Презентация "Методы астрономии" (11 класс) – проект, доклад

История астрономии 20-40-е гг., 40-60-е гг. XX века

Вспомогательные инструменты и методы астрономии Фотоэлектрические наблюдения Д. Стеббинс (1878-1966) - директор обсерватории Иллинойского университета, 1903-1922; директор Уошборнской обсерватории Висконсинского университета, 1922-1948. 1910 г. – первые наблюдения с селеновым фотоэлементом. (Струве, стр. 82-83)

Вспомогательные инструменты и методы астрономии Фотоэлектрические наблюдения Кривая блеска Алголя со вторичным минимумом (ApJ,vol. 32, p. 185, 1910) – Δm = 0.06 !!!

Вспомогательные инструменты и методы астрономии Фотоэлектрические наблюдения Алголь (β Персея) – переменность блеска открыл Джеминиано Монтанари (1633-1687). Период изменений блеска – Джон Гудрайк (1764-1786) в 1782 г. Предположение о двойственности. 1889 г. Антониа Мори – двойные K линии в спектре ζ Ursae Majoris – Мицар. Первая спектральная двойная. 1889 г. (декабрь) – Фогель – смещение одной линии в спектре Алголя.

Вспомогательные инструменты и методы астрономии Фотоэлектрические наблюдения 1910-1913 – Розенберг и Гутник (Германия) – первые эксперименты с фотоэлементами на основе внешнего фотоэффекта. Точность 0m.01 (Струве, стр.84 - дискуссия на съезде АО) (Струве, стр.86 – слова Стеббинса)

Вспомогательные инструменты и методы астрономии Фотоэлектрические наблюдения С середины 40-х гг. – фотоэлектронные приемники излучения (фотоумножители). Сер. XX в. – приборы фотоэлектронного изображения. 1949 г. - Использование электронно-оптических преобразователей (ЭОП). Первые попытки наблюдений с помощью телевизионных систем.

Вспомогательные инструменты и методы астрономии Светофильтры 1909 г. – Г.А. Тихов (1875-1960) – изучение поверхности Марса. 1953 г. – Гарольд Джонсон и У. Морган – система трех светофильтров - трехцветная система UBV. U – УФ B – синий V – желтый С 1959 г. – постепенно расширяется в ИК область.

Природа цефеид (δ Цефея – периодичность изменения блеска обнаружена Джоном Гудрайком в 1784 г. – 5,37 суток.) (1908 и 1912 г. – Генриетта Ливитт – соотношение период-светимость - ММО.) 1894 г. - А.А. Белопольский – периодичность изменения лучевой скорости Цефея (с тем же периодом, что и изменение ее блеска).

Природа цефеид Предположение о спектральной двойственности.

Природа цефеид Долгое время считалось, что цефеиды двойные (Куртис, Джинс). 1879 г. – Риттер – теория радиальных пульсаций. Плотность – период пульсаций. 1896 г. – Н.А. Умов – пульсирующие звезды.

Природа цефеид 1914 г. - Харлоу Шепли – показал, что цефеиды не могут быть двойными. Радиусы цефеид в десятки раз больше предполагавшихся расстояний между компонентами двойной. (Струве, стр. 349) 1917 г. – Артур Эддингтон – теория пульсаций. Два источника энергии – периодическое усиление ядерных реакций изменение прозрачности внешних слоев.

Природа цефеид 1941 г. – Артур Эддингтон – смена процессов ионизации и рекомбинации водорода. 1953-1957 гг. – С.А. Жевакин – ионизованный гелий. Р. Киппенхан и Р. Кристи – пульсируют звезды больших масс (5-10 масс Солнца).

Природа сверхновых 1919 г. – Кнут Лундмарк (1889-1958) – идея о гигантских “новых”. 1572 г. – сверхновая Тихо Браге. 1604 г. – сверхновая Кеплера. по китайским хроникам – сверхновая 1054 г. (Климишин, стр. 273) Э. Хаббл – Крабовидная туманность (описана в начале XVIII в. – в 1731 г.) - при вспышке этой сверхновой.

Природа сверхновых 1934 г. – Фриц Цвикки (1989-1974) и Вальтер Бааде (1893-1960) – явление вспышки СН – превращение звезды, исчерпавшей свои источники энергии, в нейтронную звезду (Цвикки – систематические наблюдения). (1932 г. – Чедвик – открытие нейтрона.) 1937 г. – Л.Д. Ландау (1932 г. – возможность? - спорно), 1939 г. Р. Оппенгеймер и М. Волков (США) – теория нейтронных звезд.

Источники энергии звезд 1925 г. – разгадка происхождения линий в спектрах звезд (Сесилия Пейн-Гапошкина). Температура и хим.состав. Теперь необходимо было объяснить хим.состав – источники энергии. Артур Эддингтон – принципиальная идея. 1929 г. – Р. Аткинсон и Ф. Хоутерманс – осознание роли туннельного эффекта. Г.А. Гамов (теория альфа-распада) - математический аппарат.

Источники энергии звезд 1938-1939 гг. - Г. Бете и К. Вейцзеккер – CNO-цикл и pp-цепочки. 1952 г. – Эдвин Солпитер – при выгорании водорода при температуре > 100 млн градусов – горение гелия. Позже – стало ясно как образуются более сложные химические элементы.

Звездная эволюция К сер. 50-х годов – хим.состав, радиусы, массы, светимости, эффективность ядерных реакций, непрозрачность газа. + развитие теории переноса излучения + теория конвекции – теория звездной эволюции.

Звездная эволюция Норман Локьер (1836-1920) (1871 г. - яркая желтая линия в спектре протуберанцев - гелий. 1869 г. - основал журнал “Nature” и был редактором до конца жизни.) Одна из первых схем 1887 г.

Звездная эволюция Локьер (1836-1920). Одна из первых схем 1887 г.: от красного гиганта к белому гиганту и далее к красному карлику.

Звездная эволюция 1913 г. – Рессел – почти такая же схема. (Струве, стр. 219) (Климишин, стр.309)

Звездная эволюция Наблюдательные основания Сер. 20-х – Бенгт Стремгрен: как будет изменяться положение зведы на диаграмме спектр-светимость в зависимости от содержания водорода – “вправо вверх”. 1937 г. – Джерард Петер Койпер (1905-1973) – сопоставил эффективные температуры – абс. зв. величины для 14 рассеянных скоплений (по наблюдениям Трюмплера). У каждого скопления – своя последовательность. Согласие со стремгреновскими линиями постоянного содержания водорода. (Климишин, стр.310, рис.68)

Звездная эволюция Наблюдательные основания 1937 г. – Койпер (1905-1973) – 14 рассеянных скоплений (по наблюдениям Трюмплера).

Звездная эволюция Теория и расчеты 1942 г. – С. Чандрасекар и М. Шенберг – предел Шенберга-Чандрасекара (10% водорода – в гелий) – звезда сходит с ГП. 50-е гг. – Мартин Шварцшильд – модели внутренней структуры. Впервые направление эволюции, особенно на поздних стадиях (вырожденное ядро).

Звездные населения Двумерная спектральная классификация 40-е гг. – У. Морган и Ф. Кинан (Йеркская обсерватория) – МК классификация звездных спектров (не только спектральный класс, но и светимость). Ia – наиболее яркие сверхгиганты Ib – менее яркие сверхгиганты II - яркие сверхгиганты III – нормальные гиганты IV - субгиганты V – звезды ГП

Звездные населения М 31 Центральная яркая область долго не разрешалась на звезды (1929 г. – Хаббл – состоит из газа). Различия в звездном составе (нет ярких звезд). (Ефремов, стр. 169-170)

Звездные населения 1942 г. – Вальтер Бааде (1893-1960) – первые признаки разрешения на звезды. (Ефремов, стр. 170) Эксперименты с “синими” (фон – до 90 минут) и “красными” (фон проявлялся через 8-9 часов) пластинками. (Ефремов, стр. 171) Август-сентябрь 1943 г. – разрешение на звезды М 31 – красные звезды. Это могли быть только КГ – как в шаровых скоплениях.

Звездные населения Вслед за М 31 – два ее эллиптических спутника – M 32 и NGC 205. Затем NGC 147 и NGC 185. Затем – галактики в Печи и Скульпторе (RR Лиры). Два типа населения.

Звездные населения 1947 г. – Б.В. Кукаркин – по пространственному распределению переменных звезд – плоская подсистема, промежуточная и сферическая. П.П. Паренаго – различие кинематики. Позже – различие хим. состава (содержания тяжелых элементов).

Исследования туманностей и межзвездной среды Процессы взаимодействия между веществом и излучением (аппарат квантовой механики). Планетарные туманности (ПТ). Линии небулия. 1928 г. – Айра Боуэн (1898-1973) - две из линий небулия N1 и N2 – запрещенные переходы [OIII]. Возникают при маленькой плотности газа и маленькой плотности излучения.

Исследования туманностей и межзвездной среды Свен Росселанд (1894-1985) – присутствие эмиссионных линий в спектрах ПТ – флюоресценция 1931 г. - теорема Росселанда - 1→3→2→1 чаще в туманностях, подсвечиваемых звездой, чем 1→2→3→1 Занстра – метод определения температуры звезды, ионизующей газ. В.А. Амбарцумян – массы туманностей и температура газа (30-е гг.).

Исследования туманностей и межзвездной среды 1904 г. – Иоганнес Гартман (1865-1936) – спектр двойной звезды δ Ориона - линии Н и К (Ca II) не сдвигаются. Межзвездное облако. 1919 г. – межзвездные линии натрия. 1937 г. – калий, железо, титан и т.д. 1930 г. – Роберт Трюмплер (1886-1956) – по статистике размеров рассеянных скоплений – межзвездное поглощение.

Исследования межзвездной среды Наличие “темных пятен” – диффузная среда. 1904 г. – Иоганнес Гартман (1865-1936) – спектр двойной звезды δ Ориона - линии Н и К (Ca II) не сдвигаются. Межзвездное облако. 1919 г. – межзвездные линии натрия. 1937 г. – калий, железо, титан и т.д. Отто Струве и С.Б. Герасимович – расщепление линий, множество облаков, оценки средней плотности. 1938 г. – Отто Струве – небулярный спектрограф – облака газа, излучающие в сериях Бальмера.

Исследования межзвездной среды 1930 г. – Роберт Трюмплер (1886-1956) – по статистике размеров рассеянных скоплений – межзвездное поглощение - пыль. 1948-1949 гг. - У. Хилтнер и Дж. Холл и В.А. Домбровский – межзвездная поляризация света. 1951 г. – Р. Девис и Дж. Гринстейн – механизм поляризации – несферические частицы в магнитном поле.

Исследования межзвездной среды 1939 г. – Стремгрен – теоретическое обоснование существования зон H II. 1951-1955 гг. – Ф. Кан и С.А. Каплан – движение ионизационных фронтов. С.Б. Пикельнер и С.А. Каплан – движение ударных волн в межзвездной среде. С.А. Каплан – теория турбулентности межзвездной среды.

Становление радиоастрономии 1932 г. – Карл Янский (1905-1950) – космическое радиоизлучение (радиошум, создаваемый излучением на длине волны 14,6 м). 1933 г. – отождествил с Млечным Путем – радиошум был связан с определенным направлением. 1935 г. – центральная часть Млечного Пути – по характеру зависимости направления от времени дня и времени года.

Становление радиоастрономии С 1937 г. – Грот Рёбер – систематические радионаблюдения неба (первый радиотелескоп-параболоид диаметром 9.5 м). 1939 г. – первый результат. 1942 г. – открытие радиоизлучение Солнца на метровых волнах (резкое возрастание излучения при вспышке обнаружил Хей на радиолокаторе). 1942 г. - Саусворт (США) - тепловое радиоизлучение спокойного Солнца на волнах 3 и 10 см.

Становление радиоастрономии 1942 г. – Дж. Хей - солнечные вспышки, (Струве, стр. 100-101) 1946 г. - Дж. Хей, С. Парсонс и Дж. Филлипс - первый дискретный источник Лебедь A.

Становление радиоастрономии Излучение в радиолиниях 1947 г. – Хендрик ван де Хюлст – переход между подуровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома водорода. Линия на длине волны λ = 21,11 см (ν = 1420,4 МГц).

Становление радиоастрономии Излучение в радиолиниях 1948 г. (публикация 1949 г.) – И.С. Шкловский (1916-1985) рассчитал вероятность перехода и интенсивность излучения - радиолинию можно наблюдать при помощи тогдашней технике! 1951 г. – первая регистрация радиоизлучения – США, Голландия, Австралия. (Ефремов, стр.145)

Становление радиоастрономии Излучение в радиолиниях 1952 г. – Дж. Вилд (США) и 1959 г. – Н.С. Кардашев – принципиальная возможность наблюдений переходов между близкими уровнями атома водорода (при n>28 - радиодиапазон). Разреженная среда.

Становление радиоастрономии Излучение в радиолиниях 1959 г. – И.С. Шкловский - возможность обнаружения линий молекул OH (λ = 18 см) и CH (λ = 9 см). Линии OH – 1963 г. – сотрудники Массачусетского технологического института – в спектре источника Кассиопея А – две линии поглощения ОН. 1965 г. – космические мазеры – аномальное излучение молекул OH (первоначально “мистериум”). CH - 1973 г.

Становление радиоастрономии Нетепловое радиоизлучение 1942 г. – Грот Рёбер – первая радиокарта неба. Природа? 1950 г. – Х. Альвен и Н. Герлофсон (Швеция) и К. Киппенхойер (ФРГ) – релятивистские электроны, движущиеся в магнитных полях. 1950-1953 гг. – В.Л. Гинзбург, Г.Г. Гетманцев, М.И. Фрадкин – теория синхротронного излучения. 1949 г. – Дж. Болтон и Г. Стенли (Австралия) – мощный источник радиоизлучения Телец А – Крабовидная туманность. 1953 г. – И.С. Шкловский – синхротронная природа.

Становление радиоастрономии Спиральная структура Галактики

1954 г. – ван де Хюлст, Мюллер и Оорт (Лейденская обсерватория) – первые карты распределения нейтрального водорода в Галактике. Для данной галактической долготы – зависимость интенсивности излучения от длины волны.

Становление радиоастрономии Внегалактическая радиоастрономия 1946 г. – Дж. Хей, С. Парсонс и Дж. Филлипс (Англия) – дискретный источник Лебедь А. Каталоги таких объектов. 1950 г. – Первый Кембриджский каталог. 1955 г. – Второй. 1959 г. – Третий Кембриджский каталог (3C) (под рук. Мартина Райла).

Становление радиоастрономии Внегалактическая радиоастрономия Природа? Радиозвезды? 1960 г. - Т. Метьюз и А. Сендидж – отождествили 3C 48 со слабым звездообразным объектом 16 зв.вел. (на 5-м телескопе). Эмиссионные линии!?

Становление радиоастрономии Внегалактическая радиоастрономия 1962 г. - Т. Метьюз и А. Сендидж – 3C 286 – объект 17 зв. вел (в УФ на 1 зв. вел. ярче, чем в оптике). 1963 г. – К. Хазард, М. Маккей и А. Шиминс (Австралия) – 3C 273 – при покрытии Луной – координаты. Двойной. Звезда 13 зв.вел. + туманность в виде струи.

Становление радиоастрономии Внегалактическая радиоастрономия Маартен Шмидт (Паломар) – 3C 273 – 4 из 6 эмиссионных линий – бальмеровские, если их сдвинуть в УФ (z = 0,16). (Ефремов, стр. 196) Позже Гринстейн 3C 48 – z = 0,367. Светимости 1045 – 1047 эрг/c А.С. Шаров и Ю.Н. Ефремов - вариации блеска. (Ефремов, стр. 196-197) Позже Х. Смит и Д. Хоффлейт – размеры – 1 световая неделя. Квазары.

Внегалактические исследования 50-е гг. – Маунт Паломар – на основе снимков в 2-х цветах (120 см, широкоугольный телескоп) – атлас неба. По этому атласу – Г. Эйбл – сформировал каталог скоплений галактик (1700). 1959 г. – Б.А. Воронцов-Вельяминов – “Атлас взаимодействующих галактик”.