Презентация "Пространственная скорость звезд" (8 класс) по астрономии – проект, доклад

Тема: Пространственная скорость звезд

Самую узнаваемую группа звезд на небе Северного полушария – Большой Ковш (часть созвездия Большой Медведицы, имеет различные имена у разных народов). Пять звезд Большого Ковша расположены в одном месте в пространстве и возможно, что образовались примерно в одно время.

Воронецкий Никита

Собственное движение звезды

Собственное движение измеряется в секундах дуги в год μ [ ″/год ].

В 720г И. Синь (683-727, Китай) в ходе углового изменения расстояния между 28 звездами, впервые высказывает догадку о перемещении звезд. В 1718г Э. Галлей (1656-1742, Англия) открывает собственное движение звезд, исследуя и сравнивая каталоги Гиппарха (125г до НЭ) и Дж. Флемстида (1720г). Первой звездой, у которой он в 1717г обнаружил собственное движение была Арктур (α Волопаса), находящуюся в 36 св.г. и имеющей собственное движение 2,3"/ год.

Из наблюдений было замечено, что координаты звезд медленно меняются вследствие их перемещения по небу.

Итак, звезды движутся, т.е. меняют со временем свои координаты. К концу 18 века измерено собственное движение 13 звезд, а В. Гершель в 1783г открыл, что наше Солнце также движется в пространстве.

Изменение положения звезд на небе

Звезда Бернарда в созвездии Змееносца самая быстро перемещающаяся (10,31”/год) звезда на небе.

Смещение звезд за 100 лет в сравнении с диском Луны.

Звезды движутся с разными скоростями, в разном направлении и находятся на разном расстоянии от нас. Вследствие этого взаимное расположение звезд меняется со временем, что можно заметить в течение тысячелетий.

Взаимное расположение группы звезд Большой Медведицы со временем. Какие звезды скорее всего принадлежит к одной группе?

Пространственная скорость

Так как r =a/π , то с учетом смещения μ получим r.μ =a.μ/π; но r.μ/год=υ, тогда подставляя числовые данные получим тангенциальную скорость υτ =4,74.μ/π. Лучевую скорость υr определяют по спектру [эффект Х. Доплера (1803-1853, Австрия), установившего в 1842г, что длина волны источника изменяется в зависимости от направления движения] υr =∆λ.с/λо Применимость эффекта к световым волнам была доказана в 1900 году в лабораторных условиях А. А. Белопольским (1854-1934).

Состоит из: Vr - лучевая (по лучу зрения) скорость Vτ - тангенциальная скорость

Из рисунка по теореме Пифагора

Лучевая скорость

На рисунках показано смещение линии водорода в спектре звезды в зависимости от направления движения звезды относительно Земли.

Приближение - смещается к Фиолетовому (знак "-"). Удаление - смещается к Красному (знак "+").

Закон Доплера, где V – проекция скорости источника на луч зрения

Первым измерил лучевые скорости нескольких ярких звезд в 1868г Уильям Хеггинс (1824 - 1910, Англия). С 1893г впервые в России Аристарх Аполлонович Белопольский (1854 - 1934) приступил к фотографированию звезд и проведя многочисленные точные измерения определил лучевые скорости 220 ярких (2,5-4m) звезд.

Связь собственного движения звезд с их координатами

Положение любой звезды в пространстве характеризуется экваториальными координатами. α - прямое восхождение δ - склонение

Вследствие обращения Земли вокруг Солнца со скоростью V≈30 км/с, линии в спектре удаляющихся звезд дополнительно смещаются к красному концу спектра на ∆λ/λ=V/с=10-4, а при приближении на такую же величину к фиолетовому.

Собственное движение звезд характеризуется: μα - собственное движение по прямому восхождению μδ - собственное движение по склонению

Изменение координат звезды за год определяют по формулам: Δα=3,07с+1,34сsinα.tanδ Δδ=20,0".cosα

Самые быстрые звезды неба

Самая быстро перемещающаяся по небу звезда ß Змееносца (летящая Барнарда), открыта в 1916г Э. Барнард (1857-1923, США). m=9,7m , r=1,828 пк, μ =10,31"/год , красный карлик Лучевая скорость=106,88 км/с, Пространственная (под углом 38°)=142км/с.

Собственные движения и лучевые скорости ярких звезд

После измерения собственных движений > 50000 звезд, выяснилось, что самая быстрая звезда неба в созвездии Голубя (μ Col) имеет пространственную скорость=583км/с. На ряде обсерваторий мира, располагающих крупными телескопами, в том числе Крымской астрофизической, ведутся многолетние определения лучевой скорости звёзд. Но наиболее успешные измерения проведены КА для высокоточных измерений параллаксов «Гиппарх» (HIPPARCOS, работа 1990-1993гг).