Lucrare de laborator nr 15

DETERMINAREA LUNGIMII COZILOR COMETEI

Scopul lucrării– folosiți exemplul de calcul al lungimii cozilor cometei pentru a vă familiariza cu metoda triangulației.

Dispozitive și accesorii

O hartă a stelelor în mișcare, fotografii ale unei comete și ale discului solar, o riglă.

Scurtă teorie

Se știe că măsurătorile în general, ca o comparație a valorii măsurate cu un anumit standard, sunt împărțite în directe și indirecte. În plus, dacă este posibil să se măsoare cantitatea de interes folosind ambele metode, atunci măsurătorile directe sunt, de regulă, de preferat. Cu toate acestea, tocmai atunci când se măsoară distanțe mari, utilizarea metodelor directe poate fi dificilă și uneori imposibilă. Considerentul de mai sus devine evident dacă ne amintim că putem vorbi nu numai despre măsurarea lungimii mari pe suprafața pământului, ci și despre estimarea distanțelor până la obiectele spațiale.

Există un număr semnificativ de metode indirecte de evaluare a distanțelor mari (radio și fotolocare, triangulare etc.). Această lucrare discută o metodă astronomică care poate fi folosită pentru a determina dimensiunile celor trei cozi ale cometei Donati din fotografii.

Pentru a determina lungimea cozilor cometelor se folosește metoda de triangulare deja cunoscută, ținând cont de cunoștințele paralaxei orizontale a obiectului ceresc observat.

Paralaxa orizontală este unghiul (Fig. 1) la care raza medie a Pământului este vizibilă dintr-un corp ceresc.

Dacă se cunosc acest unghi și raza Pământului (R Fig. 1), putem estima distanța până la corpul ceresc L o . Paralaxa orizontală este estimată folosind instrumente de precizie pe parcursul unui sfert de zi de rotație a Pământului în jurul axei sale, ținând cont de faptul că corpurile cerești pot fi proiectate pe sfera cerească.

În consecință, este posibil să se determine dimensiunile unghiulare ale cozilor și ale capului cometei în sine. Pentru aceasta se folosește o hartă stelară, ținând cont de coordonatele stelelor din constelațiile cunoscute (declinație și ascensiune dreaptă).

Dacă distanțele până la un corp ceresc sunt determinate din paralaxa cunoscută, atunci dimensiunile cozilor pot fi calculate prin rezolvarea problemei inverse a deplasării paralaxei.

După ce am determinat unghiul α, putem determina dimensiunile obiectului AB:

(unghiul α exprimat în radiani)

Ținând cont de acest lucru, trebuie să introducem scara care ne oferă o fotografie a unui obiect ceresc. Pentru a face acest lucru, trebuie să selectați două stele (cel puțin) dintr-o fotografie a unei constelații cunoscute. Este de dorit ca acestea să fie situate pe primul meridian ceresc. Apoi, distanța unghiulară dintre ele poate fi estimată din diferența de declinare a acestora.

(αˊ este distanța unghiulară dintre două stele)

Găsim declinația stelelor folosind o diagramă stelar în mișcare sau dintr-un atlas. După aceasta, măsurând dimensiunile unei secțiuni a cerului înstelat folosind o riglă sau un șubler (microscop de măsurare), determinăm coeficientul liniar al fotografiilor, care va fi egal cu:

α 1 este coeficientul liniar-unghiular al unei imagini date, iar [mm] este determinat din fotografie.

Apoi măsurăm dimensiunile liniare ale corpului ceresc și determinăm dimensiunile unghiulare prin γ:

(a" sunt dimensiunile liniare ale unei părți separate a corpului ceresc).

Ca urmare, puteți estima dimensiunile adevărate ale obiectului: .

1. Din fotografie, determinați dimensiunile liniare ale celor trei cozi ale cometei Donati. Paralaxa orizontală p = 23".

3. Estimați eroarea cu care sunt determinate dimensiunile cozii.

Pasionații de astronomie pot juca un rol important în studierea cometei Hale-Bopp observând-o cu binoclu, lunete, telescoape și chiar cu ochiul liber. Pentru a face acest lucru, ei trebuie să estimeze în mod regulat mărimea sa vizuală integrală și separat mărimea miezului său fotometric (condens central). În plus, sunt importante estimările diametrului comei, lungimea cozii și unghiul său de poziție, precum și descrieri detaliate ale modificărilor structurale în capul și coada cometei, determinarea vitezei de mișcare a condensărilor norilor și alte structuri din coadă.

Cum se evaluează luminozitatea unei comete? Cele mai comune metode pentru determinarea luminozității în rândul observatorilor de comete sunt:

Metoda Bakharev-Bobrovnikov-Vsekhsvyatsky (BBV).. Imaginile cometei și ale stelei de comparație sunt îndepărtate din focalizarea telescopului sau binocularului până când imaginile lor nefocale au aproximativ același diametru (egalitatea completă a diametrelor acestor obiecte nu poate fi atinsă datorită faptului că diametrul imaginea cometei este întotdeauna mai mare decât diametrul stelei). De asemenea, este necesar să se țină seama de faptul că imaginea în afara focală a stelei are aproximativ aceeași luminozitate pe întregul disc, în timp ce cometa are aspectul unui punct de luminozitate neuniformă. Observatorul face o medie a luminozității cometei pe întreaga sa imagine defocalată și compară această luminozitate medie cu luminozitatea imaginilor defocalizate ale stelelor de comparație.

Prin selectarea mai multor perechi de stele de comparație, este posibil să se determine magnitudinea vizuală medie a cometei cu o precizie de 0,1 m.

metoda Sidgwick. Această metodă se bazează pe compararea imaginii focale a cometei cu imaginile nefocale ale stelelor de comparație, care, atunci când sunt defocalizate, au aceleași diametre ca și diametrul capului imaginii focale a cometei. Observatorul studiază cu atenție imaginea cometei în focalizare și își amintește luminozitatea medie. Apoi, mută ocularul din focalizare până când dimensiunea discurilor imaginilor stelelor nefocale devine comparabilă cu diametrul capului imaginii focale a cometei. Luminozitatea acestor imagini nefocale ale stelelor este comparată cu luminozitatea medie a capului cometei „înregistrată” în memoria observatorului. Repetând acest procedeu de mai multe ori, se obține un set de magnitudini stelare ale cometei cu o precizie de 0,1 m. Această metodă necesită dezvoltarea unor abilități care să permită stocarea în memorie a luminozității obiectelor comparate - imaginea focală a capului cometei și imaginile off-focale ale discurilor stelelor.

metoda Morris este o combinație a metodelor BBB și Sidgwick, eliminând parțial dezavantajele acestora: diferența dintre diametrele imaginilor defocalizate ale cometei și stelelor de comparație în metoda BBB și variațiile luminozității suprafeței comei cometei atunci când imaginea focală a cometei este comparată cu imaginile nefocale ale stelelor folosind metoda Sidgwick. Luminozitatea capului unei comete este estimată prin metoda Morris după cum urmează: în primul rând, observatorul primește o imagine nefocală a capului cometei, care are o luminozitate a suprafeței aproximativ uniformă și își amintește dimensiunea și luminozitatea suprafeței acestei imagini. Apoi defocalizează imaginile stelelor de comparație, astfel încât dimensiunile acestora să fie egale cu dimensiunea imaginii reținute a cometei și estimează luminozitatea cometei comparând luminozitățile de suprafață ale imaginilor off-focale ale stelelor de comparație și ale capul cometei. Repetând această tehnică de mai multe ori, se găsește valoarea medie a luminozității cometei. Metoda oferă o precizie de până la 0,1 m, comparabilă cu precizia metodelor de mai sus.

Începătorilor li se poate recomanda să folosească metoda BBW, deoarece este cea mai simplă. Observatorii mai instruiți au mai multe șanse să folosească metodele Sidgwick și Morris. Ca instrument pentru evaluarea luminozității, ar trebui să alegeți un telescop cu cel mai mic diametru posibil al lentilei și, cel mai bine, un binoclu. Dacă cometa este atât de strălucitoare încât este vizibilă cu ochiul liber (cum ar trebui să fie în cazul cometei Hale-Bopp), atunci persoanele cu hipermetropie sau miopie pot încerca o metodă foarte creativă de „defocalizare” a imaginilor - pur și simplu prin îndepărtarea ochelarilor. .

Toate metodele pe care le-am luat în considerare necesită cunoașterea mărimii exacte a stelelor de comparație. Ele pot fi preluate din diverse atlase și cataloage de stele, de exemplu, din catalogul de stele inclus în setul „Atlasul cerului înstelat” (D. N. Ponomarev, K. I. Churyumov, VAGO). Este necesar să se țină seama de faptul că, dacă mărimile din catalog sunt date în sistemul UBV, atunci mărimea vizuală a stelei de comparație este determinată de următoarea formulă:

m = V+ 0,16(B-V)

O comparație a luminozității unei comete și a stelelor de comparație poate fi făcută folosind Metoda Neyland-Blazhko, care folosește două stele de comparație: una mai strălucitoare, cealaltă mai slabă decât cometa. Esența metodei este următoarea: lăsați steaua A are o magnitudine m a, stea b- magnitudine m b, cometă La- mărimea m k și m a A Cu 5 grade mai luminos decât steaua b, și un grad p egal cu 0,2Δm. Să presupunem că atunci când evaluăm luminozitatea unei comete k s-a dovedit că este mai slabă decât o stea

b

m k =m a +3p=m a +0,6Δm
sau
mk =mb -2p=mb -0,4Am

Pe lângă estimările mărimii vizuale ale capului cometei, sunt importante și estimările diametrului comei și gradul de difuzie a acesteia.

Diametrul de coma (D) poate fi evaluat folosind următoarele metode:

Metoda deriva se bazează pe faptul că, cu un telescop staționar, cometa, datorită rotației zilnice a sferei cerești, se va deplasa vizibil în câmpul vizual al ocularului, trecând 15 secunde de arc într-o secundă de timp (în apropierea ecuatorului). ). Luând un ocular cu o cruce de fire, ar trebui să îl întoarceți astfel încât cometa să fie amestecată de-a lungul unui fir și perpendicular pe celălalt. După ce am determinat cu ajutorul unui cronometru intervalul de timp At în secunde în care capul cometei va traversa filamentul perpendicular, este ușor să găsiți diametrul comei (sau capului) în minute de arc folosind următoarea formulă:

D=0,25Atcos5

Metoda distanței unghiulare interstelare. Folosind atlase la scară mare și hărți stelare, observatorul determină distanțele unghiulare dintre stelele din apropiere vizibile în vecinătatea cometei și le compară cu diametrul aparent al comei. Această metodă este folosită pentru cometele mari al căror diametru în comă depășește 5".

Rețineți că dimensiunea aparentă a comei sau a capului este foarte susceptibilă la efectul de deschidere, adică depinde puternic de diametrul lentilei telescopului. Estimările diametrului comei obținute folosind diferite telescoape pot diferi unele de altele de mai multe ori. Prin urmare, instrumente mici și măriri mici sunt recomandate pentru astfel de măsurători.

În paralel cu determinarea diametrului comei, observatorul îl poate evalua grad de difuzie (DC), care dă o idee despre aspectul cometei. Gradul de difuzie variază de la 0 la 9. Dacă DC = 0, atunci cometa apare ca un disc luminos cu o schimbare mică sau deloc a luminozității suprafeței de la centrul capului până la periferie. Aceasta este o cometă complet difuză, în care nu există niciun indiciu al prezenței unei condens mai dens luminoase în centrul ei. Dacă DC=9, atunci cometa nu este diferită ca aspect de o stea, adică arată ca un obiect în formă de stea. Valorile DC intermediare între 0 și 9 indică grade diferite de difuzie.

Când se observă coada unei comete, lungimea ei unghiulară și unghiul de poziție trebuie măsurate periodic, tipul ei determinat și diferitele modificări ale formei și structurii sale înregistrate.

A găsi lungimea cozii (C) Puteți utiliza aceleași metode ca și pentru determinarea diametrului comei. Cu toate acestea, atunci când lungimea cozii depășește 10°, trebuie utilizată următoarea formulă:

cosC=sinδsinδ 1 +cosδcosδ 1 cos(α-α 1)

Unghiul poziției cozii (PA) numărat din direcția către polul ceresc nord în sens invers acelor de ceasornic: 0° - coada este îndreptată exact spre nord, 90° - coada este îndreptată spre est, 180° - spre sud, 270° - spre vest. Poate fi măsurată selectând steaua pe care este proiectată axa cozii, folosind formula:

Unde α 1 și δ 1 sunt coordonatele ecuatoriale ale stelei, iar α și δ sunt coordonatele nucleului cometei. Cadranul RA este determinat de semn sin(α 1 - α).

Definiție tipul de coadă de cometă- o sarcină destul de complexă care necesită calculul precis al valorii forței de respingere care acționează asupra substanței cozii. Acest lucru este valabil mai ales pentru cozile de praf. Prin urmare, pentru astronomii amatori, se propune de obicei o tehnică care poate fi utilizată pentru a determina preliminar tipul de coadă a cometei strălucitoare observate:

Tipul I- cozi drepte îndreptate de-a lungul vectorului cu raza extinsă sau aproape de acesta. Acestea sunt cozi gazoase sau pur plasmă de culoare albastră, adesea se observă o structură cu șurub sau spirală în astfel de cozi și constau din fluxuri sau raze individuale. În cozile de tip I, se observă adesea formațiuni de nori care se deplasează la viteze mari de-a lungul cozilor de la Soare.

Tipul II- o coadă lată, curbată, care se abate puternic de la vectorul cu rază extinsă. Acestea sunt cozi galbene de gaz și praf.

tipul III- o coadă curbă îngustă, scurtă, îndreptată aproape perpendicular pe vectorul cu rază extinsă („târâtoare” de-a lungul orbitei).

tip IV- cozi anormale îndreptate spre Soare. Nu este lată, constând din particule mari de praf care aproape că nu sunt respinse de o presiune ușoară. Culoarea lor este, de asemenea, gălbuie.

tip V- cozi detașate îndreptate de-a lungul vectorului rază sau aproape de acesta. Culoarea lor este albastră, deoarece sunt formațiuni pur plasmatice.

Subiect: Astronomie.
Clasa: 10 11
Profesor: Elakova Galina Vladimirovna.
Locul de lucru: Instituție de învățământ bugetar municipal
„Școala secundară nr. 7” Kanash, Republica Ciuvașă
Lucrare de testare pe tema „Comete, meteoriți și meteoriți”.
Testarea și evaluarea cunoștințelor este o condiție prealabilă pentru eficacitatea procesului educațional.
Controlul tematic al testului poate fi efectuat în scris sau în grupuri cu diferite
nivelul de pregătire. O astfel de verificare este destul de obiectivă, economisește timp,
oferă o abordare individuală. În plus, elevii pot folosi teste
să se pregătească pentru teste și VPR. Utilizarea lucrării propuse nu exclude
aplicarea altor forme și metode de testare a cunoștințelor și abilităților elevilor, cum ar fi
sondaj oral, pregătirea lucrărilor de proiect, rezumate, rapoarte, eseuri etc.
Opțiunea I:
1. Care a fost viziunea istorică generală despre comete?



2. De ce se îndepărtează cometa de Soare cu coada mai întâi?
A. Cozile de cometă se formează ca urmare a presiunii radiației solare, care
îndreptează întotdeauna departe de Soare, așa că coada cometei este întotdeauna îndreptată departe de Soare.
B. Cozile de cometă se formează ca urmare a presiunii radiației solare și solare
vânturi care sunt întotdeauna îndreptate departe de Soare, astfel încât coada cometei este întotdeauna îndreptată
de la soare.
B. Cozile de cometă se formează ca urmare a vântului solar, care este întotdeauna direcționat
departe de Soare, astfel încât coada unei comete este întotdeauna îndreptată departe de Soare.
3. Ce este o „stea căzătoare”?
A. Particule solide foarte mici care orbitează în jurul Soarelui.
B. Aceasta este o bandă de lumină care devine vizibilă în momentul arderii complete a meteoroidului
corpuri.
Î. Aceasta este o bucată de piatră sau metal care a zburat din adâncurile spațiului.
4. Cum poți distinge un asteroid de o stea de pe cerul înstelat?
A. Prin mişcare faţă de stele.
B. De-a lungul orbitelor eliptice alungite (cu excentricitate mare).
B. Asteroizii nu își schimbă poziția pe cerul înstelat.
5. Este posibil să observați meteoriți pe Lună?
A. Da, meteorii pot fi văzuți peste tot.
B. Nu, din cauza lipsei de atmosferă.
Î. Da, meteorii pot fi observați pe Lună, deoarece absența unei atmosfere nu joacă un rol.
6. Unde în Sistemul Solar sunt situate orbitele majorității asteroizilor? Cum
Diferă orbitele unor asteroizi de orbitele planetelor majore?
A. Între orbitele lui Uranus și Jupiter. Orbitele sunt caracterizate de excentricitate scăzută.
B. Între orbitele lui Marte și Jupiter. Orbitele sunt caracterizate de excentricitate scăzută.
B. Între orbitele lui Marte și Jupiter. Orbitele sunt caracterizate de o excentricitate ridicată.
7. Cum s-a stabilit că unii asteroizi au o formă neregulată?
A. Prin modificarea luminozității lor aparente.
B. Prin mișcare față de stele.
B. De-a lungul orbitelor eliptice alungite (cu excentricitate mare).

8. Ce este special la asteroizii care alcătuiesc grupul „Trojan”? Răspuns
justifica.
A. Asteroizii, împreună cu Jupiter și Soarele, formează un triunghi echilateral și
se mișcă în jurul Soarelui în același mod ca și Jupiter, dar numai în fața lui.
B. Asteroizii, împreună cu Jupiter și Soarele, formează un triunghi echilateral și
se mișcă în jurul Soarelui în același mod ca și Jupiter, dar fie în fața lui, fie în spatele lui.
B. Asteroizii, împreună cu Jupiter și Soarele, formează un triunghi echilateral și
se mișcă în jurul Soarelui în același mod ca și Jupiter, dar numai în spatele lui.
9. Uneori, o cometă dezvoltă două cozi, dintre care una este îndreptată spre
la Soare, iar celălalt de la Soare. Cum poate fi explicat acest lucru?
A. Coada îndreptată spre Soare este formată din particule mai mari pentru care forța
Atracția solară este mai mare decât forța de respingere a razelor sale.
10. Zburând pe lângă Pământ la o distanță de 1 UA. o cometă are o coadă
colţ
dimensiunea 0°.5. Estimați lungimea cozii cometei în kilometri.
≈
1,3 ∙ 106 km.
A.
≈
B.
13 ∙ 106 km.
≈
ÎN.
0,13 ∙ 106 km.
Opțiunea II:
1. Care sunt ideile astronomice moderne despre comete?
A. Cometele erau considerate fenomene supranaturale care aduceau nenorociri oamenilor.
B. Cometele sunt membre ale sistemului solar, care în mișcarea lor se supun
legile fizicii și nu au nicio semnificație mistică.
2. Indicați răspunsurile corecte la schimbările în aspectul cometei ca ea
mișcarea pe orbită în jurul Soarelui.
A. O cometă este departe de Soare, este formată dintr-un miez (gaze și praf înghețate).
B. Pe măsură ce se apropie de Soare, se formează o comă.
B. O coadă se formează în imediata apropiere a Soarelui.
D. Pe măsură ce se îndepărtează de Soare, materia cometă îngheață.
D. La mare distanță de Soare, coma și coada dispar.
E. Toate răspunsurile sunt corecte.
3. Potriviți fiecare descriere cu titlul corect: (a) „Shooting Star”. 1.
Meteor; (b) O particulă mică care orbitează în jurul Soarelui. 2. Meteorit; (V)
Un corp solid care ajunge la suprafața Pământului. 3. Corp de meteorit.
A. (a) 1; (b) 3; (la 2.
B. (a) 3; (b) 1; (la 2.
V. (a) 2; (b) 1; (la 3.
4. Ahile, Quaoar, Proserpina, Themis, Juno. Vă rugăm să indicați cel ciudat din această listă.
și justificați alegerea dvs.
A. Ahile, un nume preluat din mitologia antică, este un asteroid principal din centura.
B. Quaoar - aparține centurii Kuiper, numită după zeitatea creatoare
indienii Tongva.
V. Proserpina, un nume preluat din mitologia antică, este un asteroid principal din centura.
G. Themis este un nume preluat din mitologia antică, un asteroid principal din centura.
D. Juno, un nume preluat din mitologia antică, este un asteroid principal din centura.
5. Ce modificări în mișcarea cometelor provoacă perturbări din exterior
Jupiter?
A. Forma orbitei cometei se modifică.
B. Perioada orbitală a cometei se modifică.

B. Se schimbă forma orbitei și perioada de revoluție a cometei.
6. În ce stare se află substanța care alcătuiește nucleul cometei și a acestuia
coadă?
A. Nucleul cometei este un corp solid format dintr-un amestec de gaze înghețate și particule solide
substanțe refractare, coada este gaz rarefiat și praf.
B. Coada unei comete este un corp solid format dintr-un amestec de gaze înghețate și particule solide
substanțe refractare, miezul este gaz rarefiat și praf.
B. Nucleul și coada unei comete sunt un corp solid format dintr-un amestec de gaze și solide înghețate
particule de substanțe refractare.
7. Care dintre următoarele fenomene pot fi observate pe Lună: meteori, comete,
eclipse, lumini polare.
A. Din cauza lipsei de atmosferă pe Lună, acolo nu pot fi observate meteorii și stelele polare.
strălucire. Pot fi văzute comete și eclipse de soare.
B. Pe Lună puteți vedea meteori și aurore. Comete și solare
nu există eclipsă.
B. Toate fenomenele de mai sus pot fi observate.
8. Cum puteți estima dimensiunile liniare ale unui asteroid dacă dimensiunile unghiulare ale acestuia
nu poate fi măsurat nici măcar atunci când este observat cu un telescop?
A. Cunoscând distanța de la Pământ și de la Soare și luând o valoare medie
reflectivitatea suprafeței asteroidului, dimensiunile sale liniare pot fi estimate.
B. Cunoscând distanța de la Pământ și de la Soare, putem estima dimensiunile sale liniare.
B. Cunoașterea unei reflectivitati medii a suprafeței asteroidului
se pot estima dimensiunile sale liniare.
9. „Dacă vrei să vezi o cometă care merită văzută, trebuie să ieși afară
sistemul nostru solar, unde se pot întoarce, știi? sunt un prieten
Doamne, am văzut acolo astfel de exemplare care nici măcar nu se potriveau în orbite
cele mai faimoase comete ale noastre – cozile lor ar atârna cu siguranță spre exterior.”
Este adevărată afirmația?
R. Da, pentru că în afara sistemului solar și departe de alte sisteme similare
cometele au cozi ca aceasta.
B. Nu, pentru că în afara sistemului solar și departe de alte sisteme similare
cometele nu au cozi și au dimensiuni neglijabile.
10. Comparați motivele strălucirii unei comete și a unei planete. Este posibil să se observe
diferențe în spectrele acestor corpuri? Dați un răspuns detaliat.
Raspunsuri:
Opțiunea I: 1 – A; 2 – B; 3 – B; 4 – A; 5 B; 6 – B; 7 – A; 8 – B; 9 – A; 10 – A.
Opțiunea II: 1 – B; 2 – E; 3 –A; 4 B; 5 – B; 6 – A; 7 – A; 8A; 9 – B;
.α
Opțiunea I:
Rezolvarea problemelor nr. 10: Să presupunem că coada cometei este îndreptată perpendicular pe rază
viziune. Apoi lungimea sa poate fi estimată după cum urmează. Să notăm dimensiunea unghiulară a cozii
/2α poate fi găsit dintr-un triunghi dreptunghic, unul dintre catete
Jumătate din acest unghi
care este jumătate din lungimea cozii cometei p/2, iar cealaltă este distanța de la Pământ până la
° .5 este mic, deci putem presupune aproximativ că
cometa L. Apoi tg
tangenta sa este egală cu unghiul însuși (exprimat în radiani). Apoi putem scrie că α
≈
150 ∙ 106 km, obținem p
Prin urmare, amintindu-ne că unitatea astronomică este
1,3 ∙ 106 km.
α
/2 = p/2 L . Unghi 0
150 ∙ 106 ∙ (0.5/57)
p/L.
≈ α ≈
L∙

Există o altă opțiune de evaluare. Puteți observa că cometa zboară de pe Pământ către
distanță egală cu distanța de la Pământ la Soare, iar coada sa are o dimensiune unghiulară,
egal cu diametrul unghiular aparent al Soarelui pe cerul pământului. Prin urmare liniară
dimensiunea cozii este egală cu diametrul Soarelui, a cărui valoare este apropiată de cea obținută mai sus
rezultat. Cu toate acestea, nu avem informații despre modul în care este orientată coada cometei
spaţiu. Prin urmare, trebuie concluzionat că estimarea lungimii cozii obținută mai sus este
aceasta este valoarea minimă posibilă. Deci răspunsul final arată astfel: lungime
Coada cometei are cel puțin 1,3 milioane de kilometri.
Opțiunea II:
Soluția la problema nr. 4: Extra Quaoar, pentru că aparține centurii Kuiper. Toate
obiectele rămase sunt asteroizii din centura principală. Toți asteroizii principali enumerați
curelele au nume preluate din mitologia antică, iar numele „Quaoar” are clar
alte rădăcini semantice. Quaoar a fost numit după zeitatea creatoare dintre indieni
Tribul Tongva.
Soluția la problema nr. 10: Nucleul cometei și praful situat în capul și coada cometei,
reflectă lumina soarelui. Gazele care alcătuiesc capul și coada strălucesc datorită
energie primită de la Soare. Planetele reflectă lumina soarelui. Deci în ambele
în spectre vor fi observate linii de absorbţie caracteristice spectrului solar. LA
aceste linii din spectrul planetei se adaugă liniilor de absorbție ale gazelor care alcătuiesc
atmosfera planetei și în spectrul cometei - liniile de emisie ale gazelor incluse în compoziție
comete.
Literatură:
1. G.I Malakhova, E.K. Strout „Material didactic despre astronomie”: Un manual pentru
profesori. M.: educație, 1989.
2. Moshe D. Astronomie: Carte. pentru studenti. Pe. din engleză/Ed. A.A. Gurshtein. – M.:
Iluminismul, 1985.
3. V.G. Surdin. Olimpiadele Astronomice. Probleme cu soluții – Moscova, Editura
Centrul Educațional și Științific de Formare Preuniversitară, Universitatea de Stat din Moscova, 1995.
4. V.G. Surdin. Probleme astronomice cu soluții - Moscova, URSS, 2002.
5. Obiectivele Olimpiadei Astronomice de la Moscova. 19972002. Ed. O.S.
Ugolnikova, V.V. Cichmarya - Moscova, MIOO, 2002.
6. Obiectivele Olimpiadei Astronomice de la Moscova. 20032005. Ed. O.S.
Ugolnikova, V.V. Cichmarya - Moscova, MIOO, 2005.
7 DIMINEATA. Romanov. Întrebări interesante despre astronomie și multe altele - Moscova, ICSME,
2005.
8. Olimpiada panrusă pentru școlari în astronomie. Stare automată A.V. Zasov, etc. –
Moscova, Agenția Federală pentru Educație, AIC și PPRO, 2005.
9. Olimpiada rusească pentru școlari în astronomie: conținutul olimpiadei și
pregătirea concurenților. Stare automată O. S. Ugolnikov – Moscova, Agenția Federală
despre educație, AIC și PPRO, 2006 (în presă).
Resurse de internet:
1. Site-ul oficial al tuturor olimpiadelor rusești, creat la inițiativa lui
Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse și Agenția Federală pentru
educație http://www.rusolymp.ru
2. Site-ul oficial al Olimpiadei Astronomice All-Rusian
http://lnfm1.sai.msu.ru/~olympiad
3. Site-ul web al olimpiadelor astronomice din Sankt Petersburg și al regiunii Leningrad -
probleme și soluții http://school.astro.spbu.ru

„Există o singură modalitate inconfundabilă de a determina locația și direcția traseului unei nave pe mare - astronomic, și fericit este cel care este familiarizat cu ea - cu aceste cuvinte ale lui Cristofor Columb deschidem o serie de eseuri - lecții despre navigaţia cerească.

Navigația marină cerească și-a luat naștere în epoca marilor descoperiri geografice, când „oamenii de fier navigau pe corăbii de lemn”, iar de-a lungul secolelor a absorbit experiența multor generații de marinari. În ultimele decenii, s-a îmbogățit cu noi instrumente de măsurare și calcul, noi metode de rezolvare a problemelor de navigație; Sistemele de navigație prin satelit introduse recent, pe măsură ce continuă să se dezvolte, vor face din toate dificultățile de navigație un lucru de istorie. Rolul navigației maritime cerești (din greacă aster - stea) rămâne extrem de important și astăzi. Scopul seriei noastre de eseuri este de a introduce navigatorii amatori în metodele moderne de orientare cerească disponibile în condiții de yachting, care sunt cel mai des folosite în marea liberă, dar pot fi folosite și în cazurile de navigație de coastă când reperele de coastă nu sunt vizibile sau nu poate fi identificat.

Observațiile reperelor cerești (stele, Soare, Lună și planete) permit navigatorilor să rezolve trei probleme principale (Fig. 1):

• 1) măsurați timpul cu suficientă precizie pentru orientarea aproximativă;
• 2) determinați direcția de mișcare a navei chiar și în absența busolei și corectați busola, dacă este disponibilă;
• 3) determinați locația geografică exactă a navei și controlați corectitudinea traseului acesteia.

În funcție de instrumentele nautice, manuale și instrumente de calcul utilizate, precizia rezolvării problemelor de navigație cerească va fi diferită. Pentru a le putea rezolva pe deplin și cu o precizie suficientă pentru navigația pe mare deschisă (eroare de localizare - nu mai mult de 2-3 mile, în corecția busolei - nu mai mult de 1°), trebuie să aveți:

• un sextant de navigație și un ceas bun impermeabil (de preferință electronic sau cuarț);
• un receptor radio cu tranzistori pentru primirea semnalelor de timp și un microcalculator de tip „Electronics” (acest microcalculator trebuie să aibă intrarea unghiurilor în grade, să ofere calculul funcțiilor trigonometrice directe și inverse și să efectueze toate operațiile aritmetice; cel mai convenabil este „Electronică” BZ-34); în lipsa unui microcalculator, puteți utiliza tabele matematice sau tabele speciale „Înălțimi și azimuturi de luminare” („VAS-58”), publicate de Direcția Principală de Navigație și Oceanografie;
• Anuarul Astronomic Nautic (MAE) sau alt manual pentru calcularea coordonatelor luminilor.

În absența oricăruia dintre mijloacele de navigație cerească de mai sus pe navă, se păstrează însăși posibilitatea de orientare a navigației cerești, dar precizia acesteia scade (rămânând, totuși, destul de satisfăcătoare pentru multe cazuri de navigare pe un iaht). Apropo, unele instrumente și facilități de calcul sunt atât de simple încât pot fi realizate independent.

Navigația cerească nu este doar o știință, ci și o artă - arta de a observa stelele în condiții de mare și de a efectua calcule cu precizie. Nu lăsa eșecurile inițiale să te dezamăgească: cu puțină răbdare vor apărea aptitudinile necesare, iar odată cu ele vor veni și o mare satisfacție în arta de a naviga ferit de țărmuri.

Toate metodele de navigație cerească pe care le vei stăpâni au fost testate de multe ori în practică, le-au servit deja bine marinarilor în cele mai critice situații de mai multe ori. Nu amânați să le stăpâniți „pentru mai târziu” când vă pregătiți pentru înot; Succesul campaniei se decide pe mal!

Navigația cerească, ca orice astronomie, este o știință observațională. Legile și metodele sale sunt derivate din observațiile mișcării vizibile a luminilor, din relația dintre locația geografică a observatorului și direcțiile aparente ale luminilor. Prin urmare, vom începe studiul navigației cerești cu observații ale luminilor – vom învăța să le identificăm; Pe parcurs, să ne familiarizăm cu principiile astronomiei sferice de care avem nevoie în viitor.

Repere cerești

Pentru navigația pe mare, sunt folosite doar stelele cele mai strălucitoare, ele sunt numite stele de navigație. Cele mai frecvent observate stele de navigație sunt enumerate în tabel. 1; un catalog complet de stele de navigație este disponibil în MAE.

Imaginea cerului înstelat nu este aceeași în diferite zone geografice, în diferite anotimpuri ale anului și în diferite momente ale zilei.

Când începeți o căutare independentă pentru stele de navigație în emisfera nordică a Pământului, utilizați o busolă pentru a determina direcția către punctul nord situat la orizont (indicat prin litera N în Fig. 2). Deasupra acestui punct, la o distanță unghiulară egală cu latitudinea geografică a locului tău φ, se află steaua Polaris - cea mai strălucitoare dintre stelele constelației Ursei Mici, formând forma unui oală cu mâner curbat (Little Dipper). Cel polar este notat cu litera greacă „alfa” și se numește α Ursa Mică; a fost folosit de marinari de câteva secole ca reper principal de navigație. În absența unei busole, direcția spre nord este ușor de determinată ca direcție spre Polyarnaya.

Ca o scară pentru măsurarea aproximativă a distanțelor unghiulare pe cer, puteți utiliza unghiul dintre direcțiile de la ochi până la vârfurile degetului mare și arătător ale mâinii întinse (Fig. 2); aceasta este aproximativ 20°.

Luminozitatea aparentă a unei stele este caracterizată de un număr convențional, care se numește magnitudine și este desemnat prin litera m. Scara de magnitudine arată astfel:

Observăm atmosfera pământului sub formă de firmament (Fig. 3), turtită deasupra capului. În condiții marine pe timp de noapte, distanța până la orizont pare a fi aproximativ de două ori mai mare decât distanța până la punctul zenital Z situat deasupra capului (din limba arabă zamt - vârf). În timpul zilei, planeitatea vizibilă a cerului poate crește de o dată și jumătate până la două ori, în funcție de înnorărire și de ora zilei.

Datorită distanțelor foarte mari față de corpurile cerești, acestea ni se par a fi echidistante și situate pe cer. Din același motiv, poziția relativă a stelelor pe cer se schimbă foarte lent - cerul nostru înstelat nu este mult diferit de cerul înstelat al Greciei Antice. Doar corpurile cerești cele mai apropiate de noi - Soarele, planetele și Luna - se mișcă vizibil în foaierul constelațiilor - figuri formate din grupuri de stele reciproc staționare.

Oblatia cerului duce la o distorsiune a estimării vizuale a înălțimii aparente a luminii - unghiul vertical h între direcția către orizont și direcția către luminare. Aceste distorsiuni sunt deosebit de mari la altitudini joase. Deci, să remarcăm încă o dată: înălțimea observată a luminii este întotdeauna mai mare decât înălțimea sa adevărată.

Direcția către steaua observată este determinată de IP-ul său adevărat - unghiul în planul orizontului dintre direcția spre nord și linia de orientare a stelei OD, care se obține prin intersecția planului vertical care trece prin stea și planul orizontului. IP-ul luminii este măsurat de la punctul de nord de-a lungul arcului orizontului spre punctul de est în intervalul 0°-360°. Adevărata direcție a Polar este 0° cu o eroare de cel mult 2°.

După ce ați identificat Polar, găsiți constelația Ursa Major pe cer (vezi Fig. 2), care este uneori numită Carul Mare: este situat la o distanță de 30°-40 de Polar, iar toate stelele acestei constelații sunt de navigație. . Dacă ați învățat să identificați cu încredere Ursa Major, veți putea găsi Polaris fără ajutorul unei busole - este situată în direcția de la steaua Merak (vezi Tabelul 1) până la steaua Dubge la o distanță egală cu 5 distanțe. între aceste stele. Constelația Cassiopeia cu stelele de navigație Kaff (β) și Shedar (α) este situată simetric față de Ursa Major (în raport cu Polaris). În mările care spală țărmurile URSS, toate constelațiile pe care le-am menționat sunt vizibile deasupra orizontului noaptea.

După ce am găsit Ursa Major și Cassiopeia, nu este dificil să identifici alte constelații și stele de navigație situate în apropierea lor dacă folosești o hartă stelară (vezi Fig. 5). Este util de știut că arcul de pe cer între stelele Dubge și Bevetnash este de aproximativ 25°, iar între stelele β și ε Cassiopeia - aproximativ 15°; aceste arce pot fi folosite și ca scară pentru a aproxima distanțe unghiulare pe cer.

Ca urmare a rotației Pământului în jurul axei sale, observăm o rotație vizibilă a cerului spre Vest în jurul direcției către Polar; În fiecare oră, cerul înstelat se rotește cu 1 oră = 15°, în fiecare minut cu 1 m = 15", și pe zi cu 24 de ore = 360°.

2. Mișcarea anuală a Soarelui pe cer și schimbările sezoniere ale aspectului cerului înstelat. În timpul anului, Pământul face o revoluție completă în jurul Soarelui în spațiul cosmic. Din acest motiv, direcția de la Pământul în mișcare la Soare se schimbă constant; Soarele descrie curba punctată afișată pe harta stelară (vezi reședința), care se numește ecliptică.

Locul vizibil al Soarelui își face propria mișcare anuală de-a lungul eclipticii în direcția opusă rotației zilnice aparente a cerului înstelat. Viteza acestei mișcări anuale este mică și egală cu I/zi (sau 4 m/zi). În luni diferite, Soarele trece prin diferite constelații, formând o centură zodiacală („cerc de animale”) pe cer. Deci, în luna martie, Soarele este observat în constelația Pești, iar apoi succesiv în constelațiile Berbec, Taur, Gemeni, Rac, Leu, Fecioară, Balanță, Scorpion, Săgetător, Capricorn, Vărsător.

Constelațiile situate în aceeași emisferă cu Soarele sunt iluminate de acesta și nu sunt vizibile în timpul zilei. La miezul nopții, constelațiile sunt vizibile în sud, la distanță de locul Soarelui la o dată calendaristică dată cu 180° = 12 ore.

Combinația dintre mișcarea zilnică aparentă rapidă a stelelor și mișcarea lentă anuală a Soarelui duce la faptul că imaginea cerului înstelat observată astăzi în acest moment va fi vizibilă mâine cu 4 m mai devreme, peste 15 zile - cu 4 m mai devreme.

3. Localizarea geografică și vizibilă a stelei. Harta stelelor. Globul stelar. Pământul nostru este sferic; Acum acest lucru este dovedit clar de fotografiile făcute de stațiile spațiale.

În navigație, se crede că Pământul are forma unei mingi obișnuite, pe suprafața căreia locul iahtului este determinat de două coordonate geografice:

Latitudinea geografică φ (Fig. 4) - unghiul dintre planul ecuatorului Pământului echivalentulși direcția plumbului (direcția gravitației) în punctul de observație O. Acest unghi este măsurat prin arcul meridianului geografic al locului observatorului (pe scurt, meridianul local) EO de la planul ecuatorial spre polul Pământului cel mai apropiat de locul de observare în intervalul 0°-90°. Latitudinea poate fi nord (pozitivă) sau sud (negativă). În fig. 4, latitudinea locului O este egală cu φ = 43° N. Latitudinea determină poziția paralelei geografice - un cerc mic paralel cu ecuatorul.

Longitudinea geografică λ este unghiul dintre planele meridianului geografic principal (conform acordului internațional, trece prin Observatorul Greenwich din Anglia - G în Fig. 4) și planul meridianului local al observatorului. Acest unghi este măsurat de arcul ecuatorului pământesc spre est (sau vest) în intervalul 0°-180°. În fig. 4 longitudinea locului este λ = 70° O st . Longitudinea determină poziția meridianului local.

Direcția meridianului local în punctul de observație O este determinată de direcția umbrei soarelui la amiază de la un stâlp instalat vertical; la amiază, această umbră are cea mai scurtă lungime pe o platformă orizontală, formează linia N-S de la amiază (vezi Fig. 3). Orice meridian local trece prin polii geografici P n și P s, iar planul său trece prin axa de rotație a Pământului P n P s și prin plumbul OZ.

O rază de lumină dintr-un corp îndepărtat * vine în centrul Pământului în direcția *C, traversând suprafața pământului la un punct σ. Să ne imaginăm că o sferă auxiliară (sfera cerească) este descrisă din centrul Pământului cu o rază arbitrară. Aceeași rază va intersecta sfera cerească în punctul σ". Punctul σ este numit locația geografică a luminii (GLM), iar punctul σ" este locația vizibilă a luminii pe sferă. Conform fig. 4. Se poate observa că poziția HMS este determinată de șprotul geografic φ* și longitudinea geografică λ*.

Poziția locului vizibil al luminii pe sfera cerească este determinată în mod similar:

• arcul meridianului GMS φ* este egal cu arcul δ al meridianului ceresc care trece prin locul vizibil al luminii; această coordonată pe sferă se numește declinația luminii, se măsoară în același mod ca și latitudinea;
• arcul ecuatorului terestru λ* este egal cu arcul t gr al ecuatorului ceresc; pe sferă această coordonată se numește unghiul orar Greenwich, se măsoară în același mod ca și longitudinea, sau, în calcul circular - întotdeauna spre vest, variind de la 0° la 360°.

Poziția meridianului locului vizibil al luminii pe sfera cerească poate fi determinată nu numai în raport cu meridianul ceresc Greenwich. Să luăm ca punct de plecare punctul ecuatorului ceresc la care Soarele este vizibil pe 21 martie. În această zi, primăvara începe pentru emisfera nordică a Pământului, ziua este egală cu noaptea; punctul menționat este numit punctul de primăvară (sau punctul Berbec) și este desemnat prin semnul Berbec - ♈, așa cum se arată în graficul stelar.

Arcul ecuatorului de la punctul de primăvară până la meridianul locului vizibil al luminii, numărat în direcția mișcării zilnice aparente a luminilor de la 0° la 360°, se numește unghi sideral (sau complement sideral) și se notează τ*.

Arcul ecuatorului de la punctul de primăvară până la meridianul locului vizibil al luminii, numărat în direcția mișcării anuale proprii a Soarelui prin sfera cerească, se numește ascensiune dreaptă α (în Fig. 5 este dat în măsura orară, iar unghiul sideral - în măsura în grade). Coordonatele stelelor de navigație sunt prezentate în tabel. 1; este evident că, cunoscând τ°, se poate găsi întotdeauna

Arcul ecuatorului ceresc de la meridianul local (partea de amiază P n ZEP s) până la meridianul luminii se numește unghiul orar local. Conform fig. 4 este clar că t diferă întotdeauna de t gr prin valoarea longitudinii poziției observatorului:

Datorită mișcării zilnice aparente a corpurilor de iluminat, unghiurile orare ale acestora se schimbă constant. Din acest motiv, unghiurile stelare nu se schimbă, deoarece originea lor (punctul de primăvară) se rotește odată cu cerul.

Unghiul orar local al punctului Spring se numește timp sideral; se măsoară întotdeauna spre vest de la 0° la 360°. Poate fi determinată cu ochi prin poziția pe cer a meridianului stelei Kaff (β Cassiopeia) în raport cu meridianul ceresc local. Conform fig. 5 este clar că este întotdeauna

Este util de știut că la δ N > 90° - φ N luminarul din emisfera nordică a Pământului se mișcă întotdeauna deasupra orizontului la δ 90° - φ N nu se observă.

Un model mecanic al sferei cerești, care reproduce aspectul cerului înstelat și toate coordonatele discutate mai sus, este un glob stelar (Fig. 6). Acest dispozitiv de navigație este foarte util în călătoriile lungi: cu ajutorul său puteți rezolva toate problemele navigației cerești (cu o eroare unghiulară a rezultatelor soluției de cel mult 1,5-2° sau cu o eroare de timp de cel mult 6-8 minute Înainte de lucru, globul este așezat în locații de observare a latitudinii (prezentate în Fig. 6) și în funcție de timpul sideral local t γ, regulile de calcul pentru perioada de observare vor fi explicate mai jos.

Dacă se dorește, se poate realiza un glob de stea simplificat dintr-un glob școlar prin marcarea locurilor vizibile ale stelelor pe suprafața sa, ghidată de Tabel. Eu și o diagramă stelară. Precizia rezolvării problemelor pe un astfel de glob va fi oarecum mai mică, dar suficientă pentru multe cazuri de orientare în direcția de mișcare a iahtului. De asemenea, rețineți că harta stelară oferă o imagine directă a constelațiilor (așa cum le vede observatorul), iar imaginile lor inverse sunt vizibile pe globul stelar.

Identificarea stelelor de navigație

Fiecare schemă corespunde observațiilor de seară într-un anumit moment al anului: primăvara (Fig. 1), vara (Fig. 2), toamna (Fig. 3) și iarnă (Fig. 4) sau observațiile dimineții primăvara (Fig. 3). 2), vara (Fig. 3), toamna (Fig. 4) și iarna (Fig. 1). Fiecare schemă sezonieră poate fi utilizată în alte perioade ale anului, dar la un moment diferit al zilei.

Pentru a selecta o schemă sezonieră potrivită pentru timpul prevăzut de observare, utilizați tabelul. 1. Trebuie să introduceți acest tabel în funcție de data calendaristică a observației cea mai apropiată de cea intenționată și de așa-numita ora „meridiană” a zilei T M.

Ora meridiană cu o eroare admisibilă de cel mult jumătate de oră poate fi obținută pur și simplu prin reducerea orei de iarnă adoptată în URSS din 1981 cu 1 oră și a orei de vară cu 2 ore. Regulile de calculare a condițiilor de mare T în funcție de timpul navei acceptat la bordul iahtului sunt explicate în exemplul de mai jos. Cele două rânduri de jos ale tabelului pentru fiecare schemă sezonieră indică timpul sideral corespunzător t M și citirea unghiului sideral τ K pe scara hărții stelare MAE; Aceste valori fac posibilă determinarea care dintre meridianele hărții stelare coincide cu meridianul locației dvs. geografice la momentul prevăzut de observare.

Când stăpâniți inițial regulile de identificare a stelelor de navigație, este necesar să vă pregătiți pentru observații în prealabil; Sunt utilizate atât o diagramă stea cât și o diagramă sezonieră. Orientăm harta stelară pe sol; din punctul de sud pe orizont de-a lungul cerului spre polul nord al lumii, se va localiza meridianul hărții stelelor ecuatoriale, care este digitalizată cu valoarea t M, adică pentru schemele noastre sezoniere - 12 H, 18 H, 0(24) H și 6 H. meridian și este prezentat ca o linie punctată pe diagramele sezoniere. Lățimea fiecărui circuit este de aproximativ 90° = 6 H; prin urmare, după câteva ore, din cauza rotației cerului înstelat spre vest, meridianul punctat se va deplasa spre marginea stângă a diagramei, iar constelațiile sale centrale - spre dreapta.

Harta ecuatorială acoperă cerul înstelat între paralelele 60° N și 60° S, dar nu toate stelele afișate pe ea vor fi neapărat vizibile în zona dvs. Deasupra capului tău, aproape de zenit, poți vedea acele constelații ale căror declinații stelelor sunt apropiate ca mărime de latitudinea locului (și „cu același nume” cu acesta). De exemplu, la latitudinea φ = 60° N la t M = 12 H, constelația Ursa Major este situată deasupra capului tău. Mai mult, așa cum sa explicat deja în primul eseu, se poate argumenta că la φ = 60° N, stelele situate la sud de paralelă cu declinație δ = 30° S etc. nu vor fi niciodată vizibile.

Pentru un observator de la latitudini nordice, harta stelară ecuatorială arată în principal acele constelații care sunt observate în jumătatea de sud a cerului. Pentru a determina vizibilitatea constelațiilor din jumătatea nordică a cerului, se folosește o hartă polară nordică, care acoperă o zonă conturată de la polul nord ceresc cu o rază de 60°. Cu alte cuvinte, harta polară nord se suprapune pe harta ecuatorială într-o zonă largă între paralelele 30° N și 60° N. Pentru a orienta harta polară pe sol, este necesar să se găsească din tabel meridianul ei digitizat. 1 de magnitudine τ, plasați-l deasupra capului, astfel încât să coincidă cu direcția de la zenit la polul nord al lumii.

Să ne amintim că toate stelele de pe cer au aceeași dimensiune - sunt vizibile ca puncte luminoase și diferă doar prin intensitatea strălucirii și a nuanței lor de culoare. Mărimea cercurilor de pe harta stelară nu indică dimensiunea aparentă a stelei de pe cer, ci puterea relativă a luminozității sale - magnitudinea. În plus, imaginea constelației este întotdeauna oarecum distorsionată atunci când suprafața sferei cerești este extinsă pe planul hărții. Din aceste motive, aspectul constelației pe cer este oarecum diferit de aspectul ei pe hartă, dar acest lucru nu creează dificultăți semnificative în identificarea stelelor.

Învățarea identificării stelelor de navigație nu este dificilă. Pentru navigarea în timpul vacanței, este suficient să cunoașteți locația unei duzini de constelații și stelele de navigație incluse în acestea din cele enumerate în tabel. 1 al primului eseu. Două sau trei nopți de antrenament înainte de călătorie vă vor oferi încredere în navigarea lângă stele pe mare.

Nu încercați să identificați constelațiile căutând pe dvs. figuri de eroi mitici sau animale care corespund numelor care sună tentant. Desigur, se poate ghici că constelațiile animalelor nordice - Ursa Major și Ursa Minor - ar trebui căutate cel mai adesea în direcția spre nord, iar constelația Scorpionului sudic - în jumătatea de sud a cerului. Cu toate acestea, aspectul observat efectiv al acelorași constelații nordice „ursa” este mai bine transmis prin versete binecunoscute:

Doi urși râd:
- Te-au înșelat aceste stele?
Ei sunt numiți pe numele nostru,
Și arată ca niște cratițe.

Pentru un navigator, un ghid practic al cerului înstelat pot fi diagrame - indicatori ai stelelor de navigație (Fig. 1-4), care arată locația acestor stele în raport cu mai multe constelații de referință care sunt ușor de identificat din hărțile stelare.

Principala constelație de sprijin este Ursa Major, a cărei găleată în mările noastre este întotdeauna vizibilă deasupra orizontului (la o latitudine de peste 40° N) și este ușor de identificat chiar și fără o hartă. Să ne amintim denumirile proprii ale stelelor Carului Mare (Fig. 1): α - Dubge, β - Merak, γ - Fekda, δ - Megrets, ε - Aliot, ζ - Mizar, η - Benetnash. Cunoașteți deja cele șapte stele de navigare!

În direcția liniei Merak - Dubge și la o distanță de aproximativ 30° se află, după cum știm deja, Polar - capătul mânerului găleții Ursa Minor, în fundul căruia este vizibil Kokhab.

Pe linia Megrets - Polar și la aceeași distanță de Polar, sunt vizibile „sânul fecioarei” al Cassiopeei și stelele ei Kaff și Shedar.

În direcția Fekda - Megrets și la o distanță de aproximativ 30° vom găsi steaua Deneb, situată în coada constelației Cygnus - una dintre puținele care cel puțin într-o oarecare măsură corespunde ca configurație numelui său.

În direcția Fekda - Alioth, într-o zonă la aproximativ 60° distanță, este vizibilă cea mai strălucitoare stea nordică - frumusețea albastră Vega (o Lyrae).

În direcția Mizar - Polar și la o distanță de aproximativ 50°-60° de pol se află constelația Andromeda - un lanț de trei stele: Alferraz, Mirakh, Alamak de luminozitate egală.

În direcția Mirakh - Alamak, Mirfak (α Perseus) este vizibil la aceeași distanță.

În direcția Megrets - Dubge, la o distanță de aproximativ 50°, sunt vizibile vasul pentagonal al Aurigai și una dintre cele mai strălucitoare stele, Capella.

În acest fel am găsit aproape toate stelele de navigație vizibile în jumătatea de nord a cerului nostru. Folosind Fig. 1, merită să exersați mai întâi căutarea stelelor de navigație pe hărțile stelare. Când te antrenezi „la sol”, păstrează orezul. 1 „cu susul în jos”, arătând cu pictograma * spre punctul N.

Să trecem la luarea în considerare a stelelor de navigație din jumătatea de sud a cerului de primăvară în aceeași fig. 1.

Perpendicular pe fundul Carului Mare, la o distanță de aproximativ 50°, se află constelația Leului, în laba din față se află Regulus, iar în vârful cozii - Denebola Pentru unii observatori, această constelație nu seamănă cu a leu, ci un fier de călcat cu mânerul îndoit. În direcția cozii Leului se află constelația Fecioarei și steaua Spica. La sud de constelația Leului, într-o regiune săracă în stele de lângă ecuator, Alphard (și Hydra) va fi vizibil.

Pe linia Megrets - Merak la o distanta de aproximativ 50° poti vedea constelatia Gemeni - doua stele stralucitoare Castor si Pollux. Pe același meridian cu ei și mai aproape de ecuator, este vizibil Procyon strălucitor (α Canis Minor).

Mișcându-ți privirea de-a lungul curbei mânerului Carului Mare, la o distanță de aproximativ 30° vom vedea Arcturus portocaliu strălucitor (α Bootes - o constelație asemănătoare unei parașute deasupra Arcturus). Lângă această parașută, este vizibil un bol mic și slab al Coroanei de Nord, în care Alfacca iese în evidență,

Continuând în direcția aceleiași coturi a mânerului Carului Mare, nu departe de orizont vom găsi Antares - ochiul roșcat strălucitor al constelației Scorpion.

Într-o seară de vară (Fig. 2), „triunghiul de vară” format din stelele strălucitoare Vega, Deneb și Altair (α Orla) este clar vizibil pe partea de est a cerului. Constelația Vultur sub formă de diamant este ușor de găsit în direcția de zbor a lui Cygnus. Între Eagle și Bootes există o stea slabă Ras-Alhage din constelația Ophiuchus.

În serile de toamnă în sud se observă „Piața Pegasus”, formată din steaua Alferraz, pe care am considerat-o deja, și trei stele din constelația Pegasus: Markab, Sheat, Algenib. Pătratul Pegasus (Fig. 3) este ușor de găsit pe linia Polar - Kaff la o distanță de aproximativ 50° de Cassiopeia. În ceea ce privește Piața Pegas, este ușor de găsit constelațiile Andromeda, Perseus și Auriga la est, iar constelațiile „triunghiului de vară” la vest.

La sud de Piața Pegasus, lângă orizont, sunt vizibile Difda (β Cetus) și Fomalhaut - „gura Peștelui de Sud”, pe care Balena intenționează să o înghită.

Pe linia Markab - Algeinb, la o distanță de aproximativ 60°, Aldebaran strălucitor (α Tauri) este vizibil în „stropii” caracteristice stelelor mici. Hamal (α Berbec) este situat între constelațiile Pegas și Taur.

În jumătatea de sud a cerului de iarnă, bogată în stele strălucitoare (Fig. 4), este ușor de navigat în raport cu cea mai frumoasă constelație Orion, care poate fi recunoscută fără hartă. Constelația Auriga este situată la jumătatea distanței dintre Orion și Polaris. Constelația Taur este situată pe continuarea arcului centurii lui Orion (formată din stelele „trei surori” ζ, ε, δ Orion) la o distanță de aproximativ 20°. Pe continuarea sudică a aceluiași arc, la o distanță de aproximativ 15°, sclipește cea mai strălucitoare stea, Sirius (α Canis Majoris). În direcția γ - α a lui Orion, porțiunea este observată la o distanță de 20°.

În constelația Orion, stelele de navigație sunt Betelgeuse și Rigel.

Trebuie avut în vedere faptul că aspectul constelațiilor poate fi distorsionat de planetele care apar în ele - „stelele rătăcitoare”. Poziția planetelor pe cerul înstelat în 1982 este indicată în tabelul de mai jos. 2 Așadar, după ce am studiat acest tabel, vom stabili că, de exemplu, în luna mai Venus nu va fi vizibilă seara, Marte și Saturn vor distorsiona vederea constelației Fecioarei, iar nu departe de ele în constelația Balanță Jupiter strălucitor va fi vizibil (o „paradă a planetelor” rar observată). Informații despre locurile vizibile ale planetelor sunt date pentru fiecare an în MAE și Calendarul Astronomic al editurii Nauka. Ele trebuie trasate pe o hartă stelară în pregătirea călătoriei, folosind ascensiunile drepte și declinațiile planetelor indicate în aceste manuale pentru data observării.

Căutarea stelelor de navigație trebuie să fie semnificativă; O persoană recunoaște rapid și ușor ceea ce se așteaptă să vadă. De aceea, atunci când se pregătește pentru o călătorie, este necesar să se studieze o hartă stelară în același mod în care un turist studiază un traseu pentru o plimbare printr-un oraș necunoscut folosind o hartă.

Când ieșiți la observație, luați cu dvs. o hartă stelară și un indicator al stelelor de navigație, precum și o lanternă (este mai bine să-i acoperiți sticla cu oja roșie). O busolă va fi utilă, dar puteți face fără ea determinând direcția spre nord de-a lungul Polyarnaya. Gândiți-vă la ceva care va servi drept „bară de scară” pentru estimarea distanțelor unghiulare pe cer. Unghiul la care este vizibil un obiect ținut cu mâna întinsă și perpendicular pe acesta conține tot atâtea grade cât numărul de centimetri în înălțime a acestui obiect. Pe cer, distanța dintre stelele Dubge și Megrets este de 10°, între stelele Dubge și Benetnash - 25°, între stelele cele mai exterioare Cassiopeia - 15°, partea de est a Pieței Pegasus - 15°, între Rigel și Betelgeuse - aproximativ 20°.

După ce ați ajuns în zonă la ora stabilită, orientați-vă în direcțiile Nord, Est, Sud și Vest. Găsiți și identificați constelația care trece deasupra capului dvs. - prin zenit sau în apropierea acestuia. Faceți o referință la zona schemei sezoniere și a hărții ecuatoriale - în punctul S și direcția meridianului ceresc local perpendicular pe linia orizontului în punctul S; legați harta polarului nord de zonă - de-a lungul liniei ZP. Găsiți o constelație de referință - Ursa Major (Piața Pegasus sau Orion) și exersați identificarea stelelor de navigație. În acest caz, trebuie să ne amintim despre distorsiunile în înălțimile observate vizual ale corpurilor de iluminat din cauza obscurității cerului, despre distorsiunile de culoare a stelelor la altitudini joase, despre creșterea aparentă a dimensiunii constelațiilor din apropierea orizontului și scăderea pe măsură ce se apropie de zenit, despre modificări ale poziției figurilor constelațiilor în timpul nopții față de orizontul vizibil din -pentru rotația cerului.

A. Calculul timpului meridian

B. Un exemplu de calcul al timpului meridianului și alegerea unei hărți a stelelor sezoniere

Pe mal, se poate lua aproximativ T M egal cu vara, redus cu 2 ore În exemplul nostru:

Selectarea schemei sezoniere și orientarea acesteia

Data locală 7 mai și momentul T M = 22 H 09 M conform tabelului. 1 corespunde cel mai aproape cu schema sezonieră din Fig. 1. Dar această schemă a fost construită pentru T M = 21 H pe 7 mai și vom efectua observații 1 H 09 M mai târziu (în măsura gradului 69 M: 4 M = 17°). Prin urmare, meridianul local (linia S - P N) va fi situat la stânga meridianului central al diagramei cu 17° (dacă am fi observat mai devreme, nu mai târziu, meridianul local s-ar fi deplasat la dreapta).

În exemplul nostru, constelația Fecioarei va trece prin meridianul local deasupra punctului de sud și constelația Ursa Major în apropierea zenitului, iar Cassiopeia va fi situată deasupra punctului nordului (vezi diagrama stelară pentru tγ = 13 H 09 M și τ K = 163°).

Pentru a identifica stelele de navigație, se va folosi orientarea față de Carul Mare (Fig. 1).

Note

2. Titlurile acestor cărți. Gri. Stele. M., „Mir”, 1969. (168 p.); Yu A, Karpenko, Numele cerului înstelat, M., „Știința”, 1981 (183 p.).

1. Constelații

Trebuie să vă familiarizați cu cerul înstelat într-o noapte fără nori, când lumina Lunii nu interferează cu observarea stelelor slabe. O imagine frumoasă a cerului nopții cu stele sclipitoare împrăștiate peste el. Numărul lor pare nesfârșit. Dar așa pare până când aruncați o privire mai atentă și învățați să găsiți grupuri familiare de stele pe cer, neschimbate în pozițiile lor relative. Aceste grupuri, numite constelații, au fost identificate de oameni cu mii de ani în urmă. O constelație este o zonă a cerului în anumite limite stabilite.Întregul cer este împărțit în 88 de constelații, care pot fi găsite prin aranjamentul lor caracteristic de stele.

Multe constelații și-au păstrat numele încă din cele mai vechi timpuri. Unele nume sunt legate de mitologia greacă, de ex. Andromeda, Perseus, Pegasus, unele cu obiecte care seamănă cu figurile formate de stelele strălucitoare ale constelațiilor: Săgeată, Triunghi,Cântare etc. Există constelații numite după animale, de exemplu un leu,Cancer, Scorpion.

Constelațiile de pe cer sunt găsite prin conectarea mentală a stelelor lor cele mai strălucitoare cu linii drepte într-o anumită figură, așa cum se arată pe hărțile stelelor (vezi harta stelară din Anexa VII, precum și Fig. 6, 7, 10). În fiecare constelație, stelele strălucitoare au fost desemnate de multă vreme prin litere grecești *, cel mai adesea cea mai strălucitoare stea a constelației - prin litera α, apoi prin literele β, γ etc. în ordine alfabetică pe măsură ce luminozitatea scade; De exemplu, Steaua polară există constelații Ursa Mică.

* (Alfabetul grecesc este dat în Anexa II.)

Figurile 6 și 7 arată locația stelelor principale ale Ursei Majore și figura acestei constelații, așa cum a fost reprezentată pe hărțile stelare antice (metoda de găsire a Stelei Polare vă este familiară din cursul dvs. de geografie).

Într-o noapte fără lună, aproximativ 3.000 de stele pot fi văzute deasupra orizontului cu ochiul liber. În prezent, astronomii au determinat locația exactă a câtorva milioane de stele, au măsurat fluxurile de energie care vin de la acestea și au întocmit liste de catalog ale acestor stele.

2. Luminozitatea aparentă și culoarea stelelor

În timpul zilei, cerul apare albastru deoarece eterogenitatea mediului aerian împrăștie cel mai puternic razele albastre ale soarelui.

În afara atmosferei Pământului, cerul este întotdeauna negru, iar stelele și Soarele pot fi observate pe el în același timp.

Stelele au luminozitate și culoare diferite: alb, galben, roșcat. Cu cât steaua este mai roșie, cu atât este mai rece. Soarele nostru este o stea galbenă.

Vechii arabi și-au dat propriile nume stelelor strălucitoare. Stele albe: Vega în constelația Lyra, Altairîn constelația Acvila (vizibilă vara și toamna), Sirius- cea mai strălucitoare stea de pe cer (vizibilă iarna); stele roșii: Betelgeuseîn constelație OrionȘi Aldebaranîn constelația Taurului (vizibil iarna), Antaresîn constelația Scorpion (vizibilă vara); galben Capelăîn constelația Auriga (vizibilă iarna) *.

* (Numele stelelor strălucitoare sunt date în Anexa IV.)

Chiar și în antichitate, cele mai strălucitoare stele erau numite stele de magnitudinea 1, iar cele mai slabe, vizibile la limita vederii, erau numite stele de magnitudinea a 6-a. Această terminologie veche a fost păstrată până în zilele noastre. Termenul „magnitudine stelară” (notat cu litera m) nu are nimic de-a face cu dimensiunea reală a stelelor, el caracterizează fluxul de lumină care vine pe Pământ de la o stea. Se acceptă că, cu o diferență de o magnitudine, luminozitatea aparentă a stelelor diferă de aproximativ 2,5 ori. Atunci o diferență de 5 magnitudini corespunde unei diferențe de luminozitate de exact 100 de ori. Astfel, stelele de magnitudinea 1 sunt de 100 de ori mai strălucitoare decât stelele de magnitudinea a 6-a. Metodele moderne de observare fac posibilă detectarea stelelor până la aproximativ 25-a magnitudine.

Măsurătorile precise arată că stelele au mărimi atât fracționale, cât și negative, de exemplu: pentru Aldebaran magnitudinea este m = 1,06, pentru Bega m = 0,14, pentru Sirius m = - 1,58, pentru Soare m = - 26,80.

3. Mișcarea zilnică aparentă a stelelor. Sfera celestiala

Datorită rotației axiale a Pământului, stelele ni se par că se mișcă pe cer. Dacă stai cu fața spre partea de sud a orizontului și observi mișcarea zilnică a stelelor în latitudinile mijlocii ale emisferei nordice a Pământului, vei observa că stelele se ridică pe partea de est a orizontului, se ridică cel mai sus deasupra laturii sudice. a orizontului și așezate pe partea de vest, adică se deplasează de la stânga la dreapta, în sensul acelor de ceasornic (Fig. 8). După o observare atentă, veți observa că Steaua Polară aproape că nu își schimbă poziția față de orizont. Cu toate acestea, alte stele descriu cercuri complete în timpul zilei cu un centru lângă Polaris. Acest lucru poate fi verificat cu ușurință efectuând următorul experiment într-o noapte fără lună. Să îndreptăm camera setată la „infinit” spre Steaua Polară și să o fixăm în siguranță în această poziție. Deschideți obturatorul cu obiectivul complet deschis timp de o jumătate de oră sau o oră. După ce am dezvoltat imaginea obținută în acest fel, vom vedea pe ea arce concentrice - urme ale căilor stelelor (Fig. 9). Centrul comun al acestor arce - un punct care rămâne nemișcat în timpul mișcării zilnice a stelelor, este numit convențional polul Nord pace. Steaua polară este foarte aproape de ea (Fig. 10). Punctul diametral opus acestuia se numește polul Sud pace. Pentru un observator din emisfera nordică a Pământului, aceasta se află sub orizont.

Este convenabil să studiezi fenomenele mișcării zilnice a stelelor folosind construcția matematică - sfera celestiala, adică o sferă imaginară de rază arbitrară, al cărei centru este situat în punctul de observare. Pozițiile vizibile ale tuturor corpurilor de iluminat sunt proiectate pe suprafața acestei sfere și, pentru comoditatea măsurătorilor, se construiesc o serie de puncte și linii (Fig. 11). Astfel, plumbul ZCZ" care trece prin observator intersectează cerul deasupra capului în punctul zenital Z. Punctul diametral opus Z" se numește nadir. Planul (NESW) perpendicular pe plumbul ZZ" este planul orizontului - acest plan atinge suprafața globului în punctul în care se află observatorul (punctul C din Fig. 12). Împarte suprafața sferei cerești. în două emisfere: vizibilul, ale cărui puncte sunt deasupra orizontului, și invizibil, ale cărui puncte se află sub orizont.

Axa de rotație aparentă a sferei cerești care leagă ambii poli ai lumii(R și R") și trecând prin observator(CU), numitaxis mundi(Fig. 11). Axa lumii pentru orice observator va fi întotdeauna paralelă cu axa de rotație a Pământului (Fig. 12). La orizontul de sub polul nord ceresc se află punctul nordic N (vezi Fig. 11 și 12), punctul diametral opus S este punctul sudic. Linia NCS este numită linia de amiază(Fig. 11), deoarece de-a lungul ei pe un plan orizontal la amiază o umbră cade dintr-o tijă așezată vertical. (Ați studiat cum să desenați o linie de amiază pe pământ și cum să navigați de-a lungul părților laterale ale orizontului folosindu-l și Steaua Polară în clasa a cincea în cursul geografiei fizice.) Puncte estice E și vest W se află pe linia orizontului. Ele sunt distanțate la 90° de punctele nord N și sud S. Prin punctul N trece dungile lumii, zenitul Z și punctul S planul meridianului ceresc(vezi Fig. 11), coincizând pentru observatorul C cu planul meridianului său geografic (vezi Fig. 12). În cele din urmă, planul (QWQ"E) care trece prin centrul sferei (punctul C) perpendicular pe axa lumii formează un plan ecuatorul ceresc, paralel cu planul ecuatorului Pământului (vezi Fig. 12). Ecuatorul ceresc împarte suprafața sferei cerești în două emisfere: de Nord cu vârful său la polul nord ceresc şi sudic cu vârful său la polul ceresc sudic.

4. Hărți stelare și coordonate cerești

Pentru a realiza o hartă a stelelor care înfățișează constelații într-un avion, trebuie să cunoașteți coordonatele stelelor. Coordonatele stelelor în raport cu orizont, de exemplu altitudinea, deși vizuale, nu sunt potrivite pentru desenarea hărților, deoarece se schimbă tot timpul. Este necesar să folosiți un sistem de coordonate care se rotește cu cerul înstelat. Acest sistem de coordonate este sistem ecuatorial, este numit astfel deoarece ecuatorul servește drept plan din care și în care sunt măsurate coordonatele. În acest sistem, o coordonată este distanța unghiulară a stelei față de ecuatorul ceresc, numită declinaţie δ (Fig. 13). Acesta variază cu ± 90° și este considerat pozitiv la nord de ecuator și negativ la sud. Declinația este similară cu latitudinea geografică.

A doua coordonată este similară cu longitudinea geografică și se numește ascensiunea dreaptăα.

Ascensiunea dreaptă a luminii M este măsurată prin unghiul dintre planurile cercurilor mari, unul trece prin polii lumii și luminarul dat M, iar celălalt - prin polii lumii și punctul echinocțiu de primăvară, situată pe ecuator (vezi Fig. 13). Acest punct a fost numit astfel pentru că Soarele apare acolo (pe sfera cerească) în primăvara 20-21 martie, când ziua este egală cu noaptea.

Ascensiunea dreaptă este măsurată de-a lungul arcului ecuatorului ceresc de la echinocțiul de primăvară în sens invers acelor de ceasornic, văzută de la polul nord. Acesta variază de la 0 la 360° și se numește ascensiune dreaptă deoarece stelele situate pe ecuatorul ceresc se ridică (și apucă) în ordinea creșterii ascensiunii drepte. Deoarece acest fenomen este asociat cu rotația Pământului, ascensiunea dreaptă este de obicei exprimată nu în grade, ci în unități de timp. În 24 de ore, Pământul (și ni se pare că stelele) face o singură revoluție - 360°. Prin urmare, 360° corespunde la 24 de ore, apoi 15°-1 oră, 1°-4 minute, 15"-1 minut, 15"-1 s. De exemplu, 90° este 6 ore, iar 7 ore 18 minute este 109°30".

În unități de timp, ascensiunea dreaptă este indicată pe grila de coordonate a hărților stelare, atlase și globuri, inclusiv pe harta atașată manualului și Calendarului Astronomic școlar.

Exercitiul 1

1. Ce caracterizează magnitudinea stelară?

2. Există o diferență între polul ceresc nord și punctul nordic?

3. Exprimați 9 ore 15 minute 11 secunde în grade.

Exercitiul 1

1. Conform Anexei VII, familiarizați-vă cu manipularea și instalarea unei hărți stelare în mișcare.

2. Folosind tabelul de coordonate ale stelelor strălucitoare din Anexa IV, găsiți câteva dintre stelele indicate pe harta stelară.

3. Folosind harta, numărați coordonatele mai multor stele strălucitoare și verificați-vă folosind Anexa IV.