До небесних світил. Зоряні величини

1. Поняття небесної сфери Зоряне небо!.. Напевне, немає лю­дини, яку б не вражала його витончена довершеність, його незбагненна краса і таємничість. Недаремно давні греки дали всьому зоряному Всесвіту назву космос, що означає - оздоба, прикраса. І в цьому немає нічого дивно­го! Свого часу М. Коперник висловився з захопленням: «...Бо що може бу­ти чарівнішим від небосхилу, який вміщує у собі все прекрасне?»

Розмірковуючи над будовою зоряного Всесвіту, філософ Арістотель (384-322 pp.. до н. е.) стверджував: «Всесвіт - досконалий, а тому сферич­ний, бо сфера - єдина досконала фігура». Згідно з його розрахунками, радіус Всесвіту, тобто відстань до сфери зір, має бути у дев'ять разів більшою, ніж відстань від Землі до Сонця, а Земля, за його уявленнями, займає цен­тральне положення у Всесвіті, адже «усі важкі тіла прямують до центра Землі, а оскільки будь-яке тіло прямує до центра всесвіту, то Земля мусить перебувати нерухомо в цьому центрі». Щоправда, інший відомий грецький філософ Демокріт (460-370 pp. до н. е.), а ближче до наших часів Галілей до­водили протилежне: Всесвіт - безмежний, зорі перебувають на різних відстанях від Землі, але ця різниця у відстанях на око не сприймається, тому і здається, що зорі знахо­дяться на внутрішній поверхні деякої сфери. Це виявилось і справді так!

Мал. 3.1. Небесна сфера

Сьогодні ми знаємо, що немає сфери над нашими головами, знаємо, що зорі дуже да­лекі від нас, та поняття небесної сфери зали­шилось, бо виявилося дуже зручним при вивченні видимих рухів світил та визна-

ченні їхніх взаємних розташувань на небі.

Небесна сфера — це уявна сфера довільного радіуса, ft центрі якої знаходиться спостерігач і на яку спроектовано всі світила так, як він бачить їх у певний момент часу з певної точки простору.

Небесну сферу можна уявити у вигляді велетенського глобуса (довільно­го радіуса), схожого на глобус Землі, але розглядається він зсередини (мал. 3.1). Центр небесної сфери збігається з оком кожного окремого спос­терігача. Як і на земному глобусі, на небесній сфері можна намалювати уявні лінії і певні точки, що дає змогу ввести систему небесних координат.

2. Сузір'я, їхня кількість і межі. Перше враження від спосте­реження зоряного неба - це незліченність зір і хаотичність їхнього роз­ташування на небосхилі. Насправді ж зір, які можна побачити неозб­роєним оком, на небі Землі близько 6 000.

Видиме розташування зір на небі змінюється надзвичайно повільно. Без точних вимірів помітити його впродовж сотень і навіть тисяч років немож­ливо. Ця обставина дозволила за незапам'ятних часів намалювати по най­яскравіших зорях перші характерні «зоряні візерунки» - сузір'я (мал. 3.2).

Більшість їхніх назв, які використовуються й сьогодні - це спадок від давніх греків. Так, у творі «Альмагест» Птолемея перелічено 48 сузір'їв. Нові сузір'я з'явилися на небі після перших подорожей у південну півкулю Землі під час великих географічних мандрівок XVI-XVII ст., а також після винайдення телескопа.

На початку XX ст. налічувалося 108 сузір'їв. Але на конгресі Міжнародного Астрономічного Союзу 1922 р. їхню кількість було змен­шено до 88. Тоді ж було встановлено також нові межі сузір'їв, що існу­ють і досі.

Сузір'я — це певна ділянка зоряного неба з чітко окресленими межами, що охоплює всі належні їй світила і яка має власну назву.

Мал. 3.2. Сузір'я на старовинній зоряній карті

У деяких сузір'ях виділяють менші групи зір, наприклад Плеяди та Пади в сузір'ї Тельця, Ківш у сузір'ї Великої Ведмедиці тощо.

Поряд із загальноприйнятими в астрономії назвами для окремих сузір'їв вживають і народні назви. Так, в Україні Велика Ведмедиця - це «Великий Віз», Мала Ведмедиця - «Малий Віз», Кассіопея -«Борона» чи «Пасіка», Дельфін - «Криниця», Пояс Оріона - «Ко­сарі», Орел - «Дівчина з відрами», зоряне скупчення Пади, що утворюють голову Тельця, - «Чепіги», а зоряне скупчення Плеяди - «Стожари».

Про кожну істоту, яку давні люди уявляли у візерунку конкретної групи зір і ім'ям якої називали це сузір'я, було складено певну леген­ду. Наприклад: син грецького бога морів Посейдона, Оріон, був хороб­рим і вправним мисливцем. Не було звіра, якого він не міг би вполюва­ти. Розлючена богиня Артеміда, охоронниця звірів, підіслала до

Вперше надійні річні паралакси було виміряно в середині XIX ст. Дотепер відомо точні величини річних паралаксів майже для 100 000 зір, і на цій основі розроблено біля десяти інших методів визна­чення відстаней до віддаленіших об'єктів.

Оскільки відстані між астрономічними об'єктами дуже великі, то користуватися звичними одиницями довжини (метр, кілометр) незруч­но. Тому в астрономії використовують особливі одиниці для вимірюван­ня відстаней: астрономічна одиниця (а. о.), яка дорівнює середній відстані Землі від Сонця (149 600 000 км), і парсек (пк), від слів «пара­лакс» і «секунда» - відстань, з якої середній радіус земної орбіти видно під кутом 1’ (секунда дуги). Часто використовують похідні одиниці: кілопарсек (1 кпк = 1 000 пк) і мегапарсек (1 Мпк = 1 000 000 пк).

M

Мал. 3.3. Горизонтальний паралакс Мал. 3.4. Річний паралакс зорі

Інколи використовується одиниця довжини світловий рік (св. p.). Це така відстань, яку проходить світло за один рік, поширюючись зі швидкістю 300 000 км/с.

Між одиницями довжини, що використовуються в астрономії, існу­ють такі співвідношення: 1 пк = 3,26 св. р. = 206 265 а.о. — З • 10¹⁶ м; 1 св. р. = 0,3066 пк = 63 240 а. о. = 9,5 • 10¹⁵ м.

5. Зоряні величини. Те, що одні зорі яскравіші, а інші слабкіші, було помічено давно. З метою класифікації зір за їхнім блис­ком Гіппарх увів поняття видимої зоряної величини (цей термін до фізичних розмірів зорі не має ніякого відношення). Найяскравіші зорі він виділив у групу зір 1-ї величини, трохи слабкіші - 2-ї, а ледве помітні - 6-ї величини.

Згодом було прийнято зоряні величини позначати літерою m (від лат. «магнітуде» - «величина»), що проставляється як показник степеня справа вгорі біля цифри, яка вказує її числове значення (напри­клад, 1^т). Таким чином, замість того щоб говорити про освітленість, яку створює зоря, астрономи говорять: «блиск зорі дорівнює m зоряним ве­личинам».

Було встановлено, що зоряна величина m і освітленість Е пов'язані залежністю

m = -14^m -2,5 lgE. (3.1)

Неважко підрахувати, що зорі 6^m рівно у 100 разів слабкіші за зорі 1^m. Зазначимо, що найяскравіших зір з величинами яскравіше 1^m налічується усього 13, від 1^m до 2^т - 27, а всіх зір до 6^m - близько 6 000. Видима зоряна величина Сонця становить -26,8^m.

Однак видима зоряна величина m не дає інформації про справжню потужність джерела світла (наприклад, близька свічка краще освітлює текст, ніж далека електрична лампочка). Тому для характеристики зір введено абсолютну зоряну величину М.

Абсолютна зоряна величина — це така зоряна величина, яку б мала зоря, якби перебувала від нас на відстані 10 пк (32,6 св. p.).

Оскільки освітленості змінюються обернено пропорційно квадрату відстані, то, використовуючи формулу (3.1), знайдемо співвідношення:

6. Каталоги небесних об'єктів. Окрім зір, на небі можна спо­стерігати багато інших об'єктів - туманності, зоряні скупчення, га­лактики тощо. Всі ці об'єкти занесено у спеціальні списки - каталоги.

Перші каталоги з'явилися ще до нашої ери. Сьогодні завдяки напо­легливій багаторічній праці десятків і сотень астрономів маємо декілька різних каталогів небесних об'єктів.

У так званому «Боннському огляді неба» (BD, 1863 р.) наведено ко­ординати, зоряні величини і особливості спектрів 324 188 зір. Довгий час найвідомішим серед каталогів зір був дев'ятитомний «Каталог Генрі Дрепера» (HD), що містить інформацію про зоряні величини і спе­ктри 225 300 зір (опублікований 1918-1924 pp.).

Один із найвідоміших каталогів незоряних об'єктів склав фран­цузький астроном
Ш. Месьє (1780-1817). У ньому налічується 109 об'єктів - яскравих зоряних скупчень, туманностей і галактик. Зокрема,

галактика із сузір'я Андромеди записана у ньому за номером 31, тому її позначають як об'єкт М31 (читається «Месьє 31»). Існує «Новий гене­ральний каталог туманностей і зоряних скупчень» (NGC, 1888 р.), в якому галактика М31 має номер 224 (об'єкт NGC224).

Існують і інші каталоги, наприклад, «Tycho Catalogne», складений за результатами роботи супутника «HIPPARCOS» у 1989-1993 pp. Він містить відомості про понад один мільйон зоряних об'єктів. Складено каталоги дис­кретних радіо джерел, у тому числі квазарів - Третій, Четвертий і П'ятий Кембриджський каталоги (ЗС, 4С і 5С). Є каталоги інфрачервоних джерел, створені за результатами роботи супутника IRAS, та інші. Окрім традицій­них, друкованих каталогів, останніми роками створено їхні комп'ютерні варіанти, що зручніше для користування. Робота над ними триває.

1. Що таке небесна сфера?
2. Скільки сузір'їв налічується на небесній сфері і коли уточнено їхні межі?
З. Які позначення прийнято вживати для звичайних і для змінних зір?
4. Що таке видима зоряна величина і хто її увів?
5. Що означає запис «об'єкт М31», «об'єкт NGC224»?

3.1. Порівняйте взаємне розташування сузір'їв на карті зоряного неба.

3.2. Підготуйте усне повідомлення на тему «Міфи і легенди зоряного неба».

Поиск по сайту: