Созвездия - участки звездного неба

| Категория реферата: Рефераты по астрономии
| Теги реферата: древний реферат, воспитание реферат
| Добавил(а) на сайт: Klepahov.

Рис. 5. Созвездие Кассионеи в представлении древних греков.

Рис. 6. Созвездие Кассиопеи в представлении белорусов.

Зимними вечерами над южной стороной горизонта фасуется самое эффектное созвездие неба — созвездие Ориона, бросающееся в глаза своими семью яркими звездами, из которых расположение четырех напоминает гигантскую букву X, а три остальные, вытянутые в ряд, перечеркивают эту букву посредине. Справа от верхних ярких звезд, а также левее и выше них видны две дуги из слабых звезд, обращенные вогнутостью к ярким звездам.
Древние греки назвали это созвездие именем мифического великана, охотника
Ориона (рис. 7), и представляли его прикрывающимся щитом из львиной шкуры,
(правая дуга слабых звезд) и замахивающимся палицей, т. е. дубиной (левая верхняя дуга слабых звезд), на бегущего к нему справа Быка (Тельца). Три средние яркие звезды изображали охотничий пояс, к которому привешен меч — ряд слабых звезд, расположенных книзу от пояса. Современная астрономия тоже часто пользуется этими терминами — пояс и меч Ориона.

Рис. 7. Созвездия Ориона и Тельца в представлении древних греков.

В III в. до пашей эры греческие (александрийские) астрономы свели названия созвездий в единую систему, которую впоследствии заимствовала европейская наука и сохранила ее до наших дней, в особенности названия созвездий северного полушария неба. В южном же полушарии, изучение которого европейцами началось, по существу, лишь в XVIII и XIX вв., созвездия получили более современные названия: Телескоп, Часы, Насос и другие.

В настоящее время под созвездиями подразумевают не выделяющиеся группы звезд, а участки звездного неба, так что все звезды (как яркие, так и слабые) причислены к созвездиям. Современные границы и названия созвездий утверждены в 1922 г. на I съезде Международного астрономического союза
(MAC). Все небо разделено на 88 созвездий, из которых 31 находится в северном небесном полушарии, а 48 — в южном. Остальные 9 созвездий (Рыбы,
Кит, Орион, Единорог, Секстант, Дева, Змея, Змееносец и Орел) расположены в обоих небесных полушариях, по обе стороны от воображаемого на небе большого круга, называемого небесным экватором, что на латинском языке означает
«уравниватель», так как он делит все небо на два равных полушария.

Как найти приближенное положение небесного экватора, мы покажем несколько ниже, а сейчас отметим, что на территории Советского Союза видны все созвездия северного полушария неба и некоторые созвездия южного полушария, в зависимости от географической широты места наблюдения: чем оно расположено южнее, тем больше созвездий южного полушария доступно наблюдениям. Так, в Ленинграде видна лишь часть звезд южного созвездия
Скорпиона и то очень низко над горизонтом, а созвездие Центавра совсем не видно. В Армении же, Грузии и Узбекистане видны уже многие звезды созвездия
Центавра и все созвездие Скорпиона.

Далеко не все созвездия могут быть сразу найдены на небе, так как многие из них состоят из слабых звезд, и только около 30 созвездий четко выделяются своими контурами и яркими звездами. К ним относятся созвездия
Большой Медведицы, Пегаса, Кассиопеи, Возничего, Льва и другие. Площади, занимаемые созвездиями на небе, и число звезд в них далеко не одинаковы.
Кстати, отметим, что расстояния между видимыми положениями звезд на небе измеряются в градусах, минутах и секундах дуги, а площади, занимаемые созвездиями на небе,— в квадратных градусах. Из ярких созвездий самым большим по площади является созвездие Большой Медведицы, занимающее площадь в 1280 квадратных градусов и насчитывающее, помимо семи ярких звезд ковша, еще 118 звезд, видимых невооруженным глазом. Самое же маленькое созвездие находится в южном полушарии неба и не видно на территории России — это красивое яркое созвездие Южного Креста, площадью в 68 квадратных градусов, состоящее из пяти ярких и 25 более слабых звезд. Самого маленького созвездия северного неба обычно не знают, так как оно состоит всего лишь из
10 видимых невооруженным глазом слабых звезд; оно называется созвездием
Малого Коня, имеет площадь в 72 квадратных градуса и примыкает к юго- западной границе созвездия Пегаса.

Больше всего ярких звезд, а именно 12, содержит созвездие Скорпиона, но, пожалуй, самым красивым созвездием всего неба является уже упоминавшееся созвездие Ориона, насчитывающее 120 звезд, видимых невооруженным глазом, среди которых семь выделяются своим блеском.

В каждом созвездии основные звезды имеют те или иные обозначения. В древности наиболее ярким звездам каждого созвездия давались собственные имена, многие из которых, главным образом греческие и арабские, дошли до наших дней. Так, семь ярких звезд ковша Большой Медведицы получили названия: Дубхе, Мерак, Фекда, Мегрец, Алиот, Мицар и Бенетнаш. Самая яркая звезда созвездия Волопаса сначала именовалась Аркадом (царем Аркадии), по- гречески — Пастухом, а затем и до сих пор — Арктуром, т. е. Охотником за медведицей (от греческого «арктос» — медведица и «теревтес» — охотник).
Яркая звезда в созвездии Персея, изменение блеска которой было замечено арабами почти 1000 лет назад, получила имя Эль-Гуль (современное имя —
Алголь), что означало «Демон», который, по убеждению древних арабов, отличался лицемерием и двуличием. Капеллой или, в переводе с латинского,
Козочкой названа наиболее яркая звезда созвездия Возничего, изображавшегося па старинных картах в виде мужчины-возницы (кучера) с кнутом, двумя козлятами в левой руке и с козой на плече.

По мере увеличения числа изучаемых звезд стало невозможно запоминать их имена, и с 1603 г. сравнительно яркие звезды в созвездиях стали обозначать буквами греческого алфавита, как правило, в порядке убывания блеска звезд, хотя из этого правила имеется много исключений. В виде примера сошлемся опять на Большую Медведицу, звезды которой обозначены буквами греческого алфавита не в порядке убывания блеска, а по контуру ковша (см. рис. 1). В результате оказалось, что самая яркая звезда созвездия, Алиот, обозначена не первой ([pic]), а пятой буквой ([pic]) греческого алфавита (см. табл. 1).

В созвездии Близнецов звезда [pic] (Кастор) слабее звезды [pic]
(Поллукс), в созвездии Ориона звезда Бетель-гейзе ([pic]) слабее звезды
Ригеля ([pic]), в созвездии Пегаса наиболее яркая звезда обозначена буквой
[pic], а звезда [pic] (Маркаб) — лишь третья по блеску. В созвездии Дракона самой яркой является звезда Этамин ([pic]), за ней по блеску следует звезда
[pic], а звезда [pic] (Тубан) занимает восьмое место. В созвездии же
Стрельца буквой [pic] обозначена лишь шестнадцатая по блеску звезда, а наиболее ярким звездам присвоены обозначения [pic] (Каус Аустралис),
[pic] (Нунки), [pic] и [pic].

Значительно позже для обозначений звезд ввели цифровую нумерацию по созвездиям, ныне, как правило, применяемую лишь для слабых звезд, которые в ряде созвездий обозначаются также буквами латинского алфавита. Обозначения звезд проставляются на современных картах звездного неба и в специальных списках звезд, именуемых звездными каталогами. К настоящему времени астрономы зарегистрировали в звездных каталогах все звезды, видимые невооруженным глазом, а также многие звезды, доступные наблюдениям лишь в телескопы. Перепись звезд показывает, что невооруженному глазу доступны наблюдениям на всем небе около пяти с половиной тысяч звезд, причем на территории России видно только около трех тысяч. Остальное множество звезд из-за их слабого блеска невооруженному глазу недоступно.

Постепенная детализация в изучении звезд привела к необходимости ввести количественную оценку их «видимой яркости» или, как теперь принято более правильно называть, их блеска. Что звезды имеют различный блеск, видно уже при первом, даже беглом обзоре звездного неба: одни из них очень ярки и сразу привлекают внимание наблюдателя, другие менее ярки, и не так бросаются в глаза, третьи настолько слабы, что не видны невооруженным глазом и для' их наблюдения требуются оптические инструменты. Чтобы точно определять блеск звезд, необходимо ввести определенную числовую шкалу.
Можно было бы измерять количество света, которое доходит от звезды до наблюдателя (до Земли), в обычных единицах световой энергии, применяемых в физике. Однако подобная система оценки блеска звезд была бы практически неудобной по двум причинам: во-первых, количество света, доходящее от звезд до нас, так ничтожно мало, что измерение его общепринятыми физическими единицами было бы подобно измерению размеров деталей механизма наручных часов километрами; во-вторых, принятая в этом случае градация блеска звезд была бы так велика, что шкала блеска оказалась бы необычайно громоздкой и невозможно было бы запомнить значений блеска даже самых ярких звезд.

Поэтому блеск звезд выражается не в абсолютных физических (или светотехнических) единицах, а в особой условной шкале, введенной еще во II в. до нашей эры древнегреческим астрономом Гиппархом (180— 110 г. до н. э.), когда не было и в помине физических единиц измерений световой энергии.
Эта шкала называется шкалой звездных величин. Само название шкалы, может быть, и не совсем удачно, поскольку шкала не оценивает линейных размеров звезд, а только позволяет сравнивать друг с другом блеск звезд. В наше время шкала звездных величин значительно усовершенствована и для определения блеска звезд используется точная оптическая аппаратура.

Если начинающий любитель астрономии спросит, как можно оценивать блеск звезд в условной шкале, пусть он вспомнит измерение температуры. Ведь температура есть определенная физическая характеристика, а измеряется она в условной шкале, называемой градусной шкалой.

Шкала звездных величин основана на восприятии света глазом.
Оказывается, человеческий глаз четко отмечает различие интенсивности источников света, если один из них приблизительно в 2,5 раза ярче другого.
Это свойство глаза стало известно науке лишь в конце XVIII в. и является частным случаем более общего психофизиологического закона, сформулированного в XIX в. Э. Вебером (1795--1878) и Г. Фехпером (1801—
1887). Этот закон гласит: Изменение какого-либо ощущения прямо пропорционально относительному изменению раздражающего фактора, или, иначе, если сила раздражения увеличивается в геометрической прогрессии, то восприятие (ощущение) возрастает в арифметической прогрессии. Наши органы чувств, в том числе и глаза, реагируют не на абсолютное, а на относительное изменение внешнего раздражителя, и если, образно говоря, к двум светящимся электролампам одинаковой мощности подключить еще две такие же, то мы уверенно зафиксируем увеличение освещенности; но если эти две лампы добавят свой свет к излучению десяти аналогичных ламп, то паши глаза почти или даже вовсе не заметят различия в освещении.

Известно, что законы природы действуют объективно, т. е. независимо от сознания человека, и становится вполне понятным, почему Гиппарх, не имея представления о законе Вебера — Фехнера, невольно использовал его при введении шкалы звездных величин. Наиболее ярким звездам Гиппарх приписал первую звездную величину; следующие по градации блеска (т. е. более слабые, примерно в 2,5 раза) он посчитал звездами второй звездной величины; звезды, слабее звезд второй звездной величины в 2,5 раза, были названы звездами третьей звездной величины и т. д.; звездам на пределе видимости невооруженным глазом была приписана шестая звездная величина. При такой градации блеска звезд получалось, что звезды шестой звездной величины слабее звезд первой звездной величины в 97,66 раза. Поэтому в 1856 г. английский астроном Н. Р. Погсон предложил считать звездами шестой величины те, которые слабее звезд первой звездной величины ровно в 100 раз. Это предложение было принято всеми астрономами и до сих пор является основой для определения блеска звезд. В любом интервале шкалы разность в пять звездных величин означает различие блеска звезд ровно в 100 раз. Тогда соотношение блеска звезд двух смежных целых звездных величин получается равным не 2,5, а 2,512, что нисколько не влияет на точность определения звездных величин.

Из принципа построения шкалы звездных величин видно, что чем слабее звезда, тем больше ее видимая звездная величина. Это позволяет выражать в звездных величинах блеск слабых звезд, не видимых невооруженным глазом, но открываемых в телескопы, не нарушая стройности самой шкалы: по мере открытия более слабых звезд шкала продолжается в сторону увеличения звездных величин (10-я, 11-я, 12-я и т. д.). В настоящее время известны звезды 24-й звездной величины, которые слабее звезд первой величины примерно в миллиард раз.

Определение блеска звезд в звездных величинах, выполненное точными способами измерения с применением специальных приборов — фотометров, показало, что блеск звезд не может быть точно выражен целыми значениями звездных величин (1, 2, 3 и т. д.), ибо блеск звезд весьма разнообразен.
Поэтому шкала подразделяется на десятые, сотые и даже тысячные доли (в зависимости от требуемой степени точности) звездных величин. Отсюда блеск большинства звезд выражается дробными значениями звездных величин, всегда обозначаемыми латинской буквой т, например, 2[pic],12; 3[pic],56; 5[pic],78 и т. д.

В качестве примера укажем блеск в звездных величинах семи основных звезд Большой Медведицы (см. рис. 1):

|Звезда |Блеск|Звезда |Блеск |
|[pic] |1[pic|[pic] Алиот|1[pic]|
|Дубхе |],95 | |,86 |
|[pic] |2[pic|[pic] Мицар|2[pic]|
|Мерак |],44 | |,17 |
|[pic] |2[pic|[pic] |1[pic]|
|Фекда |],54 |Бенетнаш |,91 |
|[pic] |3[pic| | |
|Мегрец |],44 | | |

Точные измерения блеска ярких звезд показали, что некоторые из них ярче звезд первой звездной величины; такие звезды считают звездами нулевой звездной величины: например, [pic] Лиры (Вега) имеет блеск 0[pic],14; [pic]
Волопаса (Арктур) 0[pic],24; [pic] Возничего (Капелла) 0[pic],21 и т. д.
Наконец, две звезды — Канопус ([pic] Киля) и Сириус ([pic] Большого Пса) ярче звезд нулевой звездной величины и им приписана отрицательная звездная величина -0[pic],89 и -1[pic],58 соответственно.

В звездных величинах можно выразить блеск Солнца (-26[pic],8), Луны
(-12[pic],7 в полнолуние) и планет.

Людям, знакомым с математическими понятиями степени и логарифмов чисел, будет понятно, что шкала звездных величин представляет собой геометрическую прогрессию со знаменателем, равным 2,512, и тогда отношение блеска E[pic]/E[pic] двух объектов, со звездными величинами
, будет