خط الانحراف، وإلا فسيتعين إجراء حسابات إضافية. إذا كان طول الذيل أكثر من 10 درجات، فيجب تقييمه باستخدام صيغة، لأنه بسبب التشوهات الخرائطية، يمكن أن يصل الخطأ إلى 1-2 درجة.
د = أركوس *،
حيث (أ) و (ب) هما الصعود الصحيح وانحراف المذنب؛ (أ") و (ب") - الصعود الأيمن وانحراف نهاية ذيل المذنب (أ - معبرًا عنه بالدرجات).
المذنبات لها عدة أنواع من ذيول. هناك 4 أنواع رئيسية:
النوع الأول - ذيل غازي مستقيم، يتزامن تقريبًا مع نصف قطر المذنب؛
النوع الثاني - ذيل الغاز والغبار ينحرف قليلاً عن نصف قطر المذنب ؛
النوع الثالث - ذيل غباري ينتشر على طول مدار المذنب؛
النوع الرابع - ذيل غير طبيعي موجه نحو الشمس. يتكون من حبيبات غبار كبيرة الحجم لا تستطيع الرياح الشمسية دفعها خارج غيبوبة المذنب. وهي ظاهرة نادرة جدًا، وقد أتيحت لي الفرصة لمراقبتها فقط على مذنب واحد C/1999H1 (Lee) في أغسطس 1999.
تجدر الإشارة إلى أن المذنب يمكن أن يكون له ذيل واحد (في أغلب الأحيان من النوع الأول) أو عدة ذيل.
ومع ذلك، بالنسبة للذيول التي يزيد طولها عن 10 درجات، بسبب التشوهات الخرائطية، يجب حساب زاوية الموضع باستخدام الصيغة:
حيث (أ) و(ب) هما إحداثيات نواة المذنب؛ (أ") و(ب") هما إحداثيات نهاية ذيل المذنب. إذا كانت النتيجة قيمة موجبة فهي تطابق القيمة المطلوبة، وإذا كانت سالبة فيجب إضافة 360 إليها للحصول على القيمة المطلوبة.
بالإضافة إلى أنك حصلت في النهاية على المعلمات الضوئية للمذنب، فمن أجل نشرها، تحتاج إلى الإشارة إلى تاريخ ولحظة المراقبة بالتوقيت العالمي؛ خصائص الأداة وتكبيرها؛ طريقة لتقدير ومصدر مقارنة النجوم التي تم استخدامها لتحديد سطوع المذنب. وبعد ذلك يمكنك الاتصال بي لإرسال هذه البيانات.
يمكن لعشاق علم الفلك أن يلعبوا دورًا كبيرًا في دراسة المذنب هيل بوب من خلال مراقبته بالمنظار ومناظير المراقبة والتلسكوبات وحتى بالعين المجردة. وللقيام بذلك، يجب عليهم تقدير حجمه البصري المتكامل بشكل منتظم وبشكل منفصل حجم قلبه الضوئي (التكثيف المركزي). بالإضافة إلى ذلك، فإن تقديرات قطر الذؤابة وطول الذيل وزاويته الموضعية مهمة، بالإضافة إلى الأوصاف التفصيلية للتغيرات الهيكلية في رأس وذيل المذنب، وتحديد سرعة حركة تكاثف السحب و هياكل أخرى في الذيل.
كيفية تقييم سطوع المذنب؟ الطرق الأكثر شيوعًا لتحديد السطوع بين مراقبي المذنبات هي:
طريقة باخاريف-بوبروفنيكوف-فسيخسفياتسكي (BBV).. تتم إزالة صور المذنب ونجم المقارنة من بؤرة التلسكوب أو المنظار حتى يكون لصورها خارج البؤرة نفس القطر تقريبًا (لا يمكن تحقيق المساواة الكاملة لأقطار هذه الأجسام نظرًا لحقيقة أن قطر فصورة المذنب تكون دائما أكبر من قطر النجم). من الضروري أيضًا أن نأخذ في الاعتبار حقيقة أن الصورة خارج البؤرة للنجم لها نفس السطوع تقريبًا في جميع أنحاء القرص بأكمله، في حين أن المذنب له مظهر بقعة ذات سطوع غير متساوٍ. يقوم الراصد بحساب متوسط سطوع المذنب على كامل صورته خارج البؤرة ويقارن هذا السطوع المتوسط مع سطوع الصور خارج البؤرة لنجوم المقارنة.
ومن خلال اختيار عدة أزواج من نجوم المقارنة، من الممكن تحديد متوسط الحجم البصري للمذنب بدقة تبلغ 0.1 متر.
طريقة سيدجويك. وتعتمد هذه الطريقة على مقارنة الصورة البؤرية للمذنب مع الصور الخارجة عن البؤرة لنجوم المقارنة، والتي عند عدم تركيزها يكون لها نفس أقطار قطر رأس الصورة البؤرية للمذنب. يدرس الراصد بعناية صورة المذنب في بؤرة التركيز ويتذكر متوسط سطوعه. ثم تقوم بتحريك العدسة خارج التركيز حتى يصبح حجم أقراص الصور النجمية خارج البؤرة مشابهًا لقطر رأس الصورة البؤرية للمذنب. تتم مقارنة سطوع هذه الصور البعيدة عن التركيز للنجوم مع متوسط سطوع رأس المذنب "المسجل" في ذاكرة الراصد. ومن خلال تكرار هذا الإجراء عدة مرات، يتم الحصول على مجموعة من الأحجام النجمية للمذنب بدقة تبلغ 0.1 متر. تتطلب هذه الطريقة تطوير مهارات معينة تسمح للمرء بتخزين سطوع الأجسام التي تتم مقارنتها في الذاكرة - الصورة البؤرية لرأس المذنب والصور غير البؤرية لأقراص النجوم.
طريقة موريسعبارة عن مزيج من طريقتي BBB وSidgwick، مما يزيل عيوبهما جزئيًا: الفرق في أقطار الصور خارج البؤرة للمذنب ومقارنة النجوم في طريقة BBB والاختلافات في السطوع السطحي لذؤابة المذنب عندما تتم مقارنة الصورة البؤرية للمذنب بالصور خارج البؤرة للنجوم باستخدام طريقة سيدجويك. يتم تقدير سطوع رأس المذنب بطريقة موريس على النحو التالي: أولا، يتلقى الراصد صورة خارج البؤرة لرأس المذنب ذات سطوع سطحي موحد تقريبا، ويتذكر حجم هذه الصورة وسطوع سطحها. ثم يقوم بإلغاء تركيز صور نجوم المقارنة بحيث تكون أحجامها مساوية لحجم الصورة المحفوظة للمذنب، ويقدر سطوع المذنب من خلال مقارنة السطوع السطحي للصور غير البؤرية لنجوم المقارنة و رأس المذنب. ومن خلال تكرار هذه التقنية عدة مرات، تم العثور على متوسط قيمة سطوع المذنب. تعطي الطريقة دقة تصل إلى 0.1 متر، مقارنة بدقة الطرق المذكورة أعلاه.
يمكن أن يُنصح الهواة المبتدئين باستخدام طريقة BBW، لأنها الأسهل. غالبًا ما يستخدم المراقبون الأكثر تدريبًا أساليب سيدجويك وموريس. كأداة لتقييم السطوع، يجب عليك اختيار تلسكوب بأصغر قطر عدسة ممكن، والأفضل من ذلك كله، منظار. إذا كان المذنب شديد السطوع بحيث يمكن رؤيته بالعين المجردة (كما ينبغي أن يكون مع المذنب هيل-بوب)، فيمكن للأشخاص الذين يعانون من طول النظر أو قصر النظر تجربة طريقة مبتكرة للغاية "لإلغاء تركيز" الصور - وذلك ببساطة عن طريق إزالة نظاراتهم. .
تتطلب جميع الطرق التي درسناها معرفة الأحجام الدقيقة لنجوم المقارنة. يمكن أخذها من أطالس وكتالوجات النجوم المختلفة، على سبيل المثال، من كتالوج النجوم المضمن في مجموعة "Atlas of the Starry Sky" (D. N. Ponomarev، K. I. Churyumov، VAGO). من الضروري أن نأخذ في الاعتبار أنه إذا تم تقديم الأحجام الموجودة في الكتالوج في نظام UBV، فسيتم تحديد الحجم المرئي لنجم المقارنة بواسطة الصيغة التالية:
م = الخامس + 0.16 (ب-V)
وينبغي إيلاء اهتمام خاص لاختيار نجوم المقارنة: فمن المرغوب فيه أن تكون قريبة من المذنب وعلى نفس الارتفاع تقريبًا فوق الأفق الذي يقع فيه المذنب المرصود. وفي هذه الحالة عليك تجنب نجوم المقارنة الحمراء والبرتقالية، مع إعطاء الأفضلية للنجوم البيضاء والزرقاء. تقديرات سطوع المذنب بناءً على مقارنة سطوعه مع سطوع الأجسام الممتدة (السدم أو العناقيد أو المجرات) ليس لها قيمة علمية: لا يمكن مقارنة سطوع المذنب إلا بالنجوم.
يمكن إجراء مقارنة بين سطوع المذنب ومقارنة النجوم باستخدام طريقة نيلاند-بلازكو، والذي يستخدم نجمين للمقارنة: أحدهما أكثر سطوعًا والآخر أكثر خفوتًا من المذنب. جوهر الطريقة كما يلي: دع النجم أله حجم م ، نجم ب- حجم م ب، المذنب ل- حجم م ك، و م أ
ب
3 درجات أو أكثر سطوعا من النجم أبمقدار 2 درجة. هذه الحقيقة مكتوبة بالصيغة a3k2b، وبالتالي فإن تألق المذنب هو:م ك =م أ +3ص=م أ +0.6Δم
أو
م ك = م ب -2ص=م ب -0.4Δm
ويجب إجراء التقييمات البصرية لسطوع المذنب خلال فترات الرؤية الليلية بشكل دوري كل 30 دقيقة، أو حتى أكثر من ذلك، نظرا لحقيقة أن سطوعه يمكن أن يتغير بسرعة كبيرة بسبب دوران نواة المذنب بشكل غير منتظم أو وميض مفاجئ. من السطوع. عندما يتم اكتشاف انفجار كبير من السطوع من مذنب، فمن المهم متابعة المراحل المختلفة لتطوره، مع تسجيل التغييرات في بنية الرأس والذيل.
بالإضافة إلى تقديرات الحجم البصري لرأس المذنب، فإن تقديرات قطر الذؤابة ودرجة انتشارها مهمة أيضًا.
قطر الغيبوبة (د)يمكن تقييمها باستخدام الطرق التالية:
طريقة الانجرافيعتمد على حقيقة أنه باستخدام تلسكوب ثابت، سيتحرك المذنب، بسبب الدوران اليومي للكرة السماوية، بشكل ملحوظ في مجال رؤية العدسة، ويمرر 15 ثانية قوسية في ثانية واحدة من الزمن (بالقرب من خط الاستواء ). عند أخذ عدسة ذات تقاطع من الخيوط، يجب عليك قلبها بحيث يتم خلط المذنب على طول خيط واحد وعمودي على الآخر. بعد تحديد الفاصل الزمني باستخدام ساعة الإيقاف بالثواني التي سيعبر خلالها رأس المذنب الفتيل المتعامد، فمن السهل العثور على قطر الذؤابة (أو الرأس) بالدقائق القوسية باستخدام الصيغة التالية:
D = 0.25Δtcosδ
حيث δ هو انحراف المذنب. لا يمكن استخدام هذه الطريقة للمذنبات الموجودة في المنطقة القطبية عند δ<-70° и δ>+70°، وكذلك بالنسبة للمذنبات التي يكون قطرها >5".
طريقة المسافة الزاويّة بين النجوم. وباستخدام الأطالس والخرائط النجمية واسعة النطاق، يحدد الراصد المسافات الزاوية بين النجوم القريبة المرئية في محيط المذنب ومقارنتها بالقطر الظاهري للذؤابة. تستخدم هذه الطريقة للمذنبات الكبيرة التي يزيد قطر ذؤوبتها عن 5 بوصات.
لاحظ أن الحجم الظاهري للذؤابة أو الرأس شديد التأثر بتأثير الفتحة، أي أنه يعتمد بقوة على قطر عدسة التلسكوب. قد تختلف تقديرات قطر الغيبوبة التي تم الحصول عليها باستخدام تلسكوبات مختلفة عن بعضها البعض عدة مرات. ولذلك، يوصى باستخدام أدوات صغيرة وتكبير منخفض لإجراء مثل هذه القياسات.
وبالتوازي مع تحديد قطر الغيبوبة يستطيع الراصد تقييمها درجة الانتشار (DC)مما يعطي فكرة عن مظهر المذنب. تتراوح درجة الانتشار من 0 إلى 9. إذا كان DC = 0، فإن المذنب يظهر كقرص مضيء مع تغير طفيف أو معدوم في سطوع السطح من مركز الرأس إلى المحيط. وهو مذنب منتشر تماما، ولا يوجد فيه ما يشير إلى وجود تكاثف أكثر كثافة للإضاءة في مركزه. إذا كان DC = 9، فإن المذنب لا يختلف في مظهره عن النجم، أي أنه يبدو كجسم على شكل نجمة. تشير قيم DC المتوسطة بين 0 و 9 إلى درجات متفاوتة من الانتشار.
عند مراقبة ذيل المذنب، يجب قياس طوله الزاوي وزاوية موضعه بشكل دوري، وتحديد نوعه، وتسجيل التغييرات المختلفة في شكله وبنيته.
لايجاد طول الذيل (ج)يمكنك استخدام نفس الطرق المستخدمة في تحديد قطر الغيبوبة. ومع ذلك، عندما يتجاوز طول الذيل 10 درجات، يجب استخدام الصيغة التالية:
cosC=sinδsinδ 1 + cosδcosδ 1 cos(α-α 1)
حيث C هو طول الذيل بالدرجات، α و δ هما الصعود الصحيح وانحراف المذنب، α 1 و δ 1 هما الصعود والانحراف الصحيحان لنهاية الذيل، والذي يمكن تحديده من الإحداثيات الاستوائية من النجوم الموجودة بالقرب منه.
زاوية موضع الذيل (PA)يتم حسابه من اتجاه القطب السماوي الشمالي عكس اتجاه عقارب الساعة: 0 درجة - الذيل موجه تمامًا نحو الشمال، 90 درجة - الذيل موجه نحو الشرق، 180 درجة - جنوبًا، 270 درجة - غربًا. ويمكن قياسه عن طريق اختيار النجم الذي يُسقط عليه محور الذيل، باستخدام الصيغة:
حيث α 1 و δ 1 هما الإحداثيات الاستوائية للنجم، و α و δ هما إحداثيات نواة المذنب. يتم تحديد ربع RA بالعلامة خطيئة(α 1 - α).
تعريف نوع ذيل المذنب- مهمة معقدة نوعًا ما تتطلب حسابًا دقيقًا لقيمة القوة التنافرية المؤثرة على مادة الذيل. هذا ينطبق بشكل خاص على ذيول الغبار. لذلك، بالنسبة لعشاق علم الفلك، يتم عادةً اقتراح تقنية يمكن استخدامها لتحديد نوع ذيل المذنب اللامع المرصود بشكل أولي:
النوع I- ذيول مستقيمة موجهة على طول ناقل نصف القطر الممتد أو بالقرب منه. هذه هي ذيول غازية أو بلازما بحتة ذات لون أزرق، وغالبًا ما يتم ملاحظة هيكل لولبي أو حلزوني في مثل هذه الذيول، وتتكون من تيارات أو أشعة فردية. في النوع الأول من الذيول، غالبًا ما تُلاحظ تكوينات السحاب وهي تتحرك بسرعات عالية على طول الذيول من الشمس.
النوع الثاني- ذيل عريض منحني ينحرف بقوة عن ناقل نصف القطر الممتد. هذه هي ذيول الغاز والغبار الصفراء.
النوع الثالث- ذيل ضيق وقصير منحني، موجه بشكل عمودي تقريبًا على ناقل نصف القطر الممتد ("الزاحف" على طول المدار) وهي ذيول غبار صفراء.
النوع الرابع- ذيول شاذة موجهة نحو الشمس. ليست واسعة، وتتكون من جزيئات غبار كبيرة لا يصدها الضغط الخفيف تقريبًا. لونها مصفر أيضًا.
النوع الخامس- ذيول منفصلة موجهة على طول ناقل نصف القطر أو بالقرب منه. لونها أزرق لأنها عبارة عن تكوينات بلازما بحتة.
علم الفلك هو عالم كامل مليء بالصور الجميلة. يساعد هذا العلم المذهل في العثور على إجابات لأهم الأسئلة المتعلقة بوجودنا: التعرف على بنية الكون وماضيه، والنظام الشمسي، وكيفية دوران الأرض، وغير ذلك الكثير. هناك علاقة خاصة بين علم الفلك والرياضيات، لأن التنبؤات الفلكية هي نتيجة لحسابات صارمة. في الواقع، أصبح من الممكن حل العديد من المشكلات في علم الفلك بفضل تطور فروع جديدة من الرياضيات.
ومن هذا الكتاب سيتعرف القارئ على كيفية قياس موضع الأجرام السماوية والمسافة بينها، وكذلك على الظواهر الفلكية التي تحتل خلالها الأجسام الفضائية موقعًا خاصًا في الفضاء.
فإذا كان البئر، مثل كل الآبار العادية، موجها نحو مركز الأرض، فإن خط الطول والعرض له لم يتغير. ظلت الزوايا التي تحدد موقع أليس في الفضاء دون تغيير، ولم تتغير سوى بعدها عن مركز الأرض. لذا لم يكن على أليس أن تقلق.
الخيار الأول: الارتفاع والسمت
الطريقة الأكثر مفهومة لتحديد الإحداثيات على الكرة السماوية هي الإشارة إلى الزاوية التي تحدد ارتفاع النجم فوق الأفق، والزاوية بين الخط المستقيم بين الشمال والجنوب وإسقاط النجم على خط الأفق - السمت ( انظر الشكل التالي).
كيفية قياس الزوايا يدويا
يتم استخدام جهاز يسمى المزواة لقياس ارتفاع وسمت النجم.
ومع ذلك، هناك طريقة بسيطة جدًا، وإن لم تكن دقيقة جدًا، لقياس الزوايا يدويًا. إذا قمنا بمد يدنا أمامنا، فإن راحة اليد تشير إلى فاصل زمني قدره 20 درجة، والقبضة - 10 درجات، والإبهام - 2 درجة، والإصبع الصغير -1 درجة. يمكن استخدام هذه الطريقة من قبل البالغين والأطفال على حد سواء، حيث أن حجم كف الشخص يزداد بما يتناسب مع طول ذراعه.
الخيار الثاني، أكثر ملاءمة: الانحراف وزاوية الساعة
تحديد موقع النجم باستخدام السمت والارتفاع ليس بالأمر الصعب، لكن هذه الطريقة لها عيب خطير: الإحداثيات مرتبطة بالنقطة التي يقع عندها الراصد، وبالتالي فإن نفس النجم، عند مراقبته من باريس ولشبونة، سيكون له عيب كبير. إحداثيات مختلفة، لأن خطوط الأفق في هذه المدن ستكون مختلفة. وبالتالي، لن يتمكن علماء الفلك من استخدام هذه البيانات لتبادل المعلومات حول ملاحظاتهم. ولذلك، هناك طريقة أخرى لتحديد موقع النجوم. ويستخدم إحداثيات تذكرنا بخط الطول والعرض لسطح الأرض، والتي يمكن لعلماء الفلك استخدامها في أي مكان في العالم. تأخذ هذه الطريقة البديهية في الاعتبار موضع محور دوران الأرض وتفترض أن الكرة السماوية تدور حولنا (ولهذا السبب، كان محور دوران الأرض يسمى محور موندي في العصور القديمة). في الواقع، بالطبع، العكس هو الصحيح: على الرغم من أنه يبدو لنا أن السماء تدور، إلا أن الأرض هي التي تدور من الغرب إلى الشرق.
دعونا نفكر في مستوى يقطع الكرة السماوية بشكل عمودي على محور الدوران ويمر عبر مركز الأرض والكرة السماوية. وهذا المستوى سيتقاطع مع سطح الأرض على طول دائرة عظيمة - هي خط استواء الأرض، وكذلك الكرة السماوية - على طول دائرتها الكبرى، والتي تسمى خط الاستواء السماوي. القياس الثاني مع المتوازيات وخطوط الطول الأرضية هو خط الطول السماوي، الذي يمر عبر قطبين ويقع في مستوى متعامد مع خط الاستواء. وبما أن جميع خطوط الطول السماوية، مثل خطوط الطول الأرضية، متساوية، فيمكن اختيار خط الطول الرئيسي بشكل تعسفي. دعونا نختار خط الطول السماوي الذي يمر عبر النقطة التي تقع فيها الشمس في يوم الاعتدال الربيعي كخط الطول الصفري. يتم تحديد موقع أي نجم أو جرم سماوي من خلال زاويتين: الميل والصعود الأيمن، كما هو موضح في الشكل التالي. الانحراف هو الزاوية بين خط الاستواء والنجم، ويتم قياسها على طول خط الطول لمكان ما (من 0 إلى 90 درجة أو من 0 إلى -90 درجة). الصعود الأيمن هو الزاوية بين الاعتدال الربيعي وخط الطول للنجم، ويتم قياسه على طول خط الاستواء السماوي. في بعض الأحيان، بدلاً من الصعود الأيمن، يتم استخدام زاوية الساعة، أو الزاوية التي تحدد موضع الجسم السماوي بالنسبة إلى خط الطول السماوي للنقطة التي يقع عندها الراصد.
إن ميزة نظام الإحداثيات الاستوائية الثاني (الانحراف والصعود الأيمن) واضحة: هذه الإحداثيات لن تتغير بغض النظر عن موقع الراصد. وبالإضافة إلى ذلك، فإنها تأخذ في الاعتبار دوران الأرض، مما يجعل من الممكن تصحيح التشوهات التي تحدثها. وكما قلنا من قبل، فإن الدوران الظاهري للكرة السماوية يحدث بسبب دوران الأرض. يحدث تأثير مماثل عندما نجلس في قطار ونرى قطارًا آخر يتحرك بجانبنا: إذا لم تنظر إلى المنصة، فلن تتمكن من تحديد القطار الذي بدأ التحرك بالفعل. نحن بحاجة إلى نقطة انطلاق. ولكن إذا نظرنا إلى الأرض والكرة السماوية بدلاً من قطارين، فلن يكون من السهل العثور على نقطة مرجعية إضافية.
في عام 1851 فرنسي جان برنارد ليون فوكو (1819–1868) أجرى تجربة توضح حركة كوكبنا بالنسبة للكرة السماوية.
قام بتعليق حمولة تزن 28 كيلوجرامًا على سلك طوله 67 مترًا تحت قبة البانثيون الباريسي. استمرت تذبذبات بندول فوكو 6 ساعات، وكانت فترة التذبذب 16.5 ثانية، وكان انحراف البندول 11 درجة في الساعة. وبعبارة أخرى، مع مرور الوقت، تحول مستوى تذبذب البندول بالنسبة للمبنى. من المعروف أن البندولات تتحرك دائمًا في نفس المستوى (للتحقق من ذلك، ما عليك سوى تعليق مجموعة من المفاتيح على الحبل ومشاهدة اهتزازاتها). وبالتالي، فإن الانحراف الملحوظ يمكن أن يكون سببه سبب واحد فقط: المبنى نفسه، وبالتالي الأرض بأكملها، تدور حول مستوى تذبذب البندول. أصبحت هذه التجربة أول دليل موضوعي على دوران الأرض، وتم تركيب بندول فوكو في العديد من المدن.
الأرض التي تبدو وكأنها ساكنة، لا تدور حول محورها فقط، حيث تقوم بدورة كاملة خلال 24 ساعة (أي ما يعادل سرعة حوالي 1600 كم/ساعة، أي 0.5 كم/ثانية إذا كنا عند خط الاستواء) ، ولكن أيضًا حول الشمس، حيث يقوم بدورة كاملة في 365.2522 يومًا (بمتوسط سرعة حوالي 30 كم/ثانية، أي 108000 كم/ساعة). علاوة على ذلك، تدور الشمس بالنسبة إلى مركز مجرتنا، وتكمل دورة كاملة كل 200 مليون سنة وتتحرك بسرعة 250 كم/ث (900000 كم/ساعة). ولكن هذا ليس كل شيء: مجرتنا تبتعد عن البقية. وبالتالي، فإن حركة الأرض تشبه إلى حد كبير دوامة مذهلة في متنزه: نحن ندور حول أنفسنا، ونتحرك عبر الفضاء ونصف اللولب بسرعة مذهلة. وفي نفس الوقت يبدو لنا أننا واقفين!
وعلى الرغم من استخدام إحداثيات أخرى في علم الفلك، إلا أن الأنظمة التي وصفناها هي الأكثر شيوعًا. يبقى أن نجيب على السؤال الأخير: كيفية تحويل الإحداثيات من نظام إلى آخر؟ سيجد القارئ المهتم وصفًا لجميع التحولات اللازمة في التطبيق.
نموذج لتجربة فوكو
ونحن ندعو القارئ لإجراء تجربة بسيطة. لنأخذ صندوقًا مستديرًا ونلصق عليه ورقة من الورق المقوى السميك أو الخشب الرقائقي، وسنعلق عليه إطارًا صغيرًا على شكل هدف كرة قدم، كما هو موضح في الشكل. لنضع في زاوية الورقة دمية ستلعب دور المراقب. نربط خيطًا بالشريط الأفقي للإطار الذي نعلق عليه الثقالة.
دعنا ننقل البندول الناتج إلى الجانب ونحرره. سوف يتأرجح البندول بالتوازي مع أحد جدران الغرفة التي نتواجد فيها. إذا بدأنا في تدوير لوح الخشب الرقائقي بسلاسة مع الصندوق الدائري، فسنرى أن الإطار والدمية سيبدأان في التحرك بالنسبة لجدار الغرفة، لكن مستوى تذبذب البندول سيظل موازيًا لجدار الغرفة. الحائط.
إذا تخيلنا أنفسنا كدمية، فسنرى أن البندول يتحرك بالنسبة للأرضية، لكن في نفس الوقت لن نتمكن من الشعور بحركة الصندوق والإطار الذي تم تثبيته عليه. وبالمثل، عندما نلاحظ البندول في المتحف، يبدو لنا أن مستوى اهتزازاته يتحرك، ولكن في الواقع نحن أنفسنا نتحرك مع مبنى المتحف والأرض بأكملها.
| <<< Назад
|
إلى الأمام >>> |
العمل المختبري رقم 15
تحديد طول ذيول المذنب
الهدف من العمل- استخدم مثال حساب طول ذيول المذنبات للتعرف على طريقة التثليث.
الأجهزة والملحقات
خريطة نجمية متحركة، صور لمذنب، وقرص الشمس، مسطرة.
نظرية مختصرة
ومن المعروف أن القياسات بشكل عام، كمقارنة القيمة المقاسة ببعض المعايير، تنقسم إلى مباشرة وغير مباشرة. علاوة على ذلك، إذا كان من الممكن قياس كمية الاهتمام باستخدام كلا الطريقتين، فإن القياسات المباشرة تكون، كقاعدة عامة، هي الأفضل. ومع ذلك، عند قياس المسافات الكبيرة على وجه التحديد، قد يكون استخدام الطرق المباشرة صعبًا، بل ومستحيلًا في بعض الأحيان. يصبح الاعتبار أعلاه واضحا إذا تذكرنا أنه يمكننا أن نتحدث ليس فقط عن قياس الأطوال الكبيرة على سطح الأرض، ولكن أيضا عن تقدير المسافات إلى الأجسام الفضائية.
هناك عدد كبير من الطرق غير المباشرة لتقييم المسافات الكبيرة (تحديد الموقع بالراديو والصور، والتثليث، وما إلى ذلك). يناقش هذا البحث طريقة فلكية يمكن استخدامها لتحديد أبعاد ذيول المذنب دوناتي الثلاثة من خلال الصور الفوتوغرافية.
لتحديد طول ذيول المذنبات، يتم استخدام طريقة التثليث المعروفة بالفعل، مع مراعاة معرفة المنظر الأفقي للجرم السماوي المرصود.
المنظر الأفقي هو الزاوية (الشكل 1) التي يمكن عندها رؤية متوسط نصف قطر الأرض من جرم سماوي.
وإذا عرفت هذه الزاوية ونصف قطر الأرض (R الشكل 1)، فيمكننا تقدير المسافة إلى الجرم السماوي L o . يتم تقدير اختلاف المنظر الأفقي باستخدام أجهزة دقيقة على مدار ربع يوم من دوران الأرض حول محورها، مع الأخذ في الاعتبار إمكانية قذف الأجرام السماوية على الكرة السماوية.
وبناء على ذلك، من الممكن تحديد الأبعاد الزاوية لذيول ورأس المذنب بأنفسهم. ولهذا يتم استخدام خريطة نجمية مع مراعاة إحداثيات نجوم الكوكبات المعروفة (الانحراف والصعود الأيمن).
إذا تم تحديد المسافات إلى جرم سماوي من المنظر المعروف، فيمكن حساب أحجام الذيول عن طريق حل المشكلة العكسية لإزاحة المنظر.
بعد تحديد الزاوية α، يمكننا تحديد أبعاد الجسم AB:
(الزاوية α معبراً عنها بالراديان)
وبأخذ ذلك في الاعتبار، نحتاج إلى تقديم المقياس الذي يعطينا صورة لجرم سماوي. للقيام بذلك، تحتاج إلى تحديد نجمين (على الأقل) من صورة كوكبة معروفة. ومن المرغوب فيه أن تكون موجودة على خط الطول السماوي الأول. ومن ثم يمكن تقدير المسافة الزاوية بينهما من الفرق في ميلهما.
(αˊ هي المسافة الزاوية بين نجمين)
نجد انحراف النجوم باستخدام مخطط النجوم المتحركة أو من الأطلس. بعد ذلك، بقياس أبعاد قسم من السماء المرصعة بالنجوم باستخدام المسطرة أو الفرجار (مجهر القياس)، نحدد المعامل الخطي للصور الفوتوغرافية، والذي سيكون مساوياً لـ:
α 1 هو المعامل الخطي الزاوي لصورة معينة، ويتم تحديد [mm] من الصورة.
ثم نقيس الأبعاد الخطية للجرم السماوي ونحدد الأبعاد الزاوية من خلال γ :
(أ" هي الأبعاد الخطية لجزء منفصل من الجرم السماوي).
ونتيجة لذلك، يمكنك تقدير الأبعاد الحقيقية للكائن: .
1. من الصورة حدد الأبعاد الخطية للذيول الثلاثة للمذنب دوناتي. المنظر الأفقي ع = 23".
3. قم بتقدير الخطأ الذي يتم من خلاله تحديد أحجام الذيل.
كتاب علم الفلك للصف الحادي عشر للدرس رقم 16 (كتاب التمارين) - الأجسام الصغيرة في المجموعة الشمسية
1. أكمل الجمل.
الكواكب القزمة هي فئة منفصلة من الأجرام السماوية.
تعتبر الكواكب القزمة أجسامًا تدور حول نجم وليست أقمارًا صناعية.
2. الكواكب القزمة هي (ضع خط تحتها حسب الاقتضاء): بلوتو، سيريس، شارون، فيستا، سيدنا.
3. املأ الجدول: قم بوصف السمات المميزة للأجسام الصغيرة في النظام الشمسي.
| صفات | الكويكبات | المذنبات | النيازك |
| فيدا في السماء | كائن يشبه النجمة | كائن منتشر | "نجم ساقط" |
| مدارات |
|
المذنبات قصيرة الدورة P< 200 лет, долгого периода - P >200 سنة؛ الشكل المداري - القطع الناقص الممدود | متنوع |
| أحجام متوسطة | من عشرات الأمتار إلى مئات الكيلومترات | الأساسية - من 1 كم إلى عشرات الكيلومترات؛ الذيل ~ 100 مليون كم؛ الرأس ~ 100 ألف كم | من ميكرومتر إلى متر |
| مُجَمَّع | صخري | الجليد مع جزيئات الصخور والجزيئات العضوية | الحديد والحجر والحجر الحديدي |
| أصل | اصطدام كوكبي | بقايا المادة البدائية على مشارف النظام الشمسي | شظايا الاصطدام، بقايا تطور المذنب |
| عواقب الاصطدام بالأرض | انفجار، حفرة | انفجار جوي | قمع على الأرض، وأحيانا نيزك |
4. أكمل الجمل.
الخيار 1.
وتسمى بقايا جسم النيزك الذي لم يحترق في الغلاف الجوي للأرض وسقط على سطح الأرض بالنيزك.
يمكن أن يتجاوز حجم ذيل المذنب ملايين الكيلومترات.
وتتكون نواة المذنب من الغبار الكوني والجليد والمركبات المتطايرة المجمدة.
تنفجر الأجسام النيزكية في الغلاف الجوي للأرض بسرعة 7 كم/ث (تحترق في الغلاف الجوي) و20-30 كم/ث (لا تحترق).
المشع عبارة عن منطقة صغيرة من السماء تتباعد منها المسارات المرئية للنيازك الفردية في وابل الشهب.
الكويكبات الكبيرة لها أسماءها الخاصة، على سبيل المثال: Pallas، Juno، Vesta، Astraea، Hebe، Iris، Flora، Metis، Hygeia، Parthenope، إلخ.
الخيار 2.
النيزك اللامع للغاية، والذي يمكن رؤيته على الأرض على شكل كرة نارية تحلق عبر السماء، هو عبارة عن كرة نارية.
تصل رؤوس المذنبات إلى حجم الشمس.
يتكون ذيل المذنب من غازات مفرغة وجزيئات صغيرة.
تتوهج الأجسام النيزكية التي تطير في الغلاف الجوي للأرض وتتبخر وتحترق تمامًا على ارتفاعات تتراوح بين 60 و80 كيلومترًا، ويمكن أن تصطدم الأجسام النيزكية الأكبر حجمًا بالسطح.
تتوزع الشظايا الصلبة للمذنب تدريجيًا في جميع أنحاء مدار المذنب على شكل سحابة ممدودة على طول المدار.
وتقع مدارات معظم الكويكبات في النظام الشمسي بين مداري المشتري والمريخ في حزام الكويكبات.
5. هل هناك فرق جوهري في الطبيعة الفيزيائية للكويكبات الصغيرة والنيازك الكبيرة؟ إعطاء أسباب إجابتك.
ولا يتحول الكويكب إلى نيزك إلا عندما يدخل الغلاف الجوي للأرض.
6. يوضح الشكل رسمًا تخطيطيًا للقاء الأرض مع وابل نيزك. تحليل الصورة والإجابة على الأسئلة.
ما هو أصل وابل النيزك (سرب من جزيئات النيزك)؟
يتشكل الدش النيزكي نتيجة لتفكك نوى المذنبات.
ما الذي يحدد فترة ثورة النيزك حول الشمس؟
من فترة ثورة المذنب السلف، من اضطراب الكواكب، سرعة القذف.
في أي حالة سيتم رصد أكبر عدد من الشهب على الأرض (زخات الشهب أو النجوم)؟
عندما تعبر الأرض الكتلة الرئيسية لجزيئات سرب النيزك.
كيف تتم تسمية زخات النيزك؟ اذكر بعضًا منهم.
حسب الكوكبة التي يقع فيها المشع.
7. ارسم هيكل المذنب. أشر إلى العناصر التالية: القلب، الرأس، الذيل.
8.* ما الطاقة التي سيتم إطلاقها عندما يضرب نيزك كتلته m = 50 كجم وكانت سرعته على سطح الأرض v = 2 km/s؟
9. ما هو المحور شبه الرئيسي لمدار مذنب هالي إذا كانت فترة دورانه T = 76 سنة؟
10. حساب العرض التقريبي لزخة شهب البرشاويات بالكيلومترات، علما أنها تحدث في الفترة من 16 يوليو إلى 22 أغسطس.
