KAKO PROMATRATI KOMETE
Vitalij Nevski
Promatranje kometa vrlo je uzbudljiva aktivnost. Ako se niste okušali u ovome, toplo preporučujem da pokušate. Činjenica je da su kometi po prirodi vrlo nestabilni objekti. Njihov se izgled može mijenjati iz noći u noć i to prilično značajno, posebno za svijetle komete vidljive golim okom. Takvi kometi, u pravilu, razvijaju pristojne repove, što je poticalo pretke na razne predrasude. Takvi kometi ne trebaju reklame, to je uvijek događaj u astronomskom svijetu, ali prilično rijetki, ali slabi teleskopski kometi su gotovo uvijek dostupni za promatranje. Također ću napomenuti da rezultati promatranja kometa imaju znanstvenu vrijednost, a amaterska promatranja se stalno objavljuju u američkom časopisu Internatoinal Comet Quarterly, na web stranici C. Morris i ne samo.
Prvo ću vam reći na što biste trebali obratiti pozornost kada promatrate komet. Jedna od najvažnijih karakteristika je veličina kometa; mora se procijeniti pomoću jedne od dolje opisanih metoda. Zatim - promjer komete komete, stupanj kondenzacije i, ako postoji rep, njegovu duljinu i položajni kut. To je podatak koji je vrijedan za znanost.
Štoviše, komentari o opažanjima trebaju navesti je li opažena fotometrijska jezgra (ne treba je brkati s pravom jezgrom, koja se ne može vidjeti teleskopom) i kako je izgledala: u obliku zvijezde ili diska, svijetla ili slaba. Za svijetle komete mogući su fenomeni kao što su aureole, ljuske, odvajanje repova i formiranje plazme te prisutnost nekoliko repova odjednom. Osim toga, nuklearna dezintegracija već je uočena u više od pedeset kometa! Dopustite mi da malo objasnim te fenomene.
- Haloi su koncentrični lukovi oko fotometrijske jezgre. Bili su jasno vidljivi u blizini poznatog kometa Hale-Bopp. To su oblaci prašine koji se redovito izbacuju iz jezgre, postupno se udaljavaju od nje i nestaju na pozadini atmosfere kometa. Moraju biti skicirani s naznakom kutnih dimenzija i vremena skiciranja.
- Nuklearni raspad. Fenomen je prilično rijedak, ali je već primijećen na više od 50 kometa. Početak raspadanja može se vidjeti samo pri maksimalnom povećanju i treba ga odmah prijaviti. Ali treba paziti da ne pomiješate raspad jezgre s odvajanjem oblaka plazme, što se češće događa. Raspad jezgre obično prati nagli porast sjaja kometa.
- Školjke - pojavljuju se na periferiji atmosfere kometa (vidi sliku), zatim se počinju smanjivati, kao da se urušavaju na jezgru. Pri promatranju ovog fenomena potrebno je izmjeriti visinu vrha (V) u lučnim minutama - udaljenost od jezgre do vrha ljuske i promjer P = P1 + P2 (P1 i P2 ne smiju biti jednaki). Ove procjene potrebno je obaviti nekoliko puta tijekom noći.
Procjena sjaja kometa
Točnost procjene ne smije biti niža od +/-0,2 magnitude. Kako bi se postigla takva točnost, promatrač mora napraviti nekoliko procjena sjaja tijekom rada u trajanju od 5 minuta, po mogućnosti koristeći različite usporedne zvijezde, pronalazeći prosječnu magnitudu kometa. Na taj način se dobivena vrijednost može smatrati sasvim točnom, ali ne i onom dobivenom samo jednom procjenom! U tom slučaju, kada točnost ne prelazi +/-0,3, iza magnitude kometa stavlja se dvotočka (:). Ako promatrač nije uspio pronaći komet, tada on procjenjuje maksimalnu zvjezdanu magnitudu za svoj instrument u određenoj noći u kojoj bi još uvijek mogao promatrati komet. U ovom slučaju, lijeva uglata zagrada ([) stavlja se ispred ocjene.
Literatura nudi nekoliko metoda za procjenu magnitude kometa. Ali metoda Bobrovnikova, Morrisa i Sidgwicka ostaje najprimjenjivija.
Bobrovnikovljeva metoda.
Ova metoda se koristi samo za komete čiji je stupanj kondenzacije u rasponu od 7-9! Njegov princip je pomicanje okulara teleskopa izvan fokusa sve dok izvanžarišne slike kometa i usporednih zvijezda ne budu približno istog promjera. Ne može se postići potpuna jednakost jer je promjer slike kometa uvijek veći od promjera slike zvijezde. Treba uzeti u obzir da izvanžarišna slika zvijezde ima približno jednaku svjetlinu, ali se komet pojavljuje kao točka neujednačenog sjaja. Promatrač mora naučiti izračunati prosjek sjaja kometa na cijeloj njegovoj slici izvan žarišta i usporediti ovaj prosječni sjaj sa zvijezdama za usporedbu. Usporedba svjetline izvan žarišnih slika kometa i usporednih zvijezda može se napraviti pomoću Neyland-Blazhkove metode.
Sidgwickova metoda.
Ova metoda se koristi samo za komete čiji je stupanj kondenzacije u rasponu od 0-3! Njegovo je načelo usporedba žarišne slike kometa s izvanžarišnim slikama usporednih zvijezda koje, kada su defokusirane, imaju isti promjer kao žarišni komet. Promatrač najprije pažljivo proučava sliku kometa, "bilježeći" njegovu svjetlinu u memoriji. Zatim defokusira usporedne zvijezde i procjenjuje sjaj kometa zabilježenog u memoriji. Ovdje je potrebna određena vještina kako bi se naučilo procijeniti sjaj kometa zabilježenog u memoriji.
Morrisova metoda.
Metoda kombinira značajke Bobrovnikovljeve i Sidgwickove metode. može se koristiti za komete s bilo kojim stupnjem kondenzacije! Princip se svodi na sljedeći slijed tehnika: dobiva se slika kometa izvan žarišta koja ima približno jednoliku površinsku svjetlinu; zapamtiti veličinu i površinsku svjetlinu slike kometa izvan žarišta; defokusiraju slike usporednih zvijezda tako da su njihove veličine jednake veličinama zapamćene slike kometa; procijeniti sjaj kometa usporedbom površinskih svjetlina izvanžarišnih slika kometa i usporednih zvijezda.
Pri procjeni sjaja kometa, u slučaju kada su komet i usporedne zvijezde na različitim visinama iznad horizonta, mora se uvesti korekcija za atmosfersku apsorpciju! Ovo je posebno značajno kada je komet ispod 45 stupnjeva iznad horizonta. Amandmane treba uzeti iz tablice, a rezultati moraju pokazati je li amandman uveden ili ne. Kada koristite prilagodbu, morate paziti da ne pogriješite treba li je dodati ili oduzeti. Recimo da se komet nalazi ispod usporednih zvijezda, u ovom slučaju korekcija se oduzima od sjaja kometa; ako je komet viši od usporednih zvijezda, tada se dodaje korekcija.
Za procjenu sjaja kometa koriste se posebni zvjezdani standardi. Ne mogu se svi atlasi i katalozi koristiti u tu svrhu. Od trenutno najpristupačnijih i najraširenijih valja istaknuti kataloge Ticho2 i Drepper. Na primjer, imenici kao što su AAVSO ili SAO se ne preporučuju. Možete vidjeti više detalja o ovome.
Ukoliko nemate preporučene kataloge, možete ih preuzeti s interneta. Odličan alat za to je program Cartes du Ciel.
Promjer komete kome
Promjer kometa treba procijeniti uz što manje povećanje! Primjećuje se da što je manje povećanje, to je veći promjer komete, jer se povećava kontrast atmosfere kometa u odnosu na pozadinu neba. Slaba prozirnost atmosfere i svijetla pozadina neba (osobito pod Mjesecom i urbanim osvjetljenjem) uvelike utječu na procjenu promjera kometa, pa je u takvim uvjetima potrebno biti vrlo oprezan pri mjerenju.
Postoji nekoliko metoda za određivanje promjera kometa:
- Pomoću mikrometra, koji je lako napraviti sami. Pod mikroskopom razvucite tanke niti u dijafragmi okulara u određenim razmacima ili je bolje koristiti industrijski. Ovo je najtočnija metoda.
- Metoda "drift". Temelji se na činjenici da će kod stacionarnog teleskopa komet, zbog dnevne rotacije nebeske sfere, polako prelaziti vidno polje okulara, prolazeći luk od 15" u blizini ekvatora za 1 sekundu. okular s napetim križnim nitima, trebate ga rotirati tako da se komet kreće duž jedne niti, dakle, okomito na drugu nit križa, odredivši štopericom vremensko razdoblje u sekundama tijekom kojeg je komet koma će prijeći okomitu nit, lako je pronaći promjer kome u lučnim minutama pomoću formule.
d=0,25 * t * cos(b)
gdje je (b) deklinacija kometa, t je vremensko razdoblje. Ova se metoda ne može koristiti za komete koji se nalaze u blizu polarnom području na (b) > +70 stupnjeva!
- Metoda usporedbe. Njegov princip se temelji na mjerenju kome kometa pomoću poznate kutne udaljenosti između zvijezda koje se nalaze u blizini kometa. Metoda je primjenjiva ako je dostupan veliki atlas, na primjer, Cartes du Ciel.
Njegove vrijednosti se kreću od 0 do 9.
0 - potpuno difuzni objekt, jednolika svjetlina; 9 je praktički objekt u obliku zvijezde. To se najjasnije može prikazati na slici
Određivanje parametara repa kometa
Pri određivanju duljine repa na točnost procjene uvelike utječu isti čimbenici kao i pri procjeni kome kometa. Osobito snažno djeluje urbano osvjetljenje, koje nekoliko puta podcjenjuje vrijednost, pa u gradu sigurno nećete dobiti točan rezultat.
Za procjenu duljine repa kometa najbolje je koristiti metodu usporedbe na temelju poznate kutne udaljenosti između zvijezda, budući da se s duljinom repa od nekoliko stupnjeva mogu koristiti atlasi malog mjerila dostupni svima. Za male repove potreban je veliki atlas ili mikrometar, budući da je metoda "drifta" prikladna samo ako se os repa podudara s linijom deklinacije, inače će se morati izvršiti dodatni proračuni. Ako je duljina repa veća od 10 stupnjeva, mora se procijeniti pomoću formule, budući da zbog kartografskih izobličenja pogreška može doseći 1-2 stupnja.
D = arccos *,
gdje su (a) i (b) rektascenzija i deklinacija kometa; (a") i (b") - rektascenzija i deklinacija kraja repa kometa (a - izraženo u stupnjevima).
Kometi imaju nekoliko vrsta repova. Postoje 4 glavne vrste:
Tip I - ravni plinski rep, koji se gotovo podudara s vektorom radijusa kometa;
Tip II - rep plina i prašine koji malo odstupa od vektora radijusa kometa;
Tip III - rep prašine koji se širi duž orbite kometa;
Tip IV - anomalni rep usmjeren prema Suncu. Sastoji se od velikih zrnaca prašine koje solarni vjetar ne može izgurati iz komete. Vrlo rijedak fenomen, imao sam ga priliku promatrati samo na jednom kometu C/1999H1 (Lee) u kolovozu 1999. godine.
Valja napomenuti da komet može imati jedan rep (najčešće tip I) ili više njih.
Međutim, za repove čija je duljina veća od 10 stupnjeva, zbog kartografskih izobličenja, položajni kut treba izračunati pomoću formule:
Gdje su (a) i (b) koordinate jezgre kometa; (a") i (b") su koordinate kraja repa kometa. Ako je rezultat pozitivna vrijednost, onda ona odgovara željenoj vrijednosti; ako je negativna, tada mu se mora dodati 360 da bi se dobila željena vrijednost.
Osim što ste eventualno dobili fotometrijske parametre kometa, da bi isti bili objavljeni potrebno je navesti datum i trenutak opažanja u univerzalnom vremenu; karakteristike alata i njegovo povećanje; metoda procjene i izvor usporednih zvijezda koja se koristila za određivanje sjaja kometa. Nakon čega me možete kontaktirati za slanje ovih podataka.
Ljubitelji astronomije mogu igrati veliku ulogu u proučavanju kometa Hale-Bopp promatrajući ga dalekozorima, spektorima, teleskopima, pa čak i golim okom. Da bi to učinili, moraju redovito procjenjivati njegovu integralnu vizualnu magnitudu i zasebno magnitudu njegove fotometrijske jezgre (centralna kondenzacija). Osim toga, važne su procjene promjera kome, duljine repa i njegovog položajnog kuta, kao i detaljni opisi strukturnih promjena u glavi i repu kometa, određivanje brzine kretanja oblaka kondenzacija i druge strukture u repu.
Kako procijeniti sjaj kometa? Najčešće metode za određivanje svjetline među promatračima kometa su:
Metoda Bakharev-Bobrovnikov-Vsekhsvyatsky (BBV).. Slike kometa i usporedne zvijezde uklanjaju se iz fokusa teleskopa ili dalekozora sve dok njihove izvanžarišne slike ne budu imale približno isti promjer (potpuna jednakost promjera ovih objekata ne može se postići zbog činjenice da je promjer slika kometa uvijek je veća od promjera zvijezde). Također je potrebno uzeti u obzir činjenicu da izvanžarišna slika zvijezde ima približno jednaku svjetlinu po cijelom disku, dok komet ima izgled mrlje neujednačenog sjaja. Promatrač izračunava prosjek sjaja kometa na cijeloj njegovoj slici izvan žarišta i uspoređuje ovaj prosječni sjaj sa sjajem slika izvan žarišta usporednih zvijezda.
Odabirom nekoliko parova usporednih zvijezda moguće je odrediti prosječnu vizualnu magnitudu kometa s točnošću od 0,1 m.
Sidgwickova metoda. Ova se metoda temelji na usporedbi žarišne slike kometa s izvanžarišnim slikama usporednih zvijezda koje, kada su defokusirane, imaju iste promjere kao promjer glave žarišne slike kometa. Promatrač pažljivo proučava sliku kometa u fokusu i pamti njegovu prosječnu svjetlinu. Zatim pomiče okular izvan fokusa sve dok veličina diskova slika zvijezda izvan žarišta ne postane usporediva s promjerom glave žarišne slike kometa. Svjetlina ovih izvanžarišnih slika zvijezda uspoređuje se s prosječnom svjetlinom glave kometa "zabilježenom" u memoriji promatrača. Višestrukim ponavljanjem ovog postupka dobiva se skup zvjezdanih magnituda kometa s točnošću od 0,1 m. Ova metoda zahtijeva razvoj određenih vještina koje omogućuju pohranjivanje u memoriju svjetline objekata koji se uspoređuju - žarišne slike glave kometa i izvanžarišne slike diskova zvijezda.
Morrisova metoda je kombinacija BBB i Sidgwickove metode, djelomično eliminirajući njihove nedostatke: razliku u promjerima izvanžarišnih slika kometa i usporednih zvijezda u BBB metodi i varijacije površinske svjetline kometne kome kada fokalna slika kometa uspoređuje se sa slikama zvijezda izvan žarišta pomoću Sidgwickove metode. Sjajnost glave kometa procjenjuje se Morrisovom metodom na sljedeći način: prvo promatrač prima sliku glave kometa izvan žarišta koja ima približno ujednačenu površinsku svjetlinu i pamti veličinu i površinsku svjetlinu te slike. Zatim defokusira slike usporednih zvijezda tako da su njihove veličine jednake veličini zapamćene slike kometa i procjenjuje sjaj kometa uspoređujući površinske svjetline slika izvan žarišta usporednih zvijezda i glava kometa. Ponavljanjem ove tehnike nekoliko puta, dolazi se do prosječne vrijednosti sjaja kometa. Metoda daje točnost do 0,1 m, usporedivu s preciznošću gore navedenih metoda.
Početnicima se može preporučiti korištenje metode BBW, jer je najjednostavnija. Uvježbaniji promatrači često koriste Sidgwickovu i Morrisovu metodu. Kao alat za procjenu svjetline treba odabrati teleskop sa što manjim promjerom leće, a najbolje je dalekozor. Ako je komet toliko svijetao da je vidljiv golim okom (kao što bi trebao biti s Hale-Boppovim kometom), onda ljudi s dalekovidnošću ili kratkovidnošću mogu isprobati vrlo kreativnu metodu "defokusiranja" slika - jednostavnim skidanjem naočala .
Sve metode koje smo razmotrili zahtijevaju poznavanje točnih magnituda usporednih zvijezda. Mogu se uzeti iz raznih zvjezdanih atlasa i kataloga, na primjer, iz zvjezdanog kataloga koji je uključen u set "Atlas zvjezdanog neba" (D. N. Ponomarev, K. I. Churyumov, VAGO). Potrebno je uzeti u obzir da ako su magnitude u katalogu dane u UBV sustavu, tada se vizualna magnituda usporedne zvijezde određuje sljedećom formulom:
m = V+ 0,16 (B-V)
Posebnu pozornost treba obratiti na odabir zvijezda za usporedbu: poželjno je da budu blizu kometa i na približno istoj visini iznad horizonta na kojoj se nalazi promatrani komet. U ovom slučaju trebali biste izbjegavati crvene i narančaste usporedne zvijezde, dajući prednost bijelim i plavim zvijezdama. Procjene sjaja kometa temeljene na usporedbi njegova sjaja sa sjajem proširenih objekata (maglica, jata ili galaksija) nemaju znanstvenu vrijednost: sjaj kometa može se usporediti samo sa zvijezdama.
Usporedba sjaja kometa i usporednih zvijezda može se napraviti pomoću Neyland-Blazhko metoda, koji koristi dvije usporedne zvijezde: jednu svjetliju, drugu blijeđu od kometa. Suština metode je sljedeća: neka zvijezda A ima magnitudu m a, zvijezda b- magnituda m b, komet Do- veličina m k, i m a
b
3 stupnja ili svjetlije od zvijezde a za 2 stupnja. Ova činjenica je zapisana kao a3k2b, pa je stoga sjaj kometa:m k =m a +3p=m a +0,6Δm
ili
m k =m b -2p=m b -0,4Δm
Vizualne procjene sjaja kometa u razdobljima noćne vidljivosti moraju se vršiti periodički svakih 30 minuta, ili čak i češće, s obzirom na činjenicu da se njegov sjaj može dosta brzo promijeniti zbog rotacije jezgre kometa nepravilnog oblika ili iznenadnog bljeska svjetline. Kada se otkrije velika eksplozija sjaja kometa, važno je pratiti različite faze njegovog razvoja, dok bilježite promjene u strukturi glave i repa.
Osim procjena vizualnih magnituda glave kometa, važne su i procjene promjera kome i stupnja njegove difuznosti.
Promjer kome (D) može se procijeniti pomoću sljedećih metoda:
Metoda drifta temelji se na činjenici da će se kod stacionarnog teleskopa komet, zbog dnevne rotacije nebeske sfere, zamjetno kretati u vidnom polju okulara prolazeći 15 lučnih sekundi u 1 sekundi vremena (u blizini ekvatora ). Uzimajući okular s križnim nitima, trebate ga okrenuti tako da se komet miješa duž jedne niti okomito na drugu. Odredivši pomoću štoperice vremenski interval At u sekundama tijekom kojeg će glava kometa prijeći okomitu nit, lako je pronaći promjer kome (ili glave) u minutama luka pomoću sljedeće formule:
D=0,25Δtcosδ
gdje je δ deklinacija kometa. Ova se metoda ne može koristiti za komete koji se nalaze u cirkumpolarnom području na δ<-70° и δ>+70°, kao i za komete s D>5".
Metoda međuzvjezdane kutne udaljenosti. Koristeći velike atlase i zvjezdane karte, promatrač određuje kutne udaljenosti između obližnjih zvijezda vidljivih u blizini kometa i uspoređuje ih s prividnim promjerom kome. Ova se metoda koristi za velike komete čiji promjer kome prelazi 5".
Imajte na umu da je prividna veličina kome ili glave vrlo osjetljiva na efekt otvora blende, odnosno jako ovisi o promjeru leće teleskopa. Procjene promjera kome dobivene različitim teleskopima mogu se nekoliko puta razlikovati. Stoga se za takva mjerenja preporučuju mali instrumenti i mala povećanja.
Paralelno s određivanjem promjera kome, promatrač ga može procijeniti stupanj difuzije (DC), što daje ideju o izgledu kometa. Stupanj difuzije kreće se od 0 do 9. Ako je DC = 0, tada se komet pojavljuje kao svjetleći disk s malim ili nikakvim promjenama površinske svjetline od središta glave prema periferiji. Ovo je potpuno difuzni komet, u kojem nema naznake prisutnosti gušćeg blistavog kondenzacije u središtu. Ako je DC=9, tada se komet izgledom ne razlikuje od zvijezde, odnosno izgleda kao objekt u obliku zvijezde. Srednje vrijednosti DC između 0 i 9 označavaju različite stupnjeve difuzije.
Pri promatranju repa kometa treba povremeno mjeriti njegovu kutnu duljinu i položajni kut, određivati njegovu vrstu i bilježiti razne promjene oblika i strukture.
Pronaći duljina repa (C) Možete koristiti iste metode kao i za određivanje promjera kome. Međutim, kada duljina repa prelazi 10°, treba koristiti sljedeću formulu:
cosC=sinδsinδ 1 +cosδcosδ 1 cos(α-α 1)
gdje je C duljina repa u stupnjevima, α i δ su rektascenzija i deklinacija kometa, α 1 i δ 1 su rektascenzija i deklinacija kraja repa, što se može odrediti iz ekvatorijalnih koordinata zvijezda koje se nalaze blizu njega.
Kut položaja repa (PA) računajući od smjera prema sjevernom nebeskom polu u smjeru suprotnom od kazaljke na satu: 0° - rep je točno usmjeren prema sjeveru, 90° - rep je usmjeren prema istoku, 180° - prema jugu, 270° - prema zapadu. Može se izmjeriti odabirom zvijezde na koju se projicira os repa pomoću formule:
Gdje su α 1 i δ 1 ekvatorijalne koordinate zvijezde, a α i δ koordinate jezgre kometa. RA kvadrant određen je znakom sin(α 1 - α).
Definicija tip kometnog repa- prilično složen zadatak koji zahtijeva točan izračun vrijednosti odbojne sile koja djeluje na supstancu repa. Ovo posebno vrijedi za repove prašine. Stoga se za astronome amatere obično predlaže tehnika koja se može koristiti za preliminarno određivanje vrste repa promatranog svijetlog kometa:
Tip I- ravni repovi usmjereni duž produženog radijus vektora ili blizu njega. To su plinoviti ili čisto plazma repovi plave boje, često se u takvim repovima uočava vijčana ili spiralna struktura, a sastoje se od pojedinačnih tokova ili zraka. U repovima tipa I često se promatraju formacije oblaka koje se kreću velikim brzinama duž repova od Sunca.
Vrsta II- široki, zakrivljeni rep, snažno odstupajući od produženog radijus vektora. To su žuti repovi plina i prašine.
III vrsta- uski, kratki zakrivljeni rep, usmjeren gotovo okomito na prošireni radijus vektor ("puzi" duž orbite) To su žuti repovi prašine.
IV vrsta- anomalni repovi usmjereni prema Suncu. Nije širok, sastoji se od velikih čestica prašine koje se gotovo ne odbijaju laganim pritiskom. Boja im je također žućkasta.
V vrsta- odvojeni repovi usmjereni duž vektora radijusa ili blizu njega. Njihova boja je plava, budući da su čisto plazmatske formacije.
Astronomija je cijeli svijet pun prekrasnih slika. Ova nevjerojatna znanost pomaže pronaći odgovore na najvažnija pitanja našeg postojanja: naučite o strukturi Svemira i njegovoj prošlosti, o Sunčevom sustavu, o tome kako Zemlja rotira i još mnogo toga. Između astronomije i matematike postoji posebna veza jer su astronomska predviđanja rezultat rigoroznih proračuna. Zapravo, mnoge probleme u astronomiji postalo je moguće riješiti zahvaljujući razvoju novih grana matematike.
Iz ove knjige čitatelj će saznati kako se mjeri položaj nebeskih tijela i udaljenost među njima, kao i o astronomskim pojavama tijekom kojih svemirska tijela zauzimaju poseban položaj u prostoru.
Ako je bunar, kao i svi normalni bunari, bio usmjeren prema središtu Zemlje, njegova zemljopisna širina i dužina se nisu mijenjale. Kutovi koji određuju Alisin položaj u svemiru ostali su nepromijenjeni, promijenila se samo njezina udaljenost od središta Zemlje. Tako da Alice nije morala brinuti.
Prva opcija: visina i azimut
Najrazumljiviji način određivanja koordinata na nebeskoj sferi je označavanje kuta koji određuje visinu zvijezde iznad horizonta, te kuta između pravca sjever-jug i projekcije zvijezde na liniju horizonta - azimut ( pogledajte sljedeću sliku).
KAKO RUČNO MJERITI KUTOVE
Uređaj koji se naziva teodolit koristi se za mjerenje nadmorske visine i azimuta zvijezde.
Međutim, postoji vrlo jednostavan, iako ne baš precizan, način ručnog mjerenja kutova. Ispružimo li ruku ispred sebe, dlan će pokazati interval od 20°, šaka - 10°, palac - 2°, mali prst -1°. Ovu metodu mogu koristiti i odrasli i djeca, budući da se veličina dlana osobe povećava proporcionalno duljini ruke.
Druga opcija, prikladnija: deklinacija i satni kut
Određivanje položaja zvijezde pomoću azimuta i visine nije teško, ali ova metoda ima ozbiljan nedostatak: koordinate su vezane za točku u kojoj se nalazi promatrač, tako da će ista zvijezda, promatrana iz Pariza i Lisabona, imati različite koordinate, jer će se linije horizonta u tim gradovima nalaziti drugačije. Posljedično, astronomi neće moći koristiti te podatke za razmjenu informacija o svojim opažanjima. Stoga postoji još jedan način za određivanje položaja zvijezda. Koristi koordinate koje podsjećaju na zemljopisnu širinu i dužinu zemljine površine, a koje astronomi mogu koristiti bilo gdje na kugli zemaljskoj. Ova intuitivna metoda uzima u obzir položaj Zemljine rotacijske osi i pretpostavlja da se nebeska sfera okreće oko nas (zbog toga se Zemljina rotacijska os u antici nazivala axis mundi). U stvarnosti je, naravno, suprotno: iako nam se čini da nebo rotira, zapravo je Zemlja ta koja se okreće od zapada prema istoku.
Promotrimo ravninu koja siječe nebesku sferu okomito na os rotacije koja prolazi kroz središte Zemlje i nebesku sferu. Ova će ravnina presijecati zemljinu površinu po velikom krugu – zemljinom ekvatoru, a također i nebesku sferu – po njenom velikom krugu koji se naziva nebeski ekvator. Druga analogija sa zemaljskim paralelama i meridijanima bio bi nebeski meridijan, koji prolazi kroz dva pola i nalazi se u ravnini okomitoj na ekvator. Budući da su svi nebeski meridijani, kao i zemaljski, jednaki, početni se meridijan može odabrati proizvoljno. Uzmimo kao nulti meridijan nebeski meridijan koji prolazi kroz točku u kojoj se nalazi Sunce na dan proljetnog ekvinocija. Položaj svake zvijezde i nebeskog tijela određen je s dva kuta: deklinacijom i rektascenzijom, kao što je prikazano na sljedećoj slici. Deklinacija je kut između ekvatora i zvijezde, mjeren duž meridijana nekog mjesta (od 0 do 90° ili od 0 do -90°). Rektascenzija je kut između proljetnog ekvinocija i meridijana zvijezde, mjeren duž nebeskog ekvatora. Ponekad se umjesto rektascenzije koristi satni kut, odnosno kut koji određuje položaj nebeskog tijela u odnosu na nebeski meridijan točke u kojoj se promatrač nalazi.
Prednost drugog ekvatorijalnog koordinatnog sustava (deklinacija i rektascenzija) je očita: te će koordinate biti nepromijenjene bez obzira na položaj promatrača. Osim toga, oni uzimaju u obzir rotaciju Zemlje, što omogućuje ispravljanje distorzija koje ona unosi. Kao što smo već rekli, prividna rotacija nebeske sfere uzrokovana je rotacijom Zemlje. Sličan učinak događa se kada sjedimo u vlaku i vidimo da se pokraj nas kreće drugi vlak: ako ne gledate u peron, ne možete utvrditi koji je vlak zapravo krenuo. Trebamo polazište. Ali ako umjesto dva vlaka uzmemo u obzir Zemlju i nebesku sferu, pronaći dodatnu referentnu točku neće biti tako lako.
Godine 1851. Francuz Jean Bernard Leon Foucault (1819–1868) proveo je eksperiment kojim je pokazao gibanje našeg planeta u odnosu na nebesku sferu.
Pod kupolom pariškog Panteona objesio je teret težak 28 kilograma na žicu dugu 67 metara. Oscilacije Foucaultovog njihala trajale su 6 sati, period titranja je bio 16,5 sekundi, otklon njihala je bio 11° na sat. Drugim riječima, s vremenom se ravnina njihanja pomaknula u odnosu na zgradu. Poznato je da se njihala uvijek gibaju u istoj ravnini (da biste to provjerili, samo objesite svežanj ključeva na uže i promatrajte njegove vibracije). Dakle, uočeno odstupanje moglo je biti uzrokovano samo jednim razlogom: sama zgrada, a time i cijela Zemlja, rotirali su oko ravnine osciliranja njihala. Ovaj pokus postao je prvi objektivni dokaz o rotaciji Zemlje, a Foucaultova njihala postavljena su u mnogim gradovima.
Zemlja, koja se čini nepomičnom, okreće se ne samo oko vlastite osi, napravivši potpunu revoluciju u 24 sata (ekvivalentno brzini od oko 1600 km/h, odnosno 0,5 km/s ako smo na ekvatoru) , ali i oko Sunca, napravivši puni krug za 365,2522 dana (prosječnom brzinom od oko 30 km/s, odnosno 108000 km/h). Štoviše, Sunce rotira relativno u odnosu na središte naše galaksije, dovršavajući puni krug svakih 200 milijuna godina i krećući se brzinom od 250 km/s (900 000 km/h). Ali to nije sve: naša se galaksija udaljava od ostalih. Tako je kretanje Zemlje više poput vrtoglavog vrtuljka u lunaparku: vrtimo se oko sebe, krećemo se svemirom i vrtoglavom brzinom opisujemo spiralu. Pritom nam se čini da stojimo na mjestu!
Iako se u astronomiji koriste druge koordinate, sustavi koje smo opisali su najpopularniji. Ostaje odgovoriti na posljednje pitanje: kako pretvoriti koordinate iz jednog sustava u drugi? Zainteresirani čitatelj će u aplikaciji pronaći opis svih potrebnih transformacija.
MODEL FOUCAULTOVA EKSPERIMENTA
Pozivamo čitatelja da provede jednostavan eksperiment. Uzmimo okruglu kutiju i na nju zalijepimo list debelog kartona ili šperploče na koji ćemo pričvrstiti mali okvir u obliku nogometnog gola, kao što je prikazano na slici. U kut plahte postavimo lutku koja će igrati ulogu promatrača. Vežemo nit na vodoravnu šipku okvira, na koju pričvršćujemo sudoper.
Pomaknimo dobiveni visak u stranu i pustimo ga. Njihalo će titrati paralelno s jednim od zidova prostorije u kojoj se nalazimo. Ako počnemo glatko okretati list šperploče zajedno s okruglom kutijom, vidjet ćemo da će se okvir i lutka početi pomicati u odnosu na zid prostorije, ali će ravnina njihala i dalje biti paralelna s ravninom njihala. zid.
Zamislimo li sebe kao lutku, vidjet ćemo da se visak pomiče u odnosu na pod, ali istovremeno nećemo moći osjetiti kretanje kutije i okvira na koji je pričvršćeno. Slično tome, kada promatramo njihalo u muzeju, čini nam se da se ravnina njegovih oscilacija pomiče, ali zapravo se i mi sami pomičemo zajedno s muzejskom zgradom i cijelom Zemljom.
| <<< Назад
|
Naprijed >>> |
Laboratorijski rad br.15
ODREĐIVANJE DULJINE REPOVA KOMETA
Cilj rada– na primjeru izračuna duljine repa kometa upoznati se s metodom triangulacije.
Uređaji i pribor
Zvjezdana karta u pokretu, fotografije kometa i sunčevog diska, ravnalo.
Kratka teorija
Poznato je da se mjerenja općenito, kao usporedba izmjerene veličine s nekim etalonom, dijele na izravna i neizravna. Štoviše, ako je moguće izmjeriti količinu koja nas zanima korištenjem obje metode, tada su izravna mjerenja u pravilu bolja. Međutim, upravo pri mjerenju velikih udaljenosti korištenje izravnih metoda može biti teško, a ponekad i nemoguće. Gornje razmatranje postaje očito ako se sjetimo da možemo govoriti ne samo o mjerenju velikih duljina na zemljinoj površini, već i o procjeni udaljenosti do svemirskih objekata.
Postoji značajan broj neizravnih metoda za procjenu velikih udaljenosti (radio i fotolokacija, triangulacija i dr.). Ovaj rad govori o astronomskoj metodi koja se može koristiti za određivanje dimenzija triju repova kometa Donati iz fotografija.
Za određivanje duljine repa kometa koristi se već poznata metoda triangulacije, uzimajući u obzir poznavanje horizontalne paralakse promatranog nebeskog objekta.
Horizontalna paralaksa je kut (slika 1) pod kojim je prosječni radijus Zemlje vidljiv s nebeskog tijela.
Ako su poznati ovaj kut i polumjer Zemlje (R sl. 1), možemo procijeniti udaljenost do nebeskog tijela L o . Horizontalna paralaksa procjenjuje se pomoću preciznih instrumenata tijekom četvrtine dana rotacije Zemlje oko svoje osi, uzimajući u obzir da se nebeska tijela mogu projicirati na nebesku sferu.
Sukladno tome, moguće je odrediti kutne dimenzije repa i glave samog kometa. Za to se koristi zvjezdana karta, uzimajući u obzir koordinate zvijezda poznatih zviježđa (deklinacija i rektascenzija).
Ako se udaljenosti do nebeskog tijela određuju iz poznate paralakse, tada se veličine repova mogu izračunati rješavanjem inverznog problema pomaka paralakse.
Nakon što smo odredili kut α, možemo odrediti dimenzije predmeta AB:
(kut α izražen u radijanima)
Uzimajući to u obzir, potrebno je uvesti mjerilo koje nam daje fotografsku sliku nebeskog objekta. Da biste to učinili, trebate odabrati (barem) dvije zvijezde s fotografije poznatog zviježđa. Poželjno je da se nalaze na prvom nebeskom meridijanu. Tada se kutna udaljenost između njih može procijeniti iz razlike u njihovoj deklinaciji.
(αˊ je kutna udaljenost između dvije zvijezde)
Deklinaciju zvijezda nalazimo pomoću pokretne zvjezdane karte ili iz atlasa. Nakon toga, mjerenjem dimenzija dijela zvjezdanog neba pomoću ravnala ili kalibra (mjernog mikroskopa), određujemo linearni koeficijent fotografije, koji će biti jednak:
α 1 je linearno-kutni koeficijent dane slike, a [mm] se određuje iz fotografije.
Zatim mjerimo linearne dimenzije nebeskog tijela i određujemo kutne dimenzije kroz γ:
(a" su linearne dimenzije zasebnog dijela nebeskog tijela).
Kao rezultat toga, možete procijeniti stvarne dimenzije objekta: .
1. Iz fotografije odredite linearne dimenzije triju repova kometa Donati. Horizontalna paralaksa p = 23".
3. Procijenite pogrešku s kojom su određene veličine repa.
Radna bilježnica iz astronomije za 11. razred za lekciju br. 16 (radna bilježnica) - Mala tijela Sunčevog sustava
1. Dopuni rečenice.
Patuljasti planeti su zasebna klasa nebeskih tijela.
Patuljasti planeti smatraju se objektima koji kruže oko zvijezde koji nisu sateliti.
2. Patuljasti planeti su (podcrtajte ako je potrebno): Pluton, Ceres, Haron, Vesta, Sedna.
3. Ispunite tablicu: okarakterizirajte posebnosti malih tijela Sunčevog sustava.
| Karakteristike | Asteroidi | Kometi | meteoriti |
| Vida na nebu | Objekt nalik zvijezdi | Difuzni objekt | "Zvijezda padalica" |
| Orbite |
|
Kratkoperiodični kometi P< 200 лет, долгого периода - P >200 godina; orbitalni oblik – izdužene elipse | Raznolik |
| Srednje veličine | Od nekoliko desetaka metara do stotina kilometara | Jezgra - od 1 km do nekoliko desetaka km; rep ~ 100 milijuna km; glava ~ 100 tisuća km | Od mikrometara do metara |
| Spoj | Rocky | Led s česticama stijena, organskim molekulama | Željezo, kamen, željezo-kamen |
| Podrijetlo | Planetezimalni sudar | Ostaci pramaterije na periferiji Sunčevog sustava | Fragmenti sudara, ostaci evolucije kometa |
| Posljedice sudara sa Zemljom | Eksplozija, krater | Eksplozija zraka | Lijevak na Zemlji, ponekad meteorit |
4. Dopuni rečenice.
Opcija 1.
Ostatak tijela meteorita koji nije izgorio u zemljinoj atmosferi i pao je na površinu Zemlje naziva se meteorit.
Veličina repa kometa može premašiti milijune kilometara.
Jezgra kometa sastoji se od kozmičke prašine, leda i smrznutih hlapljivih spojeva.
Meteorska tijela izbijaju u Zemljinu atmosferu brzinom od 7 km/s (izgaraju u atmosferi) i 20-30 km/s (ne izgaraju).
Radijant je mali dio neba od kojeg se odvajaju vidljive staze pojedinih meteora u kiši meteora.
Veliki asteroidi imaju svoja imena, na primjer: Pallas, Juno, Vesta, Astraea, Hebe, Iris, Flora, Metis, Hygeia, Partenope itd.
opcija 2.
Vrlo svijetli meteor, vidljiv na Zemlji kao vatrena kugla koja leti preko neba, je vatrena kugla.
Glave kometa dosežu veličinu Sunca.
Rep kometa sastoji se od ispuštenog plina i sitnih čestica.
Meteorska tijela koja ulijeću u Zemljinu atmosferu svijetle, isparavaju i potpuno izgaraju na visinama od 60-80 km; veća meteorska tijela se mogu sudariti s površinom.
Čvrsti fragmenti kometa postupno se raspoređuju po cijeloj orbiti kometa u obliku oblaka izduženog duž orbite.
Orbite većine asteroida u Sunčevom sustavu leže između orbita Jupitera i Marsa u asteroidnom pojasu.
5. Postoji li temeljna razlika u fizičkoj prirodi malih asteroida i velikih meteorita? Navedite razloge za svoj odgovor.
Asteroid postaje meteorit tek kada uđe u Zemljinu atmosferu.
6. Na slici je prikazan dijagram susreta Zemlje s kišom meteora. Analizirajte sliku i odgovorite na pitanja.
Koje je podrijetlo meteorske kiše (roja meteorskih čestica)?
Kiša meteora nastaje raspadom kometnih jezgri.
Što određuje period kruženja kiše meteora oko Sunca?
Od razdoblja revolucije kometa pretka, od poremećaja planeta, brzina izbacivanja.
U kojem slučaju će se promatrati najveći broj meteora na Zemlji (kiša meteora ili zvijezda)?
Kada Zemlja prijeđe glavnu masu čestica meteoritskog roja.
Kako se nazivaju kiše meteora? Navedi neke od njih.
Prema zviježđu gdje se nalazi radijant.
7. Nacrtajte strukturu kometa. Navedite sljedeće elemente: jezgra, glava, rep.
8.* Kolika će se energija osloboditi kada meteorit mase m = 50 kg udari i ima brzinu u Zemljinu površinu v = 2 km/s?
9. Koja je velika poluos orbite Halleyeva kometa ako je njegov orbitalni period T = 76 godina?
10. Izračunajte približnu širinu meteorske kiše Perzeida u kilometrima, znajući da se događa od 16. srpnja do 22. kolovoza.
