1. Die Ortszeit.

Die auf einem bestimmten geographischen Meridian gemessene Zeit wird genannt Ortszeit dieser Meridian. Für alle Orte auf demselben Meridian ist der Stundenwinkel des Frühlingsäquinoktiums (oder der Sonne oder der mittleren Sonne) zu jedem gegebenen Zeitpunkt gleich. Daher ist auf dem gesamten geografischen Meridian die Ortszeit (Stern- oder Sonnenzeit) zum selben Zeitpunkt gleich.

Wenn die Differenz zwischen den geografischen Längen zweier Orte D ist l, dann wird an einem östlicheren Ort der Stundenwinkel jedes Sterns auf D liegen l größer als der Stundenwinkel derselben Leuchte an einem westlicheren Ort. Daher ist die Differenz der Ortszeiten auf zwei Meridianen zum selben physikalischen Zeitpunkt immer gleich der Differenz der Längengrade dieser Meridiane, ausgedrückt in Stunden (in Zeiteinheiten):

jene. Die mittlere Ortszeit eines beliebigen Punktes auf der Erde ist immer gleich der Universalzeit zu diesem Zeitpunkt plus dem Längengrad dieses Punktes, ausgedrückt in Stunden und als positiv östlich von Greenwich betrachtet.

In astronomischen Kalendern werden die Momente der meisten Phänomene durch die Weltzeit angezeigt. T 0 . Die Momente dieser Ereignisse in Ortszeit T t. lassen sich leicht nach Formel (1.28) bestimmen.

3. Normalzeit. Im Alltag ist es unpraktisch, sowohl die lokale mittlere Sonnenzeit als auch die Weltzeit zu verwenden. Erstens, weil es im Prinzip so viele lokale Zeitzählsysteme gibt, wie es geografische Meridiane gibt, d.h. unzählige. Um die in Ortszeit festgestellte Abfolge von Ereignissen oder Phänomenen zu ermitteln, ist es daher unbedingt erforderlich, zusätzlich zu den Zeitpunkten auch den Längenunterschied der Meridiane zu kennen, auf denen diese Ereignisse oder Phänomene stattfanden.

Die Abfolge von Ereignissen, die gemäß der Weltzeit gekennzeichnet sind, ist leicht festzustellen, aber der große Unterschied zwischen der Weltzeit und der Ortszeit der Meridiane, die weit von der Greenwich Mean Time entfernt sind, schafft Unannehmlichkeiten bei der Verwendung der Weltzeit im Alltag.

1884 wurde es vorgeschlagen Gürtelzählsystem der durchschnittlichen Zeit, die Essenz davon ist wie folgt. Die Zeit wird nur am 24 wesentlich geografische Meridiane, die in Längengraden genau 15 ° (oder 1 h) voneinander entfernt sind, ungefähr in der Mitte von jedem Zeitzone. Zeitzonen bezeichnet die Bereiche der Erdoberfläche, in die sie bedingt durch Linien unterteilt ist, die von ihrem Nordpol nach Süden verlaufen und ungefähr 7 °,5 von den Hauptmeridianen entfernt sind. Diese Linien oder Grenzen von Zeitzonen folgen nur in den offenen Meeren und Ozeanen und an unbewohnten Orten an Land genau den geografischen Meridianen. Für den Rest ihrer Länge verlaufen sie entlang staatlicher, administrativer, wirtschaftlicher oder geografischer Grenzen und ziehen sich vom entsprechenden Meridian in die eine oder andere Richtung zurück. Zeitzonen sind von 0 bis 23 nummeriert. Greenwich wird als Hauptmeridian der Nullzone genommen. Der Hauptmeridian der ersten Zeitzone liegt genau 15 ° östlich von Greenwich, der zweite - 30 °, der dritte - 45 ° usw. bis zur 23-Zeitzone, deren Hauptmeridian eine östliche Länge von Greenwich 345 ° hat (oder westlicher Länge 15°).

NormalzeitT p wird als lokale mittlere Sonnenzeit bezeichnet, gemessen auf dem Hauptmeridian einer bestimmten Zeitzone. Es verfolgt die Zeit im gesamten Gebiet, das in einer bestimmten Zeitzone liegt.

Normalzeit dieser Zone P ist durch die offensichtliche Beziehung mit der Weltzeit verbunden

Tn = T 0 +n h .

(1.29)

Es ist auch ziemlich offensichtlich, dass der Unterschied zwischen den Standardzeiten zweier Punkte eine ganzzahlige Anzahl von Stunden ist, die gleich dem Unterschied in der Anzahl ihrer Zeitzonen ist.

4. Sommerzeit. Um den für die Beleuchtung von Unternehmen und Wohngebäuden verwendeten Strom rationeller zu verteilen und das Tageslicht in den Sommermonaten des Jahres möglichst vollständig zu nutzen, laufen in vielen Ländern (einschließlich unserer Republik) die Stundenzeiger der Uhren in Normalzeit werden um 1 Stunde oder eine halbe Stunde vorverlegt. Die sogenannte Sommerzeit. Im Herbst wird die Uhr wieder auf Winterzeit gestellt.

DST-Verbindung T l jeder Punkt mit seiner Standardzeit T p und mit Weltzeit T 0 ergibt sich aus folgenden Beziehungen:

(1.30)

ASTRONOMIE 11 KLASSENKARTEN

TICKET #1

Sichtbare Bewegungen der Gestirne, resultierend aus ihrer eigenen Bewegung im Raum, der Rotation der Erde und ihrer Umdrehung um die Sonne.

Die Erde macht komplexe Bewegungen: Sie dreht sich um ihre eigene Achse (T=24 Stunden), bewegt sich um die Sonne (T=1 Jahr), dreht sich zusammen mit der Galaxie (T=200.000 Jahre). Dies zeigt, dass sich alle von der Erde gemachten Beobachtungen in scheinbaren Flugbahnen unterscheiden. Die Planeten bewegen sich über den Himmel von Ost nach West (direkte Bewegung), dann von West nach Ost (umgekehrte Bewegung). Momente der Richtungsänderung werden Stopps genannt. Wenn Sie diesen Pfad auf die Karte setzen, erhalten Sie eine Schleife. Die Größe der Schleife ist umso kleiner, je größer der Abstand zwischen dem Planeten und der Erde ist. Die Planeten sind in untere und obere unterteilt (untere - innerhalb der Erdumlaufbahn: Merkur, Venus; obere: Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun und Pluto). Alle diese Planeten drehen sich auf die gleiche Weise wie die Erde um die Sonne, aber dank der Bewegung der Erde kann man die schleifenartige Bewegung der Planeten beobachten. Die relativen Positionen der Planeten relativ zu Sonne und Erde werden als Planetenkonfigurationen bezeichnet.

Planetenkonfigurationen, versch. geometrisch die Stellung der Planeten zu Sonne und Erde. Bestimmte Positionen der Planeten, die von der Erde aus sichtbar sind und relativ zur Sonne gemessen werden, sind besonders. Titel. Auf krank. v - innerer Planet, ich- äußerer Planet, E - Erde, S - Die Sonne. Wenn die interne der planet liegt in einer geraden linie mit der sonne, er ist drin Verbindung. K.p. EV 1S u ESV 2 namens Anschluss unten und oben bzw. Ext. Planet I befindet sich in höherer Konjunktion, wenn er in einer geraden Linie mit der Sonne liegt ( ESI 4) und in Konfrontation, wenn es der Sonne entgegengesetzt liegt (I 3 ES). I 5 ES, wird Dehnung genannt. Für intern Planeten max, Elongation tritt auf, wenn EV 8 S 90° beträgt; für externe Planeten können sich von 0° ESI 4) bis 180° (I 3 ES) ausdehnen, bei einer Elongation von 90° spricht man von einem Planeten im Inneren Quadratur(I 6 ES, I 7 ES).

Die Periode, in der der Planet auf seiner Umlaufbahn um die Sonne kreist, wird als siderische (stellare) Umlaufperiode - T, die Zeitspanne zwischen zwei identischen Konfigurationen - die synodische Periode - S bezeichnet.

Die Planeten umkreisen die Sonne in einer Richtung und vollenden einen Umlauf um die Sonne in einer Zeitspanne = Sternenperiode

für innere Planeten

für äußere Planeten

S ist die siderische Periode (relativ zu den Sternen), T ist die synodische Periode (zwischen den Phasen), T Å = 1 Jahr.

Kometen und Meteoritenkörper bewegen sich auf elliptischen, parabolischen und hyperbolischen Bahnen.

Berechnung der Entfernung zur Galaxie nach dem Gesetz von Hubble.

H = 50 km/sec*Mpc – Hubble-Konstante

TICKET Nr. 2

Prinzipien der Bestimmung geographischer Koordinaten aus astronomischen Beobachtungen.

Es gibt 2 geografische Koordinaten: geografische Breite und geografische Länge. Astronomie als praktische Wissenschaft ermöglicht es Ihnen, diese Koordinaten zu finden. Die Höhe des Himmelspols über dem Horizont entspricht der geographischen Breite des Beobachtungsortes. Die ungefähre geografische Breite kann durch Messen der Höhe des Nordsterns bestimmt werden, weil. er ist etwa 1 0 vom nördlichen Himmelspol entfernt. Durch die Höhe des Leuchtkörpers am oberen Höhepunkt ( Höhepunkt- der Moment des Durchgangs der Leuchte durch den Meridian) nach der Formel:

j = d ± (90 – h), je nachdem, ob er nach Süden oder Norden aus dem Zenit kulminiert. h ist die Höhe der Leuchte, d ist die Deklination, j ist der Breitengrad.

Die geografische Länge ist die zweite Koordinate, gemessen vom Nullmeridian von Greenwich nach Osten. Die Erde ist in 24 Zeitzonen eingeteilt, der Zeitunterschied beträgt 1 Stunde. Die Differenz der Ortszeiten ist gleich der Differenz der Längengrade:

T λ 1 - T λ 2 \u003d λ 1 - λ 2 Nachdem man also die Zeitdifferenz an zwei Punkten gelernt hat, von denen der Längengrad bekannt ist, kann man den Längengrad des anderen Punkts bestimmen.

Die Ortszeit ist die Sonnenzeit an diesem Ort auf der Erde. An jedem Punkt ist die Ortszeit anders, daher leben die Menschen nach Standardzeit, dh nach der Zeit des Mittelmeridians dieser Zone. Die Datumswechsellinie verläuft im Osten (Beringstraße).

Berechnung der Temperatur eines Sterns anhand von Daten zu seiner Leuchtkraft und Größe.

L - Leuchtkraft (Lc = 1)

R - Radius (Rc = 1)

T - Temperatur (Tc = 6000)

TICKET Nr. 3

Gründe für die Änderung der Mondphasen. Bedingungen für den Beginn und die Häufigkeit von Sonnen- und Mondfinsternissen.

Phase, in der Astronomie tritt der Phasenwechsel aufgrund der Periode auf. Änderungen der Beleuchtungsbedingungen von Himmelskörpern in Bezug auf den Beobachter. Die Änderung der Mondphase ist auf eine Änderung der gegenseitigen Position von Erde, Mond und Sonne sowie auf die Tatsache zurückzuführen, dass der Mond mit dem von ihm reflektierten Licht scheint. Wenn der Mond zwischen Sonne und Erde auf einer geraden Verbindungslinie steht, ist der unbeleuchtete Teil der Mondoberfläche der Erde zugewandt, sodass wir sie nicht sehen können. Dies f. - Neumond. Nach 1-2 Tagen verlässt der Mond diese gerade Linie und eine schmale Mondsichel ist von der Erde aus sichtbar. Bei Neumond ist der Teil des Mondes, der nicht vom direkten Sonnenlicht beleuchtet wird, noch am dunklen Himmel sichtbar. Dieses Phänomen wurde genannt aschfahles Licht. Eine Woche später kommt F. - Erstes Viertel: Der beleuchtete Teil des Mondes ist die Hälfte der Scheibe. Dann kommt Vollmond- Der Mond steht wieder auf der Verbindungslinie zwischen Sonne und Erde, aber auf der anderen Seite der Erde. Die beleuchtete Vollmondscheibe ist sichtbar. Dann beginnt der sichtbare Teil abzunehmen und letztes Vierteljahr, jene. wieder kann man die beleuchtete Hälfte der Scheibe beobachten. Die gesamte Periode der Änderung des F. des Mondes wird als synodischer Monat bezeichnet.

Finsternis, ein astronomisches Phänomen, bei dem ein Himmelskörper einen anderen ganz oder teilweise bedeckt oder der Schatten eines Körpers auf andere fällt.Solar 3. tritt auf, wenn die Erde in den vom Mond geworfenen Schatten fällt, und Mond - wenn der Mond hineinfällt der Schatten der Erde. Der Schatten des Mondes während Sonne 3. besteht aus dem zentralen Schatten und dem ihn umgebenden Halbschatten. Unter günstigen Bedingungen kann ein Vollmond 3. 1 Stunde dauern. 45min. Wenn der Mond nicht vollständig in den Schatten eintritt, sieht ein Beobachter auf der Nachtseite der Erde einen partiellen Mond 3. Die Winkeldurchmesser von Sonne und Mond sind fast gleich, daher dauert der gesamte Sonnen- 3. nur a wenig. Protokoll. Wenn der Mond auf seinem Höhepunkt steht, sind seine Winkelabmessungen etwas kleiner als die der Sonne. Solar 3. kann auftreten, wenn die Linie, die die Zentren der Sonne und des Mondes verbindet, die Erdoberfläche kreuzt. Die Durchmesser des Mondschattens beim Fallen auf die Erde können mehrere erreichen. Hunderte von Kilometern. Der Beobachter sieht, dass die dunkle Mondscheibe die Sonne nicht vollständig bedeckt hat und ihren Rand in Form eines hellen Rings offen lässt. Dies ist die sog. ringförmige Sonne 3. Wenn die Winkelabmessungen des Mondes größer sind als die der Sonne, dann sieht der Beobachter in der Nähe des Schnittpunkts der Linie, die ihre Mittelpunkte mit der Erdoberfläche verbindet, die volle Sonne 3. Die Erde dreht sich um ihre Achse, der Mond - um die Erde und die Erde - um die Sonne, der Mondschatten gleitet schnell über die Erdoberfläche von dem Punkt, an dem er auf sie gefallen ist, zu einem anderen, wo er sie verlässt, und zieht weiter die Erde * ein Streifen voller oder ringförmiger 3. Privater 3. kann beobachtet werden, wenn der Mond nur einen Teil der Sonne blockiert. Zeit, Dauer und Muster von Sonne oder Mond 3. hängen von der Geometrie des Erde-Mond-Sonne-Systems ab. Aufgrund der Neigung der Mondbahn gegenüber der *Ekliptik treten Sonne und Mond 3. nicht bei jedem Neumond oder Vollmond auf. Der Vergleich der Vorhersage 3. mit Beobachtungen ermöglicht es, die Theorie der Mondbewegung zu verfeinern. Da sich die Geometrie des Systems fast genau alle 18 Jahre 10 Tage wiederholt, 3. treten mit dieser Periode sogenannte Saros auf. 3. Registrierungen aus der Antike ermöglichen es, den Einfluss der Gezeiten auf die Mondumlaufbahn zu testen.

Bestimmung der Koordinaten von Sternen auf einer Sternenkarte.

TICKET #4

Merkmale der täglichen Bewegung der Sonne in verschiedenen geografischen Breiten zu verschiedenen Jahreszeiten.

Betrachten Sie die jährliche Bewegung der Sonne in der Himmelssphäre. Die Erde macht in einem Jahr eine vollständige Umdrehung um die Sonne, an einem Tag bewegt sich die Sonne entlang der Ekliptik von West nach Ost um etwa 1 ° und in 3 Monaten um 90 °. In diesem Stadium ist es jedoch wichtig, dass die Bewegung der Sonne entlang der Ekliptik von einer Änderung ihrer Deklination begleitet wird, die von δ = -e (Wintersonnenwende) bis δ = +e (Sommersonnenwende) reicht, wobei e die ist Neigungswinkel der Erdachse. Daher ändert sich im Laufe des Jahres auch die Lage der täglichen Parallele der Sonne. Betrachten Sie die durchschnittlichen Breiten der nördlichen Hemisphäre.

Beim Durchgang des Frühlingsäquinoktiums durch die Sonne (α = 0 h) Ende März beträgt die Deklination der Sonne 0 °, daher steht die Sonne an diesem Tag praktisch auf dem Himmelsäquator, sie geht im Osten auf , steigt an der oberen Kulmination auf eine Höhe h = 90 ° - φ und geht im Westen unter. Da der Himmelsäquator die Himmelskugel in zwei Hälften teilt, steht die Sonne einen halben Tag über dem Horizont und einen halben Tag darunter, d.h. Tag gleich Nacht, was sich im Namen "Equinox" widerspiegelt. Zum Zeitpunkt des Äquinoktiums ist die Tangente an die Ekliptik am Standort der Sonne zum Äquator in einem maximalen Winkel gleich e geneigt, daher ist die Zunahmerate der Deklination der Sonne zu diesem Zeitpunkt ebenfalls maximal.

Nach der Frühlings-Tagundnachtgleiche nimmt die Deklination der Sonne rapide zu, sodass jeden Tag mehr und mehr der täglichen Parallele der Sonne über dem Horizont liegt. Die Sonne geht früher auf, im oberen Höhepunkt höher und später unter. Die Punkte von Sonnenauf- und -untergang verschieben sich jeden Tag nach Norden, und der Tag wird länger.

Allerdings nimmt der Neigungswinkel der Tangente an die Ekliptik am Sonnenstand jeden Tag ab, und damit nimmt auch die Zunahmerate der Deklination ab. Ende Juni schließlich erreicht die Sonne den nördlichsten Punkt der Ekliptik (α = 6 h, δ = +e). Zu diesem Zeitpunkt steigt er im oberen Höhepunkt auf eine Höhe h = 90° - φ + e, geht ungefähr im Nordosten auf, geht im Nordwesten unter und die Tageslänge erreicht ihren Maximalwert. Gleichzeitig stoppt der tägliche Anstieg der Sonnenhöhe am oberen Höhepunkt, und die Mittagssonne "stoppt" sozusagen in ihrer Bewegung nach Norden. Daher der Name „Sommersonnenwende“.

Danach beginnt die Deklination der Sonne abzunehmen - zunächst sehr langsam und dann immer schneller. Er geht jeden Tag später auf, früher unter, die Punkte von Sonnenauf- und -untergang verschieben sich wieder nach Süden.

Ende September erreicht die Sonne den zweiten Schnittpunkt der Ekliptik mit dem Äquator (α = 12 h), und es tritt wieder die Tagundnachtgleiche ein, jetzt die Herbst-Tagundnachtgleiche. Auch hier erreicht die Änderungsrate der Deklination der Sonne ihr Maximum und verschiebt sich schnell nach Süden. Die Nacht wird länger als der Tag, und jeden Tag nimmt die Höhe der Sonne an ihrem oberen Höhepunkt ab.

Ende Dezember erreicht die Sonne den südlichsten Punkt der Ekliptik (α = 18 Stunden) und ihre Bewegung nach Süden stoppt, sie "stoppt" wieder. Dies ist die Wintersonnenwende. Die Sonne geht fast im Südosten auf, im Südwesten unter und geht mittags im Süden auf eine Höhe h = 90° - φ - e auf.

Und dann fängt alles wieder von vorne an – die Deklination der Sonne nimmt zu, die Höhe am oberen Gipfel nimmt zu, der Tag wird länger, die Sonnenauf- und -untergangspunkte verschieben sich nach Norden.

Aufgrund der Lichtstreuung durch die Erdatmosphäre bleibt der Himmel nach Sonnenuntergang noch einige Zeit hell. Diese Zeit wird Dämmerung genannt. Bürgerliche Dämmerung (-8° -12°) und astronomisch (h>-18°), danach bleibt die Helligkeit des Nachthimmels annähernd konstant.

Im Sommer, bei d = +e, beträgt die Sonnenhöhe am unteren Höhepunkt h = φ + e - 90°. Daher sinkt die Sonne nördlich des Breitengrades ~ 48 °,5 zur Sommersonnenwende an ihrem unteren Höhepunkt weniger als 18 ° unter den Horizont, und die Sommernächte werden aufgrund der astronomischen Dämmerung hell. In ähnlicher Weise dauert bei φ > 54 °,5 zur Sommersonnenwende die Sonnenhöhe h > -12 ° - die Navigationsdämmerung dauert die ganze Nacht (Moskau fällt in diese Zone, in der es drei Monate im Jahr nicht dunkel wird - von Anfang Mai bis Anfang August). Weiter nördlich, bei φ > 58°,5, hört die bürgerliche Dämmerung im Sommer nicht mehr auf (hier St. Petersburg mit seinen berühmten „weißen Nächten“).

Auf dem Breitengrad φ = 90° - e schließlich berührt die Tagesparallele der Sonne während der Sonnenwende den Horizont. Dieser Breitengrad ist der Polarkreis. Weiter nördlich geht die Sonne im Sommer einige Zeit nicht unter den Horizont - der Polartag setzt ein und im Winter - sie geht nicht auf - die Polarnacht.

Betrachten Sie nun südlichere Breiten. Wie bereits erwähnt, sind südlich des Breitengrades φ = 90° - e - 18° die Nächte immer dunkel. Bei weiterer Bewegung nach Süden steigt die Sonne zu jeder Jahreszeit höher und höher, und der Unterschied zwischen den Teilen ihrer täglichen Parallele über und unter dem Horizont nimmt ab. Dementsprechend unterscheiden sich die Länge von Tag und Nacht auch während der Sonnenwende immer weniger. Am Breitengrad j = e schließlich wird die tägliche Parallele der Sonne zur Sommersonnenwende durch den Zenit gehen. Dieser Breitengrad wird nördlicher Wendekreis genannt, zum Zeitpunkt der Sommersonnenwende an einem der Punkte auf diesem Breitengrad steht die Sonne genau im Zenit. Am Äquator schließlich werden die Tagesparallelen der Sonne durch den Horizont immer in zwei gleiche Teile geteilt, das heißt, dort ist der Tag immer gleich der Nacht, und die Sonne steht während der Äquinoktien im Zenit.

Südlich des Äquators wird alles ähnlich wie oben sein, nur dass der obere Höhepunkt der Sonne fast das ganze Jahr über (und südlich des südlichen Wendekreises - immer) nördlich des Zenits liegt.

Zielen auf ein bestimmtes Objekt und Fokussieren des Teleskops .

TICKET Nr. 5

1. Funktionsprinzip und Zweck des Teleskops.

Fernrohr, ein astronomisches Instrument zur Beobachtung der Himmelskörper. Ein gut konstruiertes Teleskop ist in der Lage, elektromagnetische Strahlung in verschiedenen Bereichen des Spektrums zu sammeln. In der Astronomie dient ein optisches Teleskop dazu, ein Bild zu vergrößern und Licht von schwachen Quellen zu sammeln, insbesondere solchen, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind Im Vergleich dazu ist es in der Lage, mehr Licht zu sammeln und eine hohe Winkelauflösung zu bieten, sodass mehr Details im vergrößerten Bild zu sehen sind. Ein Refraktor-Teleskop verwendet eine große Linse, um Licht als Objektiv zu sammeln und zu fokussieren, und das Bild wird durch ein Okular betrachtet, das aus einer oder mehreren Linsen besteht. Das Hauptproblem bei der Konstruktion von Brechungsfernrohren ist die chromatische Aberration (Farbsäume um das Bild herum, die von einer einfachen Linse erzeugt werden, weil Licht unterschiedlicher Wellenlängen auf unterschiedliche Entfernungen fokussiert wird.). Es kann mit einer Kombination aus konvexen und konkaven Linsen eliminiert werden, aber Linsen, die eine bestimmte Größengrenze (etwa 1 Meter Durchmesser) überschreiten, können nicht hergestellt werden. Daher werden derzeit Spiegelteleskope bevorzugt, bei denen ein Spiegel als Objektiv verwendet wird. Das erste Spiegelteleskop wurde von Newton nach seinem Schema erfunden, genannt Newtons System. Jetzt gibt es mehrere Methoden zum Beobachten eines Bildes: Newton-, Cassegrain-Systeme (die Fokusposition eignet sich zum Aufzeichnen und Analysieren von Licht mit anderen Geräten wie einem Photometer oder Spektrometer), Kude (das Schema ist sehr praktisch, wenn sperrige Geräte erforderlich sind für Lichtanalyse), Maksutov ( sogenannter Meniskus), Schmidt (wird verwendet, wenn großflächige Vermessungen des Himmels durchgeführt werden müssen).

Neben optischen Teleskopen gibt es Teleskope, die elektromagnetische Strahlung in anderen Bereichen sammeln. Beispielsweise sind verschiedene Arten von Radioteleskopen weit verbreitet (mit Parabolspiegel: fest und voll drehbar; Typ RATAN-600; gleichphasig; Radiointerferometer). Es gibt auch Teleskope zum Nachweis von Röntgen- und Gammastrahlen. Da letzteres von der Erdatmosphäre absorbiert wird, werden Röntgenteleskope meist auf Satelliten oder Flugsonden montiert. Die Gammastrahlenastronomie verwendet Teleskope, die sich auf Satelliten befinden.

Berechnung der Umlaufzeit des Planeten basierend auf dem dritten Keplerschen Gesetz.

Ts \u003d 1 Jahr

a z = 1 astronomische Einheit

1 Parsec = 3,26 Lichtjahre = 206265 AE d.h. = 3 * 10 11 km.

TICKET Nr. 6

Methoden zur Bestimmung der Entfernungen zu den Körpern des Sonnensystems und ihrer Größe.

Zuerst wird die Entfernung zu einem zugänglichen Punkt bestimmt. Dieser Abstand wird als Basis bezeichnet. Der Winkel, in dem die Basis von einer unzugänglichen Stelle aus sichtbar ist, wird genannt Parallaxe. Die horizontale Parallaxe ist der Winkel, in dem der Radius der Erde vom Planeten aus sichtbar ist, senkrecht zur Sichtlinie.

p² - Parallaxe, r² - Winkelradius, R - Erdradius, r - Sternradius.

Radarmethode. Es besteht darin, dass ein starker Kurzzeitimpuls an einen Himmelskörper gesendet wird und dann das reflektierte Signal empfangen wird. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Radiowellen ist gleich der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum: bekannt. Wenn Sie also genau die Zeit messen, die das Signal brauchte, um den Himmelskörper zu erreichen und wieder zurückzukommen, dann ist es einfach, die erforderliche Entfernung zu berechnen.

Radarbeobachtungen ermöglichen es, die Entfernungen zu den Himmelskörpern des Sonnensystems mit hoher Genauigkeit zu bestimmen. Durch diese Methode wurden die Entfernungen zu Mond, Venus, Merkur, Mars und Jupiter verfeinert.

Laserortung des Mondes. Schon bald nach der Erfindung leistungsstarker Lichtquellen – optischer Quantengeneratoren (Laser) – begannen Experimente zur Laserortung des Mondes. Das Laserortungsverfahren ähnelt dem Radar, die Messgenauigkeit ist jedoch viel höher. Die optische Ortung ermöglicht es, die Entfernung zwischen ausgewählten Punkten auf der Mond- und Erdoberfläche zentimetergenau zu bestimmen.

Um die Größe der Erde zu bestimmen, bestimmen Sie den Abstand zwischen zwei Punkten, die sich auf demselben Meridian befinden, und dann die Länge des Bogens l , entsprechend 1° - n .

Um die Größe der Körper des Sonnensystems zu bestimmen, können Sie den Winkel messen, in dem sie für einen irdischen Beobachter sichtbar sind - den Winkelradius der Leuchte r und den Abstand zur Leuchte D.

Unter Berücksichtigung von p 0 - der horizontalen Parallaxe des Sterns und dass die Winkel p 0 und r klein sind,

Bestimmung der Leuchtkraft eines Sterns anhand von Daten zu seiner Größe und Temperatur.

L - Leuchtkraft (Lc = 1)

R - Radius (Rc = 1)

T - Temperatur (Tc = 6000)

TICKET Nr. 7

1. Möglichkeiten der Spektralanalyse und außeratmosphärischer Beobachtungen zum Studium der Natur von Himmelskörpern.

Die Zerlegung elektromagnetischer Strahlung in Wellenlängen zu deren Untersuchung nennt man Spektroskopie. Die Spektrumanalyse ist die Hauptmethode zur Untersuchung astronomischer Objekte, die in der Astrophysik verwendet werden. Die Untersuchung von Spektren liefert Informationen über Temperatur, Geschwindigkeit, Druck, chemische Zusammensetzung und andere wichtige Eigenschaften astronomischer Objekte. Aus dem Absorptionsspektrum (genauer gesagt aus dem Vorhandensein bestimmter Linien im Spektrum) kann man die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre des Sterns ableiten. Aus der Intensität des Spektrums lässt sich die Temperatur von Sternen und anderen Körpern bestimmen:

l max T = b, b ist die Wien-Konstante. Mit dem Doppler-Effekt kann man viel über einen Stern lernen. 1842 stellte er fest, dass die vom Beobachter akzeptierte Wellenlänge λ mit der Wellenlänge der Strahlungsquelle durch die Beziehung zusammenhängt: , wobei V die Projektion der Quellgeschwindigkeit auf die Sichtlinie ist. Das Gesetz, das er entdeckte, hieß Dopplersches Gesetz:. Die Verschiebung der Linien im Spektrum des Sterns relativ zum Vergleichsspektrum zur roten Seite zeigt an, dass sich der Stern von uns entfernt, die Verschiebung zur violetten Seite des Spektrums zeigt an, dass sich der Stern uns nähert. Wenn sich die Linien im Spektrum periodisch ändern, hat der Stern einen Begleiter und sie kreisen um einen gemeinsamen Schwerpunkt. Der Doppler-Effekt ermöglicht es auch, die Rotationsgeschwindigkeit von Sternen abzuschätzen. Selbst wenn das strahlende Gas keine Relativbewegung hat, verschieben sich die von einzelnen Atomen emittierten Spektrallinien aufgrund der unregelmäßigen thermischen Bewegung relativ zum Laborwert. Für die Gesamtmasse des Gases drückt sich dies in der Verbreiterung der Spektrallinien aus. Dabei ist das Quadrat der Dopplerbreite der Spektrallinie proportional zur Temperatur. Somit kann die Temperatur des strahlenden Gases aus der Breite der Spektrallinie beurteilt werden. 1896 entdeckte der niederländische Physiker Zeeman die Wirkung der Aufspaltung der Spektrallinien in einem starken Magnetfeld. Mit diesem Effekt ist es nun möglich, kosmische Magnetfelder zu „messen“. Ein ähnlicher Effekt (als Stark-Effekt bezeichnet) wird in einem elektrischen Feld beobachtet. Es manifestiert sich, wenn in einem Stern kurzzeitig ein starkes elektrisches Feld auftritt.

Die Erdatmosphäre verzögert einen Teil der aus dem All kommenden Strahlung. Sichtbares Licht, das durch sie hindurchgeht, wird ebenfalls verzerrt: Die Luftbewegung verwischt das Bild der Himmelskörper, und die Sterne funkeln, obwohl ihre Helligkeit in Wirklichkeit unverändert ist. Daher begannen Astronomen seit Mitte des 20. Jahrhunderts, Beobachtungen aus dem Weltraum durchzuführen. Teleskope außerhalb der Atmosphäre sammeln und analysieren Röntgen-, Ultraviolett-, Infrarot- und Gammastrahlen. Die ersten drei können nur außerhalb der Atmosphäre untersucht werden, während letztere teilweise die Erdoberfläche erreichen, sich aber mit dem IR des Planeten selbst vermischen. Daher ist es vorzuziehen, Infrarot-Teleskope ins All zu bringen. Röntgenstrahlung zeigt Regionen im Universum, in denen Energie besonders schnell freigesetzt wird (z. B. Schwarze Löcher), sowie Objekte, die in anderen Strahlen unsichtbar sind, z. B. Pulsare. Infrarotteleskope ermöglichen die Untersuchung von Wärmequellen, die der Optik verborgen sind, über einen weiten Temperaturbereich. Die Gammastrahlenastronomie ermöglicht es, Quellen der Elektron-Positron-Vernichtung zu entdecken, d.h. hohe Energiequellen.

2. Bestimmung der Deklination der Sonne an einem bestimmten Tag aus der Sternkarte und Berechnung ihrer Mittagshöhe.

h - die Höhe der Leuchte

TICKET Nr. 8

Die wichtigsten Richtungen und Aufgaben der Weltraumforschung und -entwicklung.

Die Hauptprobleme der modernen Astronomie:

Für viele besondere Probleme der Kosmogonie gibt es keine Lösung:

· Wie der Mond entstanden ist, wie sich die Ringe um die Riesenplaneten gebildet haben, warum sich die Venus sehr langsam und in die entgegengesetzte Richtung dreht;

In der Sternastronomie:

· Es gibt kein detailliertes Modell der Sonne, das in der Lage wäre, alle ihre beobachteten Eigenschaften (insbesondere den Fluss von Neutrinos aus dem Kern) genau zu erklären.

· Es gibt keine detaillierte physikalische Theorie einiger Manifestationen stellarer Aktivität. Beispielsweise sind die Ursachen von Supernova-Explosionen nicht vollständig klar; Es ist nicht ganz klar, warum aus der Nähe einiger Sterne schmale Gasstrahlen ausgestoßen werden. Besonders rätselhaft sind jedoch kurze Blitze von Gammastrahlen, die regelmäßig in verschiedenen Richtungen über den Himmel treten. Es ist nicht einmal klar, ob sie Sternen oder anderen Objekten zugeordnet sind und in welcher Entfernung diese Objekte von uns sind.

In der galaktischen und extragalaktischen Astronomie:

· Ungelöst ist das Problem der verborgenen Masse, das darin besteht, dass das Gravitationsfeld von Galaxien und Galaxienhaufen um ein Vielfaches stärker ist, als die beobachtete Materie liefern kann. Wahrscheinlich ist der größte Teil der Materie im Universum den Astronomen immer noch verborgen;

· Es gibt keine einheitliche Theorie der Galaxienentstehung;

· Die Hauptprobleme der Kosmologie wurden nicht gelöst: Es gibt keine vollständige physikalische Theorie der Geburt des Universums und sein Schicksal in der Zukunft ist nicht klar.

Hier sind einige der Fragen, die Astronomen im 21. Jahrhundert hoffentlich beantwortet haben:

· Haben benachbarte Sterne terrestrische Planeten und haben sie Biosphären (haben sie Leben)?

Welche Prozesse tragen zur Entstehung von Sternen bei?

· Wie entstehen und verteilen sich biologisch wichtige chemische Elemente wie Kohlenstoff und Sauerstoff in der Galaxis?

· Sind Schwarze Löcher eine Energiequelle für aktive Galaxien und Quasare?

Wo und wann sind Galaxien entstanden?

· Wird sich das Universum für immer ausdehnen, oder wird seine Ausdehnung durch einen Kollaps ersetzt?

TICKET Nr. 9

Keplersche Gesetze, ihre Entdeckung, Bedeutung und Grenzen der Anwendbarkeit.

Die drei Gesetze der Planetenbewegung relativ zur Sonne wurden Anfang des 17. Jahrhunderts vom deutschen Astronomen Johannes Kepler empirisch abgeleitet. Möglich wurde dies durch langjährige Beobachtungen des dänischen Astronomen Tycho Brahe.

Zuerst Keplers Gesetz. Jeder Planet bewegt sich auf einer Ellipse mit der Sonne in einem seiner Brennpunkte ( e = c / a, wo mit ist der Abstand vom Mittelpunkt der Ellipse zu ihrem Fokus, a- große Halbachse, e - Exzentrizität Ellipse. Je größer e, desto mehr unterscheidet sich die Ellipse vom Kreis. Wenn ein mit= 0 (Brennpunkte fallen mit dem Mittelpunkt zusammen), dann ist e = 0 und die Ellipse wird zu einem Kreis mit Radius a).

Zweite Keplersches Gesetz (Gesetz der gleichen Flächen). Der Radiusvektor des Planeten beschreibt gleiche Flächen in gleichen Zeitintervallen. Eine andere Formulierung dieses Gesetzes: Die sektorielle Geschwindigkeit des Planeten ist konstant.

Der dritte Keplers Gesetz. Die Quadrate der Umlaufzeiten der Planeten um die Sonne sind proportional zu den dritten Potenzen der großen Halbachsen ihrer Ellipsenbahnen.

Die moderne Formulierung des ersten Hauptsatzes wird wie folgt ergänzt: Bei ungestörter Bewegung ist die Bahn eines bewegten Körpers eine Kurve zweiter Ordnung - eine Ellipse, Parabel oder Hyperbel.

Im Gegensatz zu den ersten beiden gilt Keplers drittes Gesetz nur für elliptische Bahnen.

Die Geschwindigkeit des Planeten im Perihel: , wobei V c = Kreisgeschwindigkeit bei R = a.

Geschwindigkeit am Aphel:.

Kepler entdeckte seine Gesetze empirisch. Newton leitete die Keplerschen Gesetze aus dem Gesetz der universellen Gravitation ab. Um die Massen von Himmelskörpern zu bestimmen, ist Newtons Verallgemeinerung des dritten Keplerschen Gesetzes auf jedes System zirkulierender Körper von großer Bedeutung. In einer verallgemeinerten Form wird dieses Gesetz normalerweise wie folgt formuliert: Die Quadrate der Perioden T 1 und T 2 der Umdrehung zweier Körper um die Sonne, multipliziert mit der Summe der Massen jedes Körpers (M 1 und M 2, bzw.) und die Sonne (M s), sind als Würfel der großen Halbachsen a 1 und a 2 ihrer Bahnen verwandt: . In diesem Fall wird die Wechselwirkung zwischen den Körpern M 1 und M 2 nicht berücksichtigt. Vernachlässigen wir die Massen dieser Körper im Vergleich zur Sonnenmasse, so erhalten wir die von Kepler selbst gegebene Formulierung des dritten Hauptsatzes: Keplers drittes Gesetz kann auch ausgedrückt werden als der Zusammenhang zwischen der Periodendauer T der Umlaufbahn von a Körper mit der Masse M und der großen Halbachse der Bahn a: . Keplers drittes Gesetz kann verwendet werden, um die Masse von Doppelsternen zu bestimmen.

Zeichnen eines Objekts (Planet, Komet usw.) auf einer Sternenkarte gemäß den angegebenen Koordinaten.

TICKET Nr. 10

Erdplaneten: Merkur, Mars, Venus, Erde, Pluto. Sie sind klein und massereich, die durchschnittliche Dichte dieser Planeten ist um ein Vielfaches größer als die Dichte von Wasser. Sie rotieren langsam um ihre Achse. Sie haben wenige Satelliten. Die terrestrischen Planeten haben feste Oberflächen. Die Ähnlichkeit der terrestrischen Planeten schließt einen signifikanten Unterschied nicht aus. Zum Beispiel dreht sich die Venus im Gegensatz zu anderen Planeten in die entgegengesetzte Richtung zu ihrer Bewegung um die Sonne und ist 243-mal langsamer als die Erde. Pluto ist der kleinste der Planeten (Plutos Durchmesser = 2260 km, der Satellit - Charon ist 2 mal kleiner, ungefähr gleich wie das Erde-Mond-System, sie sind ein "Doppelplanet"), aber in Bezug auf die physikalischen Eigenschaften ist es dieser Gruppe nahe.

Quecksilber. Gewicht: 3*10 23 kg (0,055 Erde) R-Umlaufbahn: 0,387 AE D Planeten: 4870 km Atmosphärische Eigenschaften: Es gibt praktisch keine Atmosphäre, Helium und Wasserstoff von der Sonne, Natrium wird von der überhitzten Oberfläche des Planeten freigesetzt. Oberfläche: mit Kratern übersät, es gibt eine Senke mit 1300 km Durchmesser, genannt "Caloris Basin" Features: Ein Tag dauert zwei Jahre.

Venus. Gewicht: 4,78 x 10,24 kg R-Umlaufbahn: 0,723 AE D Planeten: 12100 km Atmosphärische Zusammensetzung: Hauptsächlich Kohlendioxid mit Beimischungen von Stickstoff und Sauerstoff, Kondensatwolken aus Schwefel- und Flusssäure. Oberfläche: Steinwüste, relativ glatt, obwohl es einige Krater gibt Merkmale: Der Druck in der Nähe der Oberfläche ist 90-mal höher als der der Erde, Rückwärtsrotation entlang der Umlaufbahn, starker Treibhauseffekt (T=475 0 С).

Erde . R-Umlaufbahnen: 1 AE (150.000.000 km) R-Planeten: 6400 km Die Zusammensetzung der Atmosphäre: 78 % Stickstoff, 21 % Sauerstoff und Kohlendioxid. Oberfläche: Die vielfältigste. Eigenschaften: Viel Wasser, die Voraussetzungen für die Entstehung und Existenz des Lebens. Es gibt 1 Satelliten - den Mond.

Mars. Gewicht: 6,4 * 1023 kg R-Umlaufbahnen: 1,52 AE (228 Millionen km) D Planeten: 6670 km Atmosphärische Zusammensetzung: Kohlendioxid mit Verunreinigungen. Oberfläche: Krater, Mariner Valley, Mount Olympus - der höchste im System Merkmale: Viel Wasser in den Polkappen, vermutlich bevor das Klima für kohlenstoffbasiertes organisches Leben geeignet war, und die Entwicklung des Marsklimas ist reversibel. Es gibt 2 Satelliten - Phobos und Deimos. Phobos fällt langsam auf den Mars zu.

Pluto/Charon.

Gewicht: 1,3 x 10,23 kg/1,8 x 10,11 kg

R-Umlaufbahnen: 29,65–49,28 AE

D Planeten: 2324/1212 km

Atmosphärische Zusammensetzung: Dünne Methanschicht

Besonderheiten: Doppelplanet, möglicherweise ein Planetesemal, Umlaufbahn liegt nicht in der Ebene anderer Umlaufbahnen. Pluto und Charon stehen sich immer auf der gleichen Seite gegenüber.

Riesenplaneten: Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun.

Sie haben große Größen und Massen (die Masse des Jupiter > die Masse der Erde um das 318-fache, nach Volumen - um das 1320-fache). Die Riesenplaneten rotieren sehr schnell um ihre Achse. Das Ergebnis davon ist eine Menge Komprimierung. Die Planeten befinden sich weit von der Sonne entfernt. Sie zeichnen sich durch eine große Anzahl von Satelliten aus (Jupiter hat -16, Saturn hat 17, Uranus hat 16, Neptun hat 8). Ein Merkmal der Riesenplaneten sind Ringe, die aus Partikeln und Blöcken bestehen. Diese Planeten haben keine festen Oberflächen, ihre Dichte ist gering, sie bestehen hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Der gasförmige Wasserstoff der Atmosphäre geht in die flüssige und dann in die feste Phase über. Gleichzeitig verursachen die schnelle Rotation und die Tatsache, dass Wasserstoff zu einem elektrischen Leiter wird, erhebliche Magnetfelder dieser Planeten, die von der Sonne fliegende geladene Teilchen einfangen und Strahlungsgürtel bilden.

Jupiter Gewicht: 1,9 x 10,27 kg R-Umlaufbahn: 5,2 AE D-Planeten: 143.760 km am Äquator Zusammensetzung: Wasserstoff mit Heliumverunreinigungen. Satelliten: Auf Europa gibt es viel Wasser, Ganymed mit Eis, Io mit einem Schwefelvulkan. Besonderheiten: Der Große Rote Fleck, fast ein Stern, 10 % der Eigenstrahlung, zieht den Mond von uns weg (2 Meter pro Jahr).	Saturn. Gewicht: 5,68 * 10 26 R-Umlaufbahnen: 9,5 AE D-Planeten: 120.420 km Zusammensetzung: Wasserstoff und Helium. Monde: Titan ist größer als Merkur und hat eine Atmosphäre. Eigenschaften: Schöne Ringe, geringe Dichte, viele Satelliten, die Pole des Magnetfelds fallen fast mit der Rotationsachse zusammen.
Uranus Gewicht: 8,5 * 1025 kg R-Umlaufbahn: 19,2 AE D-Planeten: 51.300 km Inhaltsstoffe: Methan, Ammoniak. Satelliten: Miranda hat ein sehr schwieriges Terrain. Merkmale: Die Rotationsachse ist auf die Sonne gerichtet, strahlt keine eigene Energie ab, der größte Abweichungswinkel der Magnetachse von der Rotationsachse.	Neptun. Gewicht: 1*10 26 kg R-Umlaufbahn: 30 AE D Planeten: 49500 km Inhaltsstoffe: Methan, Ammoniak, Wasserstoffatmosphäre.. Monde: Triton hat eine Stickstoffatmosphäre, Wasser. Eigenschaften: Strahlt 2,7-mal mehr absorbierte Energie aus.

Festlegen des Modells der Himmelskugel für einen bestimmten Breitengrad und seine Ausrichtung zu den Seiten des Horizonts.

TICKET Nr. 11

Besonderheiten des Mondes und der Satelliten der Planeten.

Mond ist der einzige natürliche Satellit der Erde. Die Oberfläche des Mondes ist sehr inhomogen. Die wichtigsten großen Formationen – vielleicht Meere, Berge, Krater und helle Strahlen – sind Materieemissionen. Die Meere, dunkle, glatte Ebenen, sind Vertiefungen, die mit erstarrter Lava gefüllt sind. Die Durchmesser der größten von ihnen überschreiten 1000 km. DR. Drei Arten von Formationen sind höchstwahrscheinlich das Ergebnis der Bombardierung der Mondoberfläche in den frühen Stadien der Existenz des Sonnensystems. Das Bombardement dauerte mehrere Hunderte von Millionen Jahren, und die Trümmer setzten sich auf der Oberfläche des Mondes und der Planeten ab. Fragmente von Asteroiden mit einem Durchmesser von Hunderten von Kilometern bis hin zu den kleinsten Staubpartikeln bildeten Ch. Details des Mondes und der oberflächlichen Gesteinsschicht. Auf die Bombardierungsperiode folgte die Auffüllung der Meere mit basaltischer Lava, die durch die radioaktive Erwärmung des Mondinneren erzeugt wurde. Weltrauminstrumente. Apparate der Apollo-Serie zeichneten die seismische Aktivität des Mondes auf, die sogenannte. l Schock. Proben von Mondboden, die von Astronauten zur Erde gebracht wurden, zeigten, dass das Alter von L. 4,3 Milliarden Jahren, wahrscheinlich das gleiche wie die Erde, aus der gleichen Chemikalie besteht. Elemente wie die Erde, mit dem gleichen ungefähren Verhältnis. Auf L. gibt es keine Atmosphäre und gab es wahrscheinlich auch nie, und es gibt keinen Grund zu behaupten, dass dort jemals Leben existiert hat. Nach neuesten Theorien entstand L. durch Kollisionen marsgroßer Planetesimale mit der jungen Erde. Die Temperatur der Mondoberfläche erreicht an einem Mondtag 100°C und fällt in einer Mondnacht auf -200°C. Auf L. gibt es keine Erosion, für den Anspruch. langsame Zerstörung von Gesteinen durch abwechselnde thermische Ausdehnung und Kontraktion und zufällige plötzliche lokale Katastrophen durch Meteoriteneinschläge.

Die Masse von L. wird durch das Studium der Umlaufbahnen ihrer Art, Satelliten, genau gemessen und mit der Masse der Erde als 1/81,3 in Beziehung gesetzt; sein Durchmesser von 3476 km entspricht 1/3,6 des Erddurchmessers. L. hat die Form eines Ellipsoids, obwohl sich die drei senkrecht zueinander stehenden Durchmesser um nicht mehr als einen Kilometer unterscheiden. Die Rotationsdauer von L. ist gleich der Umlaufzeit um die Erde, so dass sie sich ihr, abgesehen von den Librationseffekten, immer eine Seite zuwendet. Heiraten die Dichte beträgt 3330 kg/m 3 , ein Wert, der sehr nahe an der Dichte der Hauptgesteine ​​liegt, die unter der Erdkruste liegen, und die Gravitationskraft auf der Mondoberfläche beträgt 1/6 der der Erde. Der Mond ist der erdnächste Himmelskörper. Wenn die Erde und der Mond Punktmassen oder starre Kugeln wären, deren Dichte sich nur mit der Entfernung vom Zentrum ändert, und es keine anderen Himmelskörper gäbe, dann wäre die Umlaufbahn des Mondes um die Erde eine unveränderliche Ellipse. Die Sonne und in viel geringerem Maße die Planeten üben jedoch Schwerkraft aus. Einfluss auf die Umlaufbahn, wodurch eine Störung ihrer Umlaufbahnelemente verursacht wird; daher sind die große Halbachse, die Exzentrizität und die Neigung ständig zyklischen Störungen ausgesetzt, die um Durchschnittswerte oszillieren.

Natürliche Satelliten, ein natürlicher Körper, der einen Planeten umkreist. Im Sonnensystem sind mehr als 70 Monde unterschiedlicher Größe bekannt, und ständig werden neue entdeckt. Die sieben größten Satelliten sind der Mond, die vier Galileischen Satelliten von Jupiter, Titan und Triton. Sie alle haben Durchmesser von über 2500 km und sind kleine „Welten“ mit komplexer Geol. Geschichte; Manche haben eine Atmosphäre. Alle anderen Satelliten haben vergleichbare Abmessungen wie Asteroiden, d.h. von 10 bis 1500 km. Sie können aus Gestein oder Eis bestehen, deren Form von nahezu kugelförmig bis unregelmäßig variieren kann, und die Oberfläche ist entweder uralt mit zahlreichen Kratern oder durch unterirdische Aktivitäten verändert. Die Größen der Umlaufbahnen reichen von weniger als zwei bis zu mehreren hundert Radien des Planeten, die Umlaufzeit beträgt mehrere Stunden bis zu mehr als einem Jahr. Es wird angenommen, dass einige Satelliten von der Anziehungskraft des Planeten eingefangen wurden. Sie haben unregelmäßige Umlaufbahnen und drehen sich manchmal in die entgegengesetzte Richtung zur Umlaufbahn des Planeten um die Sonne (die sogenannte Rückwärtsbewegung). Umlaufbahnen S.e. kann stark zur Ebene der Planetenbahn geneigt oder sehr langgestreckt sein. Erweiterte Systeme S.e. mit regelmäßigen Umlaufbahnen um die vier Riesenplaneten, entstand wahrscheinlich aus der Gas- und Staubwolke, die den Mutterplaneten umgibt, ähnlich der Entstehung von Planeten im protosolaren Nebel. S.e. kleiner als ein paar. Hunderte von Kilometern haben eine unregelmäßige Form und sind wahrscheinlich während der zerstörerischen Kollisionen größerer Körper entstanden. In erw. Bereichen des Sonnensystems kreisen sie oft in der Nähe der Ringe. Orbitalelemente ext. Die SE, insbesondere die Exzentrizitäten, unterliegen starken Störungen durch die Sonne. Mehrere Paare und sogar Tripel S.e. Umlaufzeiten haben, die durch eine einfache Beziehung zusammenhängen. Zum Beispiel hat der Jupitermond Europa eine Periode, die fast halb so lang ist wie die von Ganymed. Dieses Phänomen wird als Resonanz bezeichnet.

Bestimmung der Bedingungen für die Sichtbarkeit des Planeten Merkur nach dem "Schulastronomischen Kalender".

TICKET Nr. 12

Kometen und Asteroiden. Grundlagen moderner Vorstellungen über die Entstehung des Sonnensystems.

Komet, der Himmelskörper des Sonnensystems, bestehend aus Eis- und Staubpartikeln, die sich in einem Abstand von der Sonne auf stark verlängerten Bahnen bewegen, sehen sie aus wie schwach leuchtende ovale Flecken. Wenn er sich der Sonne nähert, bildet sich um diesen Kern eine Koma (eine fast kugelförmige Hülle aus Gas und Staub, die den Kopf des Kometen umgibt, wenn er sich der Sonne nähert. Diese „Atmosphäre“, die vom Sonnenwind ständig weggeblasen wird, wird durch Gas und Staub wieder aufgefüllt Austritt aus dem Kern. Der Durchmesser des Kometen erreicht 100.000 km. Die Austrittsgeschwindigkeit von Gas und Staub beträgt mehrere Kilometer pro Sekunde relativ zum Kern, und sie zerstreuen sich im interplanetaren Raum teilweise durch den Schweif des Kometen.) und Schweif (Das Gas und unter Einwirkung von Lichtdruck und Wechselwirkung mit dem Sonnenwind gebildeter Staubstrom aus dem Raum der Kometenatmosphäre Bei den meisten Kometen erscheint X., wenn sie sich der Sonne in einem Abstand von weniger als 2 AU nähern X. ist immer gerichtet von der Sonne Gasförmiges X. wird durch ionisierte Moleküle gebildet, die aus dem Kern ausgestoßen werden, unter dem Einfluss der Sonnenstrahlung hat eine bläuliche Farbe, deutliche Grenzen, typische Breite 1 Million km, Länge - zig Millionen Kilometer. Die Struktur von X. kann sich über mehrere Jahre merklich verändern. Std. Die Geschwindigkeit einzelner Moleküle variiert zwischen 10 und 100 km/s. Staub X. ist diffuser und gekrümmter, und seine Krümmung hängt von der Masse der Staubpartikel ab. Staub wird kontinuierlich aus dem Kern gelöst und durch den Gasstrom weggetragen.). Das Zentrum, ein Teil von K., wird als Kern bezeichnet und ist ein eisiger Körper - die Überreste riesiger Ansammlungen eisiger Planetesimale, die während der Entstehung des Sonnensystems entstanden sind. Jetzt konzentrieren sie sich auf die Peripherie – in der Oort-Epic-Wolke. Die durchschnittliche Masse des Kerns K. 1-100 Milliarden kg, Durchmesser 200-1200 m, Dichte 200 kg / m 3 ("/5 die Dichte von Wasser). Es gibt Hohlräume in den Kernen. Dies sind instabile Formationen, bestehend aus Eis besteht zu einem Drittel aus Eis und zu zwei Dritteln aus Staub. Eis besteht hauptsächlich aus Wasser, aber es gibt Verunreinigungen aus anderen Verbindungen. Bei jeder Rückkehr zur Sonne schmilzt das Eis, Gasmoleküle verlassen den Kern und ziehen Staub- und Eispartikel mit sich , während sich um den Kern eine kugelförmige Hülle bildet - Koma, ein langer Plasmaschweif, der von der Sonne weg gerichtet ist, und ein Staubschweif.Die Menge an verlorener Energie hängt von der Staubmenge ab, die den Kern bedeckt, und von der Entfernung von der Sonne im Perihel Komet aus nächster Nähe, bestätigte viele Theorien über die Struktur von K.

K. werden meist nach ihren Entdeckern mit Angabe des Jahres ihrer letzten Beobachtung benannt. Unterteilt in kurzfristig und langfristig. kurzer Zeitraum K. umkreisen die Sonne mit einer Periode von mehreren. Jahre, am Mi. OK. 8 Jahre; den kürzesten Zeitraum – etwas mehr als 3 Jahre – hat K. Enke. Diese K. wurden von der Schwerkraft eingefangen. Jupiters Feld und begann sich auf relativ kleinen Bahnen zu drehen. Ein typischer hat einen Perihelabstand von 1,5 AE. und bricht nach 5.000 Umdrehungen vollständig zusammen, was zu einem Meteoritenschauer führt. Astronomen beobachteten 1976 den Zerfall von K. West und K. * Biel. Im Gegensatz dazu sind die Zirkulationsperioden langperiodisch. C. kann 10.000 oder sogar 1 Million Jahre alt werden, und ihre Aphelia kann ein Drittel der Entfernung zu den nächsten Sternen betragen.Zur Zeit sind etwa 140 kurzperiodische und 800 langperiodische bekannt, und jedes Jahr etwa 30 neue K. Unser Wissen über diese Objekte ist unvollständig, da sie nur entdeckt werden, wenn sie sich der Sonne in einer Entfernung von etwa 2,5 AE nähern. Es wird angenommen, dass etwa eine Billion K die Sonne umkreisen.

Asteroid(Asteroid), ein kleiner Planet, der eine nahezu kreisförmige Umlaufbahn hat, die nahe der Ebene der Ekliptik zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter liegt. Neu entdeckten A. wird nach Bestimmung ihrer Umlaufbahn eine Seriennummer zugewiesen, die genau genug ist, damit die A. „nicht verloren geht“. 1796 die Franzosen. Der Astronom Joseph Gerome Lalande schlug vor, mit der Suche nach dem "fehlenden" Planeten zwischen Mars und Jupiter zu beginnen, der von Bodes Regel vorhergesagt wurde. An Silvester 1801 der Italiener. Der Astronom Giuseppe Piazzi entdeckte Ceres während seiner Beobachtungen, um einen Sternenkatalog zu erstellen. Deutsch Der Wissenschaftler Carl Gauß berechnete seine Umlaufbahn. Mittlerweile sind etwa 3500 Asteroiden bekannt. Die Radien von Ceres, Pallas und Vesta betragen 512, 304 bzw. 290 km, der Rest ist kleiner. Nach den Abschätzungen in Kap. Gürtel ist ca. 100 Millionen A., ihre Gesamtmasse beträgt offenbar etwa 1/2200 der ursprünglich in diesem Gebiet vorhandenen Masse. Die Entstehung der Moderne A. ist vielleicht mit der Zerstörung des Planeten (traditionell Phaeton genannt, moderner Name - Olbers 'Planet) infolge einer Kollision mit einem anderen Körper verbunden. Die Oberflächen der beobachteten A. bestehen aus Metallen und Gesteinen. Je nach Zusammensetzung werden Asteroiden in Typen eingeteilt (C, S, M, U). Typ-U-Konvoi nicht identifiziert.

A. werden auch nach den Elementen der Bahnen gruppiert und bilden die sogenannten. die Familie Hirayama. Die meisten A. haben eine Umlaufdauer von ca. 8 Uhr Alle A. mit einem Radius von weniger als 120 km haben eine unregelmäßige Form, Umlaufbahnen unterliegen der Schwerkraft. Einfluss von Jupiter. Infolgedessen gibt es Lücken in der Verteilung von A. entlang der großen Halbachsen der Bahnen, sogenannte Kirkwood-Schraffuren. A., wenn er in diese Luken fällt, würde Perioden haben, die ein Vielfaches der Umlaufzeit von Jupiter sind. Die Asteroidenbahnen in diesen Luken sind höchst instabil. Int. und ext. die Kanten des A.-Gürtels liegen in Bereichen, in denen dieses Verhältnis 1: 4 und 1: 2 beträgt. A.

Wenn sich ein Protostern zusammenzieht, bildet er eine Materiescheibe um den Stern herum. Ein Teil der Materie dieser Scheibe fällt auf den Stern zurück und gehorcht der Schwerkraft. Das in der Scheibe verbleibende Gas und der Staub werden allmählich abgekühlt. Wenn die Temperatur tief genug fällt, beginnt sich das Material der Scheibe zu kleinen Klumpen zu sammeln - Kondensationstaschen. So entstehen Planetesimale. Während der Entstehung des Sonnensystems kollabierten einige der Planetesimale infolge von Kollisionen, während andere zu Planeten verschmolzen. Im äußeren Teil des Sonnensystems bildeten sich große Planetenkerne, die eine gewisse Menge Gas in Form einer Primärwolke festhalten konnten. Schwerere Teilchen wurden durch die Anziehungskraft der Sonne festgehalten und konnten sich unter dem Einfluss der Gezeitenkräfte lange Zeit nicht zu Planeten formen. Dies war der Beginn der Bildung von "Gasriesen" - Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Wahrscheinlich entwickelten sie ihre eigenen Mini-Scheiben aus Gas und Staub, die schließlich Monde und Ringe bildeten. Im inneren Sonnensystem schließlich bildet feste Materie Merkur, Venus, Erde und Mars.

Bestimmung der Bedingungen für die Sichtbarkeit des Planeten Venus nach dem "Schulastronomischen Kalender".

TICKET Nr. 13

Die Sonne ist wie ein typischer Stern. Seine Hauptmerkmale.

Die Sonne, der zentrale Körper des Sonnensystems, ist eine heiße Plasmakugel. Der Stern, um den sich die Erde dreht. Ein gewöhnlicher Hauptreihenstern vom Spektraltyp G2, eine selbstleuchtende gasförmige Masse, die zu 71 % aus Wasserstoff und zu 26 % aus Helium besteht. Die absolute Helligkeit beträgt +4,83, die effektive Oberflächentemperatur beträgt 5770 K. Im Zentrum der Sonne beträgt sie 15 * 10 6 K, was für einen Druck sorgt, der der Schwerkraft widerstehen kann, die auf der Oberfläche 27-mal größer ist der Sonne (Photosphäre) als auf der Erde. Eine so hohe Temperatur entsteht durch thermonukleare Reaktionen der Umwandlung von Wasserstoff in Helium (Proton-Proton-Reaktion) (Energieabgabe von der Oberfläche der Photosphäre 3,8 * 10 26 W). Die Sonne ist ein kugelsymmetrischer Körper im Gleichgewicht. Je nach Änderung der physikalischen Bedingungen kann die Sonne in mehrere konzentrische Schichten unterteilt werden, die sich allmählich ineinander verwandeln. Nahezu die gesamte Energie der Sonne wird in der zentralen Region erzeugt - Ader, wo die Kernfusionsreaktion stattfindet. Der Kern nimmt weniger als 1/1000 seines Volumens ein, die Dichte beträgt 160 g/cm 3 (die Dichte der Photosphäre ist 10 Millionen mal geringer als die Dichte von Wasser). Aufgrund der enormen Masse der Sonne und der Undurchsichtigkeit ihrer Materie wandert die Strahlung sehr langsam vom Kern zur Photosphäre - etwa 10 Millionen Jahre. Während dieser Zeit nimmt die Frequenz des Röntgenstrahls ab und es wird sichtbares Licht. Bei Kernreaktionen entstehende Neutrinos verlassen jedoch ungehindert die Sonne und liefern im Prinzip direkte Informationen über den Kern. Die Diskrepanz zwischen dem beobachteten und dem theoretisch vorhergesagten Neutrinofluss hat zu ernsthaften Streitigkeiten über die innere Struktur der Sonne geführt. Auf den letzten 15 % des Radius gibt es eine konvektive Zone. Konvektive Bewegungen spielen auch eine Rolle beim Transport von Magnetfeldern, die durch Ströme in seinen rotierenden inneren Schichten erzeugt werden, was sich als manifestiert Sonnenaktivität, die stärksten Felder werden in Sonnenflecken beobachtet. Außerhalb der Photosphäre befindet sich die Sonnenatmosphäre, in der die Temperatur einen Mindestwert von 4200 K erreicht und dann aufgrund der Ableitung von Stoßwellen, die durch subphotosphärische Konvektion in der Chromosphäre erzeugt werden, wieder ansteigt, wo sie stark auf einen Wert von 2 * 10 ansteigt 6 K, charakteristisch für die Korona. Die hohe Temperatur des letzteren führt zu einem kontinuierlichen Ausströmen von Plasmamaterie in Form des Sonnenwindes in den interplanetaren Raum. In manchen Bereichen kann die Magnetfeldstärke schnell und stark ansteigen. Dieser Prozess wird von einem ganzen Komplex von Phänomenen der Sonnenaktivität begleitet. Dazu gehören Sonneneruptionen (in der Chromosphäre), Protuberanzen (in der Sonnenkorona) und koronale Löcher (spezielle Regionen der Korona).

Die Masse der Sonne beträgt 1,99 * 10 30 kg, der mittlere Radius, bestimmt durch die annähernd kugelförmige Photosphäre, beträgt 700.000 km. Dies entspricht 330.000 Massen bzw. 110 Erdradien; 1,3 Millionen solcher Körper wie die Erde passen in die Sonne. Die Rotation der Sonne bewirkt die Bewegung ihrer Oberflächenformationen wie Sonnenflecken in der Photosphäre und den darüber liegenden Schichten. Die durchschnittliche Rotationsdauer beträgt 25,4 Tage, am Äquator 25 Tage und an den Polen 41 Tage. Die Drehung ist auf die Kompression der Sonnenscheibe zurückzuführen, die 0,005 % beträgt.

Bestimmung der Bedingungen für die Sichtbarkeit des Planeten Mars nach dem "Schulastronomischen Kalender".

TICKET Nr. 14

Die wichtigsten Manifestationen der Sonnenaktivität, ihre Verbindung mit geophysikalischen Phänomenen.

Sonnenaktivität ist eine Folge der Konvektion der mittleren Schichten des Sterns. Der Grund für dieses Phänomen liegt in der Tatsache, dass die Energiemenge, die vom Kern kommt, viel größer ist als die durch Wärmeleitung entfernte. Konvektion verursacht starke Magnetfelder, die durch Ströme in den Konvektionsschichten erzeugt werden. Die Hauptmanifestationen der Sonnenaktivität, die die Erde beeinflussen, sind Sonnenflecken, Sonnenwind und Protuberanzen.

Sonnenflecken, Formationen in der Photosphäre der Sonne, wurden seit der Antike beobachtet und gelten derzeit aufgrund des Vorhandenseins eines starken Magnetfelds als Bereiche der Photosphäre mit einer Temperatur von 2000 K niedriger als in der Umgebung (ca. 2000 Gauß). S.p. bestehen aus einem relativ dunklen Zentrum, einem Teil (Schatten) und einem helleren faserigen Halbschatten. Der Gasfluss vom Schatten zum Halbschatten wird Evershed-Effekt genannt (V=2km/s). Anzahl der S.p. und ihr Aussehen verändern sich im Laufe von 11 Jahren Sonnenaktivitätszyklus oder Sonnenfleckenzyklus, die durch das Spörersche Gesetz beschrieben und durch das Maunder-Schmetterlingsdiagramm (Bewegung von Flecken in Breitengraden) grafisch dargestellt wird. Zürcher relative Sonnenfleckenzahl gibt die Gesamtfläche an, die von S.p. Langfristige Schwankungen werden dem 11-Jahres-Hauptzyklus überlagert. Zum Beispiel S.p. Magnet wechseln. Polarität während des 22-jährigen Zyklus der Sonnenaktivität. Aber Naib, ein markantes Beispiel für langfristige Schwankungen, ist das Minimum. Maunder (1645-1715), als S.p. fehlten. Obwohl allgemein angenommen wird, dass Schwankungen in der Anzahl von S.p. bestimmt durch die Diffusion des Magnetfeldes aus dem rotierenden Sonneninneren, ist der Prozess noch nicht vollständig verstanden. Das starke Magnetfeld von Sonnenflecken beeinflusst das Feld der Erde und verursacht Funkstörungen und Polarlichter. Es gibt einige unwiderlegbare kurzfristige Wirkungen, die Behauptung der Existenz von langfristigen. Die Beziehung zwischen Klima und der Anzahl der S.p., insbesondere der 11-Jahres-Zyklus, ist sehr umstritten, da es schwierig ist, die Bedingungen zu erfüllen, die für eine genaue statistische Analyse der Daten erforderlich sind.

sonniger Wind Ausfluss von Hochtemperaturplasma (Elektronen, Protonen, Neutronen und Hadronen) der Sonnenkorona, Strahlung intensiver Wellen des Radiospektrums, Röntgenstrahlen in den umgebenden Raum. Bildet die sog. die Heliosphäre erstreckt sich bis 100 AE. von der Sonne. Der Sonnenwind ist so intensiv, dass er die äußeren Schichten von Kometen beschädigen kann, wodurch sich ein "Schweif" bildet. S.V. ionisiert die oberen Schichten der Atmosphäre, wodurch die Ozonschicht gebildet wird, verursacht Polarlichter und eine Erhöhung des radioaktiven Hintergrunds und Funkstörungen an Orten, an denen die Ozonschicht zerstört wird.

Das letzte Maximum der Sonnenaktivität war im Jahr 2001. Maximale Sonnenaktivität bedeutet die größte Anzahl von Sonnenflecken, Strahlung und Protuberanzen. Es ist seit langem bekannt, dass die Änderung der Sonnenaktivität der Sonne die folgenden Faktoren beeinflusst:

* die epidemiologische Situation auf der Erde;

* die Anzahl verschiedener Arten von Naturkatastrophen (Taifune, Erdbeben, Überschwemmungen usw.);

* zur Zahl der Straßen- und Schienenunfälle.

Das Maximum von all dem fällt auf die Jahre der aktiven Sonne. Wie der Wissenschaftler Chizhevsky feststellte, beeinflusst die aktive Sonne das Wohlbefinden einer Person. Seitdem werden regelmäßig Prognosen über das Wohlbefinden einer Person erstellt.

2. Bestimmung der Bedingungen für die Sichtbarkeit des Planeten Jupiter nach dem "Schulastronomischen Kalender".

TICKET Nr. 15

Methoden zur Bestimmung von Entfernungen zu Sternen, Entfernungseinheiten und deren Beziehung.

Um die Entfernung zu den Körpern des Sonnensystems zu messen, wird die Parallaxenmethode verwendet. Der Radius der Erde erweist sich als zu klein, um als Grundlage für die Messung der parallaktischen Verschiebung von Sternen und der Entfernung zu ihnen zu dienen. Daher wird anstelle der Horizontalen die Ein-Jahres-Parallaxe verwendet.

Die Jahresparallaxe eines Sterns ist der Winkel (p), in dem man vom Stern aus die große Halbachse der Erdbahn sehen könnte, wenn sie senkrecht zur Sichtlinie steht.

a ist die große Halbachse der Erdumlaufbahn,

p ist die jährliche Parallaxe.

Es wird auch die Einheit Parsec verwendet. Ein Parsec ist die Entfernung, aus der die große Halbachse der Erdumlaufbahn senkrecht zur Sichtlinie in einem Winkel von 1² sichtbar ist.

1 Parsec = 3,26 Lichtjahre = 206265 AE d.h. = 3 * 10 11 km.

Durch die Messung der Jahresparallaxe kann man zuverlässig die Entfernung zu Sternen bestimmen, die nicht weiter als 100 Parsec oder 300 Lj entfernt sind. Jahre.

Sind die absolute und die scheinbare Sternhelligkeit bekannt, so lässt sich die Entfernung zum Stern nach der Formel lg(r)=0.2*(m-M)+1 bestimmen

Ermittlung der Bedingungen für die Sichtbarkeit des Mondes nach dem „Schulastronomischen Kalender“.

TICKET Nr. 16

Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften von Sternen, die Beziehung dieser Eigenschaften. Bedingungen für das Gleichgewicht der Sterne.

Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften von Sternen: Leuchtkraft, absolute und scheinbare Helligkeit, Masse, Temperatur, Größe, Spektrum.

Helligkeit- die von einem Stern oder anderen Himmelskörper pro Zeiteinheit abgegebene Energie. Normalerweise in Einheiten der Sonnenleuchtkraft angegeben, ausgedrückt als lg (L/Lc) = 0,4 (Mc – M), wobei L und M die Leuchtkraft und absolute Helligkeit der Quelle sind, Lc und Mc die entsprechenden Helligkeiten für die Sonne (Mc = +4,83). Auch bestimmt durch die Formel L=4πR 2 σT 4 . Bekannt sind Sterne, deren Leuchtkraft um ein Vielfaches größer ist als die Leuchtkraft der Sonne. Die Leuchtkraft von Aldebaran beträgt 160 und Rigel ist 80.000 Mal größer als die der Sonne. Aber die überwiegende Mehrheit der Sterne hat eine mit der Sonne vergleichbare oder geringere Leuchtkraft.

Größe - ein Maß für die Helligkeit eines Sterns. Z.v. gibt keine wahre Vorstellung von der Stärke der Strahlung des Sterns. Ein schwacher Stern in der Nähe der Erde kann heller aussehen als ein entfernter heller Stern, weil der von ihm empfangene Strahlungsfluss nimmt umgekehrt mit dem Quadrat der Entfernung ab. Sichtbares Z.v. - die Brillanz eines Sterns, die der Betrachter beim Blick in den Himmel sieht. Absolut Z.v. - ein Maß für die wahre Helligkeit, stellt die Helligkeit eines Sterns dar, die er in einer Entfernung von 10 pc haben würde. Hipparchos erfand ein System sichtbarer Z.v. im 2. Jahrhundert BC. Den Sternen wurden entsprechend ihrer scheinbaren Helligkeit Nummern zugeordnet; Die hellsten Sterne hatten die 1. Größe und die schwächsten die 6. Größe. Alle R. 19. Jahrhundert Dieses System wurde geändert. Moderne Skala Z.v. wurde durch Bestimmung von Z.v. repräsentative Stichprobe von Sternen in der Nähe des Nordens. Pole der Welt (nördliche Polarreihe). Ihnen zufolge hat Z.v. alle anderen Sterne. Dies ist eine logarithmische Skala, auf der Sterne der 1. Größenordnung 100-mal heller sind als Sterne der 6. Größenordnung. Mit zunehmender Messgenauigkeit mussten Zehntel eingeführt werden. Die hellsten Sterne sind heller als die 1. Magnitude, und einige haben sogar negative Magnituden.

Sternmasse - ein Parameter, der nur für Komponenten von Doppelsternen mit bekannten Bahnen und Entfernungen direkt bestimmt wird (M 1 + M 2 = R 3 /T 2). Dass. Die Massen von nur wenigen Dutzend Sternen wurden bestimmt, aber für eine viel größere Anzahl kann die Masse aus der Masse-Leuchtkraft-Abhängigkeit bestimmt werden. Massen von mehr als 40 Sonnenmassen und weniger als 0,1 Sonnenmassen sind sehr selten. Die Masse der meisten Sterne ist kleiner als die Masse der Sonne. Die Temperatur im Zentrum solcher Sterne kann nicht das Niveau erreichen, bei dem Kernfusionsreaktionen beginnen, und die einzige Quelle ihrer Energie ist die Kelvin-Helmholtz-Kompression. Solche Objekte werden aufgerufen Braune Zwerge.

Masse-Leuchtkraft-Verhältnis, 1924 von Eddington gefunden, die Beziehung zwischen der Leuchtkraft L und der Sternmasse M. Das Verhältnis hat die Form L / Lc \u003d (M / Mc) a, wobei Lc und Mc die Leuchtkraft bzw. Masse der Sonne sind , der Wert a liegt normalerweise im Bereich von 3-5. Das Verhältnis ergibt sich aus der Tatsache, dass die beobachteten Eigenschaften normaler Sterne hauptsächlich durch ihre Masse bestimmt werden. Diese Beziehung für Zwergsterne stimmt gut mit Beobachtungen überein. Es wird angenommen, dass es auch für Überriesen und Giganten gilt, obwohl ihre Masse schwer direkt zu messen ist. Das Verhältnis gilt nicht für Weiße Zwerge, weil erhöht ihre Leuchtkraft.

Temperatur stellar ist die Temperatur einer Region des Sterns. Es ist eine der wichtigsten physikalischen Eigenschaften eines Objekts. Aufgrund der Tatsache, dass die Temperatur verschiedener Regionen des Sterns unterschiedlich ist, und auch aufgrund der Tatsache, dass die Temperatur eine thermodynamische Größe ist, die vom Fluss elektromagnetischer Strahlung und dem Vorhandensein verschiedener Atome, Ionen und Kerne in a abhängt bestimmten Region der Sternatmosphäre, alle diese Unterschiede vereinen sich zur effektiven Temperatur, die eng mit der Strahlung des Sterns in der Photosphäre zusammenhängt. Effektive Temperatur, ein Parameter, der die Gesamtenergiemenge charakterisiert, die von einem Stern pro Flächeneinheit seiner Oberfläche abgegeben wird. Dies ist eine eindeutige Methode zur Beschreibung der Sterntemperatur. Das. wird durch die Temperatur eines vollständig schwarzen Körpers bestimmt, der nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz die gleiche Leistung pro Flächeneinheit abstrahlen würde wie ein Stern. Obwohl sich das Spektrum eines Sterns im Detail erheblich vom Spektrum eines absolut schwarzen Körpers unterscheidet, charakterisiert die effektive Temperatur dennoch die Energie des Gases in den äußeren Schichten der stellaren Photosphäre und ermöglicht es, unter Verwendung des Wienschen Verschiebungsgesetzes (λ max = 0,29/T), um zu bestimmen, bei welcher Wellenlänge die Sternstrahlung maximal ist und somit die Farbe des Sterns.

Von Größen Sterne werden in Zwerge, Unterzwerge, normale Sterne, Riesen, Unterriesen und Überriesen unterteilt.

Bereich Sterne hängt von ihrer Temperatur, Druck, Gasdichte ihrer Photosphäre, Stärke des Magnetfeldes und Chemikalie ab. Komposition.

Spektrale Klassen, die Einteilung der Sterne nach ihren Spektren (zunächst nach den Intensitäten der Spektrallinien), erstmals von den Italienern eingeführt. Astronom Secchi. Eingeführte Buchstabenbezeichnungen wurden geändert, als das Wissen über das Innere erweitert wurde. die Struktur der Sterne. Die Farbe eines Sterns hängt daher in der Moderne von der Temperatur seiner Oberfläche ab. Spektralklassifizierung Draper (Harvard) S.K. Sortiert nach absteigender Temperatur:

Hertzsprung-Russell-Diagramm, ein Diagramm, mit dem Sie die beiden Hauptmerkmale von Sternen bestimmen können, drückt die Beziehung zwischen absoluter Helligkeit und Temperatur aus. Benannt nach dem dänischen Astronomen Hertzsprung und dem amerikanischen Astronomen Ressell, die 1914 das erste Diagramm veröffentlichten. Die heißesten Sterne liegen links im Diagramm, die Sterne mit der höchsten Leuchtkraft oben. Von der oberen linken Ecke nach unten rechts Hauptsequenz, die Entwicklung der Sterne widerspiegelt und mit Zwergsternen endet. Die meisten Sterne gehören zu dieser Folge. Auch die Sonne gehört zu dieser Folge. Oberhalb dieser Reihenfolge befinden sich Unterriesen, Überriesen und Riesen in dieser Reihenfolge, darunter Unterzwerge und Weiße Zwerge. Diese Gruppen von Sternen werden genannt Helligkeitsklassen.

Gleichgewichtsbedingungen: Sterne sind bekanntlich die einzigen natürlichen Objekte, in denen unkontrollierte thermonukleare Fusionsreaktionen ablaufen, die mit der Freisetzung großer Energiemengen einhergehen und die Temperatur von Sternen bestimmen. Die meisten Sterne befinden sich in einem stationären Zustand, das heißt, sie explodieren nicht. Einige Sterne explodieren (die sogenannten Neu- und Supernovae). Warum sind Sterne im Allgemeinen im Gleichgewicht? Die Kraft nuklearer Explosionen in stationären Sternen wird durch die Schwerkraft ausgeglichen, weshalb diese Sterne das Gleichgewicht halten.

Berechnung der Längenmaße der Leuchte aus bekannten Winkelmaßen und Abstand.

TICKET Nr. 17

1. Die physikalische Bedeutung des Stefan-Boltzmann-Gesetzes und seine Anwendung zur Bestimmung der physikalischen Eigenschaften von Sternen.

Stefan-Boltzmann-Gesetz, das Verhältnis zwischen der gesamten Strahlungsleistung eines vollständig schwarzen Körpers und seiner Temperatur. Die Gesamtleistung einer Strahlungsflächeneinheit in W pro 1 m 2 ergibt sich aus der Formel P \u003d σ T 4, wo σ \u003d 5,67 * 10 -8 W / m 2 K 4 - Stefan-Boltzmann-Konstante, T - absolute Temperatur eines absoluten schwarzen Körpers. Obwohl der Astronom selten wie ein schwarzer Körper strahlt, ist sein Emissionsspektrum oft ein gutes Modell des Spektrums eines realen Objekts. Die Temperaturabhängigkeit bis zur 4. Potenz ist sehr stark.

e ist die Strahlungsenergie pro Flächeneinheit des Sterns

L ist die Leuchtkraft des Sterns, R ist der Radius des Sterns.

Mit der Stefan-Boltzmann-Formel und dem Wienschen Gesetz wird die Wellenlänge bestimmt, die die maximale Strahlung ausmacht:

l max T = b, b – Wien-Konstante

Man kann auch umgekehrt vorgehen, also anhand von Leuchtkraft und Temperatur die Größe von Sternen bestimmen

2. Bestimmung der geographischen Breite des Beobachtungsortes nach der gegebenen Höhe des Leuchtkörpers am Scheitelpunkt und seiner Deklination.

H = 90 0 - +

h - die Höhe der Leuchte

TICKET Nr. 18

Veränderliche und nichtstationäre Sterne. Ihre Bedeutung für das Studium der Natur der Sterne.

Die Helligkeit veränderlicher Sterne ändert sich mit der Zeit. Jetzt bekannt ca. 3*10 4 . PZ werden unterteilt in physikalische PZ, deren Helligkeit sich aufgrund der in ihnen oder in ihrer Nähe ablaufenden Prozesse ändert, und optische PZ, bei denen diese Änderung auf Rotation oder Umlaufbewegung zurückzuführen ist.

Die wichtigsten Arten von körperlichen PZ:

Pulsierend - Cepheiden, Sterne wie Mira Ceti, halbregelmäßige und unregelmäßige Rote Riesen;

Eruptiv(explosiv) - Sterne mit Muscheln, junge unregelmäßige Variablen, inkl. Sterne vom Typ T Tauri (sehr junge unregelmäßige Sterne, die mit diffusen Nebeln assoziiert sind), Überriesen vom Typ Hubble-Seineja (heiße Überriesen mit hoher Leuchtkraft, die hellsten Objekte in Galaxien. Sie sind instabil und sind wahrscheinlich Strahlungsquellen nahe der Eddington-Helligkeitsgrenze, wenn sie überschritten wird , "Deflation" von Sternhüllen. Potenzielle Supernovae.), aufflammende Rote Zwerge;

Katastrophal - Novae, Supernovae, symbiotisch;

Röntgendoppelsterne

Spezifizierte P.z. umfassen 98 % der bekannten physikalischen Zu den optischen gehören verdunkelnde Binärdateien und rotierende, wie Pulsare und magnetische Variablen. Die Sonne gehört zu den Rotierenden, weil. seine Größe ändert sich kaum, wenn Sonnenflecken auf der Scheibe erscheinen.

Unter den pulsierenden Sternen sind Cepheiden sehr interessant, benannt nach einer der ersten entdeckten Variablen dieser Art - 6 Cephei. Cepheiden sind Sterne mit hoher Leuchtkraft und mäßiger Temperatur (gelbe Überriesen). Im Laufe der Evolution haben sie eine besondere Struktur angenommen: In einer bestimmten Tiefe ist eine Schicht entstanden, die aus dem Darm kommende Energie ansammelt und wieder zurückgibt. Ein Stern zieht sich periodisch zusammen, wenn er sich erwärmt, und dehnt sich aus, wenn er abkühlt. Die Strahlungsenergie wird also entweder vom Sterngas absorbiert und ionisiert oder wieder abgegeben, wenn beim Abkühlen des Gases die Ionen Elektronen einfangen und dabei Lichtquanten emittieren. Dadurch ändert sich die Helligkeit der Cepheiden in der Regel um ein Vielfaches mit einem Zeitraum von mehreren Tagen. Cepheiden spielen in der Astronomie eine besondere Rolle. 1908 machte die amerikanische Astronomin Henrietta Leavitt, die Cepheiden in einer der nächsten Galaxien - der Kleinen Magellanschen Wolke - untersuchte, darauf aufmerksam, dass sich herausstellte, dass diese Sterne umso heller waren, je länger die Periode ihrer Helligkeitsänderung war. Die Größe der Kleinen Magellanschen Wolke ist klein im Vergleich zu ihrer Entfernung, was bedeutet, dass der Unterschied in der scheinbaren Helligkeit den Unterschied in der Leuchtkraft widerspiegelt. Dank der von Leavitt gefundenen Perioden-Helligkeitsabhängigkeit ist es einfach, die Entfernung zu jedem Cepheiden zu berechnen, indem man seine durchschnittliche Helligkeit und Variabilitätsperiode misst. Und da Überriesen gut sichtbar sind, lassen sich mit Cepheiden sogar Entfernungen zu relativ weit entfernten Galaxien bestimmen, in denen sie beobachtet werden.Es gibt noch einen zweiten Grund für die besondere Rolle der Cepheiden. In den 60er Jahren. Der sowjetische Astronom Yuri Nikolaevich Efremov fand heraus, dass dieser Stern umso jünger ist, je länger die Cepheidenperiode ist. Es ist nicht schwierig, das Alter jedes Cepheiden aus der Zeit-Alters-Abhängigkeit zu bestimmen. Durch die Auswahl von Sternen mit maximalen Perioden und die Untersuchung der Sterngruppen, zu denen sie gehören, erforschen Astronomen die jüngsten Strukturen in der Galaxis. Cepheiden verdienen mehr als andere pulsierende Sterne den Namen periodische Variablen. Jeder nachfolgende Zyklus von Helligkeitsänderungen wiederholt normalerweise ziemlich genau den vorherigen. Es gibt jedoch Ausnahmen, die bekannteste davon ist der Nordstern. Es ist seit langem bekannt, dass es zu den Cepheiden gehört, obwohl es die Helligkeit in einem eher unbedeutenden Bereich verändert. Aber in den letzten Jahrzehnten begannen diese Schwankungen zu verblassen, und zwar Mitte der 90er Jahre. Der Polarstern hat praktisch aufgehört zu pulsieren.

Sterne mit Muscheln, Sterne, die kontinuierlich oder in unregelmäßigen Abständen einen Gasring vom Äquator oder eine Kugelhülle abwerfen. 3. mit ca. - Riesen oder Zwergsterne der Spektralklasse B, schnell rotierend und nahe der Zerstörungsgrenze. Der Granatenauswurf wird normalerweise von einer Abnahme oder Zunahme der Helligkeit begleitet.

Symbiotische Sterne, Sterne, deren Spektren Emissionslinien enthalten und die charakteristischen Merkmale eines Roten Riesen und eines heißen Objekts - eines Weißen Zwergs oder einer Akkretionsscheibe um einen solchen Stern - vereinen.

RR-Lyrae-Sterne stellen eine weitere wichtige Gruppe pulsierender Sterne dar. Dies sind alte Sterne, die ungefähr die gleiche Masse wie die Sonne haben. Viele von ihnen befinden sich in Kugelsternhaufen. In der Regel ändern sie ihre Helligkeit in etwa einem Tag um eine Größenordnung. Ihre Eigenschaften werden, wie die von Cepheiden, zur Berechnung astronomischer Entfernungen verwendet.

R Nordkrone und Stars wie sie verhalten sich völlig unvorhersehbar. Dieser Stern ist normalerweise mit bloßem Auge zu sehen. Alle paar Jahre fällt seine Helligkeit auf etwa die achte Größenordnung ab und nimmt dann allmählich zu und kehrt zu seinem vorherigen Niveau zurück. Der Grund dafür ist offenbar, dass dieser Überriese Kohlenstoffwolken abwirft, die zu Körnern kondensieren und so etwas wie Ruß bilden. Wenn eine dieser dicken schwarzen Wolken zwischen uns und einem Stern vorbeizieht, verdunkelt sie das Licht des Sterns, bis sich die Wolke im Weltraum auflöst. Sterne dieser Art produzieren dichten Staub, der in Sternentstehungsgebieten von nicht geringer Bedeutung ist.

blinkende Sterne. Magnetische Phänomene auf der Sonne verursachen Sonnenflecken und Sonneneruptionen, aber sie können die Helligkeit der Sonne nicht wesentlich beeinflussen. Bei einigen Sternen - roten Zwergen - ist dies nicht der Fall: Auf ihnen erreichen solche Blitze enorme Ausmaße, und infolgedessen kann die Lichtemission um eine ganze Sterngröße oder sogar mehr zunehmen. Der sonnennächste Stern, Proxima Centauri, ist ein solcher Leuchtstern. Diese Lichtblitze sind nicht vorhersehbar und dauern nur wenige Minuten.

Berechnung der Deklination des Leuchtkörpers nach seiner Höhe am Höhepunkt auf einer bestimmten geografischen Breite.

H = 90 0 - +

h - die Höhe der Leuchte

TICKET #19

Doppelsterne und ihre Rolle bei der Bestimmung der physikalischen Eigenschaften von Sternen.

Ein Doppelstern ist ein Paar Sterne, die durch Gravitationskräfte zu einem System verbunden sind und sich um einen gemeinsamen Schwerpunkt drehen. Die Sterne, aus denen ein Doppelstern besteht, werden seine Komponenten genannt. Doppelsterne sind sehr verbreitet und werden in mehrere Typen unterteilt.

Jede Komponente eines visuellen Doppelsterns ist durch ein Teleskop deutlich sichtbar. Der Abstand zwischen ihnen und die gegenseitige Orientierung ändern sich langsam mit der Zeit.

Die Elemente einer verdunkelnden Binärdatei blockieren sich abwechselnd gegenseitig, sodass die Helligkeit des Systems vorübergehend schwächer wird, der Zeitraum zwischen zwei Helligkeitsänderungen entspricht der halben Umlaufzeit. Der Winkelabstand zwischen den Komponenten ist sehr klein, und wir können sie nicht getrennt beobachten.

Spektrale Doppelsterne werden durch Änderungen in ihren Spektren erkannt. Bei gegenseitiger Zirkulation bewegen sich die Sterne periodisch entweder auf die Erde zu oder von der Erde weg. Aus dem Doppler-Effekt im Spektrum lassen sich Bewegungsänderungen bestimmen.

Polarisationsbinärdateien sind durch periodische Änderungen in der Polarisation von Licht gekennzeichnet. In solchen Systemen beleuchten Sterne in ihrer Umlaufbahn das Gas und den Staub im Raum zwischen ihnen, der Einfallswinkel des Lichts auf diese Substanz ändert sich periodisch, während das gestreute Licht polarisiert wird. Genaue Messungen dieser Effekte machen es möglich, sie zu berechnen Umlaufbahnen, stellare Massenverhältnisse, Größen, Geschwindigkeiten und Abstände zwischen Komponenten. Wenn zum Beispiel ein Stern sowohl verfinstert als auch spektroskopisch binär ist, dann kann man das feststellen die Masse jedes Sterns und die Neigung der Umlaufbahn. Durch die Art der Helligkeitsänderung in den Momenten der Finsternis kann man bestimmen relative Größen von Sternen und untersuchen die Struktur ihrer Atmosphären. Doppelsterne, die als Strahlungsquelle im Röntgenbereich dienen, werden als Röntgendoppelsterne bezeichnet. In einigen Fällen wird eine dritte Komponente beobachtet, die sich um den Massenmittelpunkt des Doppelsternsystems dreht. Manchmal kann sich eine der Komponenten eines Doppelsternsystems (oder beide) wiederum als Doppelstern herausstellen. Die nahen Komponenten eines Doppelsterns in einem Tripelsystem können eine Periode von mehreren Tagen haben, während das dritte Element mit einer Periode von Hunderten oder sogar Tausenden von Jahren um den gemeinsamen Massenschwerpunkt eines nahen Paares kreisen kann.

Die Geschwindigkeitsmessung von Sternen in einem Doppelsternsystem und die Anwendung des universellen Gravitationsgesetzes ist eine wichtige Methode zur Bestimmung der Masse von Sternen. Das Studium von Doppelsternen ist der einzige direkte Weg, um Sternmassen zu berechnen.

In einem System von eng beieinander liegenden Doppelsternen neigen gegenseitige Gravitationskräfte dazu, jeden von ihnen zu dehnen, um ihm die Form einer Birne zu geben. Wenn die Schwerkraft stark genug ist, kommt ein kritischer Moment, in dem Materie beginnt, von einem Stern wegzufließen und auf einen anderen zu fallen. Um diese beiden Sterne herum befindet sich ein bestimmter Bereich in Form einer dreidimensionalen Acht, deren Oberfläche eine kritische Grenze darstellt. Diese beiden birnenförmigen Figuren, jede um einen eigenen Stern herum, werden Roche-Lappen genannt. Wenn einer der Sterne so stark wächst, dass er seinen Roche-Lappen ausfüllt, dann strömt die Materie von ihm an der Stelle, an der sich die Hohlräume berühren, zum anderen Stern. Oft fällt Sternmaterial nicht direkt auf den Stern, sondern dreht sich zunächst um und bildet eine sogenannte Akkretionsscheibe. Wenn sich beide Sterne so stark ausgedehnt haben, dass sie ihre Roche-Lappen gefüllt haben, entsteht ein Kontakt-Doppelstern. Das Material beider Sterne vermischt sich und verschmilzt zu einer Kugel um die beiden Sternkerne. Da schließlich alle Sterne anschwellen und sich in Riesen verwandeln, und viele Sterne binär sind, sind interagierende binäre Systeme keine Seltenheit.

Berechnung der Höhe der Leuchte am Höhepunkt aus der bekannten Deklination für eine gegebene geografische Breite.

H = 90 0 - +

h - die Höhe der Leuchte

TICKET #20

Die Evolution der Sterne, ihre Stadien und Endstadien.

Sterne entstehen in interstellaren Gas- und Staubwolken und Nebeln. Die Hauptkraft, die Sterne „formt“, ist die Schwerkraft. Unter bestimmten Bedingungen beginnt eine sehr verdünnte Atmosphäre (interstellares Gas) unter dem Einfluss von Gravitationskräften zu schrumpfen. In der Mitte kondensiert eine Gaswolke, in der die bei der Kompression freigesetzte Wärme zurückgehalten wird - ein Protostern erscheint, der im Infrarotbereich emittiert. Der Protostern erwärmt sich unter dem Einfluss von Materie, die auf ihn fällt, und Kernfusionsreaktionen beginnen mit der Freisetzung von Energie. In diesem Zustand ist es bereits ein T-Tauri-veränderlicher Stern. Der Rest der Wolke löst sich auf. Gravitationskräfte ziehen die Wasserstoffatome dann zum Zentrum, wo sie zu Helium verschmelzen und Energie freisetzen. Zunehmender Druck in der Mitte verhindert eine weitere Kontraktion. Dies ist eine stabile Phase der Evolution. Dieser Stern ist ein Hauptreihenstern. Die Leuchtkraft eines Sterns nimmt zu, wenn sich sein Kern verdichtet und aufheizt. Die Zeit, die ein Stern in der Hauptreihe bleibt, hängt von seiner Masse ab. Für die Sonne sind dies ungefähr 10 Milliarden Jahre, aber Sterne, die viel massereicher sind als die Sonne, existieren nur wenige Millionen Jahre lang in einem stationären Regime. Nachdem der Stern den in seinem zentralen Teil enthaltenen Wasserstoff verbraucht hat, finden im Inneren des Sterns große Veränderungen statt. Wasserstoff beginnt nicht in der Mitte auszubrennen, sondern in der Hülle, die an Größe zunimmt, schwillt an. Dadurch nimmt die Größe des Sterns selbst dramatisch zu und die Temperatur seiner Oberfläche sinkt. Aus diesem Prozess entstehen Rote Riesen und Überriesen. Die Endstadien der Entwicklung eines Sterns werden auch durch die Masse des Sterns bestimmt. Wenn diese Masse die Sonnenmasse nicht um mehr als das 1,4-fache übersteigt, stabilisiert sich der Stern und wird zu einem Weißen Zwerg. Eine katastrophale Kontraktion tritt aufgrund der grundlegenden Eigenschaft von Elektronen nicht auf. Es gibt einen solchen Kompressionsgrad, bei dem sie beginnen, sich abzustoßen, obwohl es keine Wärmeenergiequelle mehr gibt. Das passiert nur, wenn Elektronen und Atomkerne unglaublich stark komprimiert werden und extrem dichte Materie bilden. Ein Weißer Zwerg mit der Masse der Sonne hat ungefähr das gleiche Volumen wie die Erde. Der Weiße Zwerg kühlt allmählich ab und verwandelt sich schließlich in eine dunkle Kugel aus radioaktiver Asche. Astronomen schätzen, dass mindestens ein Zehntel aller Sterne in der Galaxie Weiße Zwerge sind.

Wenn die Masse eines schrumpfenden Sterns die Masse der Sonne um mehr als das 1,4-fache übersteigt, wird ein solcher Stern, der das Stadium eines weißen Zwergs erreicht hat, dort nicht aufhören. Die Gravitationskräfte sind dabei so groß, dass die Elektronen in die Atomkerne gedrückt werden. Dadurch werden aus Protonen Neutronen, die lückenlos aneinander haften können. Die Dichte von Neutronensternen übertrifft sogar die Dichte von Weißen Zwergen; aber wenn die Masse des Materials 3 Sonnenmassen nicht überschreitet, können Neutronen wie Elektronen selbst eine weitere Kompression verhindern. Ein typischer Neutronenstern hat einen Durchmesser von nur 10 bis 15 km und ein Kubikzentimeter seines Materials wiegt etwa eine Milliarde Tonnen. Neutronensterne haben neben ihrer enormen Dichte noch zwei weitere besondere Eigenschaften, die sie trotz ihrer geringen Größe nachweisbar machen: schnelle Rotation und ein starkes Magnetfeld.

Wenn die Masse eines Sterns 3 Sonnenmassen übersteigt, dann ist das Endstadium seines Lebenszyklus wahrscheinlich ein Schwarzes Loch. Wenn die Masse des Sterns und folglich die Gravitationskraft so groß ist, dann wird der Stern einer katastrophalen Gravitationskontraktion ausgesetzt, der keine stabilisierenden Kräfte widerstehen können. Die Dichte der Materie geht während dieses Prozesses gegen unendlich und der Radius des Objekts gegen Null. Nach Einsteins Relativitätstheorie entsteht im Zentrum eines Schwarzen Lochs eine Singularität der Raumzeit. Das Gravitationsfeld auf der Oberfläche eines schrumpfenden Sterns wächst, sodass es für Strahlung und Teilchen immer schwieriger wird, ihn zu verlassen. Am Ende landet ein solcher Stern unterhalb des Ereignishorizonts, den man sich als einseitige Membran vorstellen kann, die Materie und Strahlung nur nach innen und nichts nach außen durchlässt. Der kollabierende Stern verwandelt sich in ein Schwarzes Loch und kann nur durch eine scharfe Änderung der Eigenschaften von Raum und Zeit um ihn herum erkannt werden. Der Radius des Ereignishorizonts wird Schwarzschild-Radius genannt.

Sterne mit einer Masse von weniger als 1,4 Sonnenmassen werfen am Ende ihres Lebenszyklus langsam die obere Hülle ab, die als planetarischer Nebel bezeichnet wird. Massereichere Sterne, die sich in einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch verwandeln, explodieren zunächst als Supernovae, ihre Helligkeit nimmt in kurzer Zeit um 20 Magnituden oder mehr zu, es wird mehr Energie freigesetzt, als die Sonne in 10 Milliarden Jahren abgibt, und die Überreste der Explosion explodieren Sterne fliegen mit einer Geschwindigkeit von 20 000 km pro Sekunde auseinander.

Beobachten und Skizzieren der Positionen von Sonnenflecken mit einem Teleskop (am Bildschirm).

TICKET Nr. 21

Zusammensetzung, Struktur und Dimensionen unserer Galaxie.

Galaxis, das Sternensystem, zu dem die Sonne gehört. Die Galaxie enthält mindestens 100 Milliarden Sterne. Drei Hauptkomponenten: die zentrale Verdickung, die Scheibe und der galaktische Halo.

Die zentrale Ausbuchtung besteht aus alten Populationssternen vom Typ II (Rote Riesen), die sehr dicht beieinander liegen, und in ihrem Zentrum (Kern) befindet sich eine starke Strahlungsquelle. Es wurde angenommen, dass sich im Kern ein Schwarzes Loch befindet, das die beobachteten starken Energieprozesse einleitet, die von Strahlung im Radiospektrum begleitet werden. (Der Gasring dreht sich um das Schwarze Loch; heißes Gas, das aus seinem inneren Rand entweicht, fällt in das Schwarze Loch und setzt Energie frei, die wir beobachten.) Aber kürzlich wurde ein Ausbruch sichtbarer Strahlung im Kern entdeckt, und die Hypothese des Schwarzen Lochs wurde fallengelassen. Parameter der zentralen Verdickung: 20.000 Lichtjahre im Durchmesser und 3.000 Lichtjahre dick.

Die Scheibe der Galaxie, die junge Populationssterne vom Typ I (junge blaue Überriesen), interstellare Materie, offene Sternhaufen und 4 Spiralarme enthält, hat einen Durchmesser von 100.000 Lichtjahren und eine Dicke von nur 3.000 Lichtjahren. Die Galaxie dreht sich, ihre inneren Teile durchlaufen ihre Umlaufbahnen viel schneller als die äußeren. Die Sonne macht in 200 Millionen Jahren eine komplette Umdrehung um den Kern. In den Spiralarmen findet ein kontinuierlicher Prozess der Sternentstehung statt.

Der galaktische Halo ist konzentrisch mit der Scheibe und der zentralen Ausbuchtung und besteht aus Sternen, die überwiegend Mitglieder von Kugelsternhaufen sind und zur Typ-II-Population gehören. Der größte Teil der Materie im Halo ist jedoch unsichtbar und kann nicht in gewöhnlichen Sternen enthalten sein, es ist kein Gas oder Staub. Somit enthält der Heiligenschein dunkle unsichtbare Substanz. Berechnungen der Rotationsgeschwindigkeit der Großen und Kleinen Magellanschen Wolke, die Satelliten der Milchstraße sind, zeigen, dass die im Halo enthaltene Masse zehnmal größer ist als die Masse, die wir in der Scheibe und der Verdickung beobachten.

Die Sonne befindet sich in einem Abstand von 2/3 vom Mittelpunkt der Scheibe im Orionarm. Seine Lokalisierung in der Ebene der Scheibe (dem galaktischen Äquator) ermöglicht es, Scheibensterne von der Erde in Form eines schmalen Bandes zu sehen Milchstraße, die gesamte Himmelskugel bedeckt und in einem Winkel von 63 ° zum Himmelsäquator geneigt ist. Das Zentrum der Galaxie liegt im Schützen, ist aber aufgrund von dunklen Gas- und Staubnebeln, die Sternenlicht absorbieren, im sichtbaren Licht nicht sichtbar.

Berechnung des Radius eines Sterns aus Daten zu seiner Leuchtkraft und Temperatur.

L - Leuchtkraft (Lc = 1)

R - Radius (Rc = 1)

T - Temperatur (Tc = 6000)

TICKET #22

Sternhaufen. Der physikalische Zustand des interstellaren Mediums.

Sternhaufen sind Gruppen von Sternen, die relativ nahe beieinander liegen und durch eine gemeinsame Bewegung im Raum verbunden sind. Anscheinend werden fast alle Stars in Gruppen geboren, nicht einzeln. Daher sind Sternhaufen eine sehr häufige Sache. Astronomen lieben es, Sternhaufen zu untersuchen, weil alle Sterne in einem Haufen ungefähr zur gleichen Zeit und in ungefähr der gleichen Entfernung von uns entstanden sind. Alle merklichen Helligkeitsunterschiede zwischen solchen Sternen sind echte Unterschiede. Es ist besonders sinnvoll, Sternhaufen unter dem Gesichtspunkt der Massenabhängigkeit ihrer Eigenschaften zu untersuchen - schließlich sind das Alter dieser Sterne und ihre Entfernung von der Erde ungefähr gleich, so dass sie sich nur in unterscheiden ihre Masse. Es gibt zwei Arten von Sternhaufen: offene und kugelförmige. In einem offenen Sternhaufen ist jeder Stern einzeln sichtbar, sie sind mehr oder weniger gleichmäßig über einen Teil des Himmels verteilt. Kugelsternhaufen hingegen sind wie eine Kugel, die so dicht mit Sternen gefüllt ist, dass einzelne Sterne in ihrer Mitte nicht zu unterscheiden sind.

Offene Sternhaufen enthalten 10 bis 1000 Sterne, viel mehr junge als alte, und die ältesten sind kaum älter als 100 Millionen Jahre. Tatsache ist, dass sich die Sterne in älteren Haufen allmählich voneinander entfernen, bis sie sich mit der Hauptgruppe von Sternen vermischen. Obwohl die Schwerkraft offene Cluster bis zu einem gewissen Grad zusammenhält, sind sie immer noch ziemlich zerbrechlich, und die Schwerkraft eines anderen Objekts kann sie auseinanderreißen.

Die Wolken, in denen Sterne entstehen, konzentrieren sich in der Scheibe unserer Galaxis, und dort findet man offene Sternhaufen.

Im Gegensatz zu offenen sind Kugelsternhaufen Kugeln, die dicht mit Sternen gefüllt sind (von 100.000 bis 1 Million). Ein typischer Kugelsternhaufen hat einen Durchmesser von 20 bis 400 Lichtjahren.

In den dicht gepackten Zentren dieser Haufen liegen die Sterne so nahe beieinander, dass sie durch die gegenseitige Schwerkraft aneinander gebunden werden und kompakte Doppelsterne bilden. Manchmal gibt es sogar eine vollständige Verschmelzung von Sternen; Bei enger Annäherung können die äußeren Schichten des Sterns kollabieren und den zentralen Kern der direkten Beobachtung aussetzen. In Kugelsternhaufen sind Doppelsterne 100-mal häufiger als anderswo.

Rund um unsere Galaxie kennen wir ungefähr 200 Kugelsternhaufen, die über den Halo verteilt sind, der die Galaxie enthält. Alle diese Haufen sind sehr alt und erschienen mehr oder weniger zur gleichen Zeit wie die Galaxie selbst. Die Haufen scheinen entstanden zu sein, als Teile der Wolke, aus der die Galaxie entstand, in kleinere Fragmente aufgeteilt wurden. Kugelsternhaufen gehen nicht auseinander, weil die Sterne in ihnen sehr eng beieinander sitzen und ihre starken gegenseitigen Gravitationskräfte den Haufen zu einem dichten Ganzen zusammenbinden.

Die im Raum zwischen den Sternen befindliche Substanz (Gas und Staub) wird als interstellares Medium bezeichnet. Der größte Teil davon konzentriert sich in den Spiralarmen der Milchstraße und macht 10 % ihrer Masse aus. In einigen Bereichen ist die Materie relativ kalt (100 K) und wird durch Infrarotstrahlung nachgewiesen. Solche Wolken enthalten neutralen Wasserstoff, molekularen Wasserstoff und andere Radikale, die mit Radioteleskopen nachgewiesen werden können. In Regionen in der Nähe von Sternen mit hoher Leuchtkraft kann die Gastemperatur 1000-10000 K erreichen, und Wasserstoff wird ionisiert.

Das interstellare Medium ist sehr verdünnt (etwa 1 Atom pro cm3). In dichten Wolken kann die Konzentration eines Stoffes jedoch 1000-mal höher sein als der Durchschnitt. Aber selbst in einer dichten Wolke gibt es nur wenige hundert Atome pro Kubikzentimeter. Der Grund, warum wir es immer noch schaffen, interstellare Materie zu beobachten, ist, dass wir sie in einer großen Dichte des Weltraums sehen. Die Partikelgrößen betragen 0,1 Mikrometer, sie enthalten Kohlenstoff und Silizium und gelangen durch Supernova-Explosionen aus der Atmosphäre kalter Sterne in das interstellare Medium. Die resultierende Mischung bildet neue Sterne. Das interstellare Medium hat ein schwaches Magnetfeld und wird von kosmischen Strahlenflüssen durchdrungen.

Unser Sonnensystem befindet sich in der Region der Galaxie, in der die Dichte interstellarer Materie ungewöhnlich gering ist. Dieser Bereich wird als lokale "Blase" bezeichnet; es erstreckt sich in alle Richtungen über etwa 300 Lichtjahre.

Berechnung der Winkelmaße der Sonne für einen Beobachter auf einem anderen Planeten.

TICKET #23

Die wichtigsten Arten von Galaxien und ihre Besonderheiten.

Galaxien, Systeme aus Sternen, Staub und Gas mit einer Gesamtmasse von 1 Million bis 10 Billionen. Massen der Sonne. Die wahre Natur der Galaxien wurde schließlich erst in den 1920er Jahren erklärt. nach hitzigen Diskussionen. Bis dahin sahen sie bei der Beobachtung mit einem Teleskop wie diffuse Lichtflecken aus, die Nebeln ähnelten, aber erst mit Hilfe des 2,5-Meter-Spiegelteleskops des Mount-Wilson-Observatoriums, das erstmals in den 1920er Jahren verwendet wurde, war es möglich, Bilder zu erhalten der Nebel. Sterne im Andromeda-Nebel und beweisen, dass es sich um eine Galaxie handelt. Das gleiche Teleskop wurde von Hubble verwendet, um die Perioden von Cepheiden im Andromeda-Nebel zu messen. Diese veränderlichen Sterne wurden gut genug untersucht, um ihre Entfernungen genau bestimmen zu können. Der Andromedanebel ist ca. 700 kpc, d.h. es liegt weit jenseits unserer Galaxis.

Es gibt verschiedene Arten von Galaxien, die wichtigsten sind spiralförmig und elliptisch. Es wurden Versuche unternommen, sie mit alphabetischen und numerischen Schemata wie der Hubble-Klassifikation zu klassifizieren, aber einige Galaxien passen nicht in diese Schemata, in diesem Fall werden sie nach den Astronomen benannt, die sie zuerst identifiziert haben (z. B. Seyfert und Markarian). Galaxien) oder geben Sie alphabetische Bezeichnungen von Klassifikationsschemata an (z. B. Galaxien vom N-Typ und cD-Typ). Galaxien, die keine eindeutige Form haben, werden als unregelmäßig klassifiziert. Der Ursprung und die Entwicklung von Galaxien sind noch nicht vollständig verstanden. Spiralgalaxien sind die am besten untersuchten. Dazu gehören Objekte mit einem hellen Kern, von dem Spiralarme aus Gas, Staub und Sternen ausgehen. Die meisten Spiralgalaxien haben zwei Arme, die von gegenüberliegenden Seiten des Kerns ausgehen. In der Regel sind die Sterne in ihnen jung. Das sind normale Coils. Es gibt auch gekreuzte Spiralen, die eine zentrale Sternbrücke haben, die die inneren Enden der beiden Arme verbindet. Auch unser G. gehört zur Spirale. Die Massen fast aller Spiral-G. liegen im Bereich von 1 bis 300 Milliarden Sonnenmassen. Etwa drei Viertel aller Galaxien im Universum sind elliptisch. Sie haben eine elliptische Form ohne erkennbare Spiralstruktur. Ihre Form kann von fast kugelig bis zigarrenförmig variieren. In ihrer Größe sind sie sehr unterschiedlich - von Zwergen mit einer Masse von mehreren Millionen Sonnenmassen bis hin zu Riesen mit einer Masse von 10 Billionen Sonnenmassen. Die größte bekannte Galaxien vom CD-Typ. Sie haben einen großen Kern oder möglicherweise mehrere Kerne, die sich schnell relativ zueinander bewegen. Oft handelt es sich dabei um recht starke Funkquellen. Die Markarian-Galaxien wurden 1967 vom sowjetischen Astronomen Veniamin Markarian identifiziert. Sie sind starke Strahlungsquellen im ultravioletten Bereich. Galaxien N-Typ haben einen schwach leuchtenden Kern ähnlich einem Stern. Sie sind auch starke Radioquellen und es wird erwartet, dass sie sich zu Quasaren entwickeln. Auf dem Foto sehen Seyfert-Galaxien aus wie normale Spiralen, aber mit einem sehr hellen Kern und Spektren mit breiten und hellen Emissionslinien, was auf das Vorhandensein einer großen Menge schnell rotierenden heißen Gases in ihrem Kern hinweist. Diese Art von Galaxien wurde 1943 vom amerikanischen Astronomen Karl Seifert entdeckt. Galaxien, die optisch beobachtet werden und gleichzeitig starke Radioquellen sind, nennt man Radiogalaxien. Dazu gehören Seyfert-Galaxien, G. vom CD- und N-Typ und einige Quasare. Der Mechanismus der Energieerzeugung von Radiogalaxien ist noch nicht verstanden.

Bestimmung der Bedingungen für die Sichtbarkeit des Planeten Saturn nach dem "Schulastronomischen Kalender".

TICKET #24

Grundlagen moderner Vorstellungen über die Struktur und Entwicklung des Universums.

Im 20. Jahrhundert das Verständnis des Universums als Ganzes wurde erreicht. Der erste wichtige Schritt wurde in den 1920er Jahren getan, als Wissenschaftler zu dem Schluss kamen, dass unsere Galaxie – die Milchstraße – eine von Millionen Galaxien und die Sonne einer von Millionen Sternen in der Milchstraße ist. Die anschließende Untersuchung von Galaxien zeigte, dass sie sich von der Milchstraße entfernen, und je weiter sie entfernt sind, desto größer ist diese Geschwindigkeit (gemessen an der Rotverschiebung in ihrem Spektrum). Somit leben wir in expandierendes Universum. Der Rückgang von Galaxien spiegelt sich im Hubble-Gesetz wider, wonach die Rotverschiebung einer Galaxie proportional zur Entfernung zu ihr ist. Auf der Ebene von Superclustern von Galaxien hat das Universum eine zellulare Struktur. Die moderne Kosmologie (die Lehre von der Evolution des Universums) basiert auf zwei Postulaten: Das Universum ist homogen und isotrop.

Es gibt mehrere Modelle des Universums.

Im Einstein-de-Sitter-Modell setzt sich die Expansion des Universums unendlich fort, im statischen Modell dehnt sich das Universum nicht aus und entwickelt sich nicht, im pulsierenden Universum wiederholen sich die Zyklen von Expansion und Kontraktion. Das statische Modell ist jedoch am wenigsten wahrscheinlich, dagegen spricht nicht nur das Hubble-Gesetz, sondern auch die 1965 entdeckte Hintergrundreliktstrahlung (also die Strahlung der primär expandierenden heißen vierdimensionalen Sphäre).

Einige kosmologische Modelle basieren auf der unten skizzierten Theorie des "heißen Universums".

In Übereinstimmung mit Friedmans Lösungen für Einsteins Gleichungen war der Radius des Universums vor 10–13 Milliarden Jahren im Anfangsmoment gleich Null. Die gesamte Energie des Universums, seine gesamte Masse war im Nullvolumen konzentriert. Die Dichte der Energie ist unendlich, und die Dichte der Materie ist ebenfalls unendlich. Ein solcher Zustand wird singulär genannt.

1946 entwickelten Georgy Gamov und seine Kollegen eine physikalische Theorie der Anfangsphase der Expansion des Universums und erklärten das Vorhandensein chemischer Elemente darin durch Synthese bei sehr hohen Temperaturen und Drücken. Daher wurde der Beginn der Expansion nach Gamows Theorie als „Urknall“ bezeichnet. Gamows Co-Autoren waren R. Alfer und G. Bethe, daher wird diese Theorie manchmal als "α, β, γ-Theorie" bezeichnet.

Das Universum dehnt sich aus einem Zustand unendlicher Dichte aus. Im singulären Zustand gelten die üblichen Gesetze der Physik nicht. Offensichtlich sind alle fundamentalen Wechselwirkungen bei so hohen Energien nicht voneinander zu unterscheiden. Und ab welchem ​​Radius des Universums ist es sinnvoll, über die Anwendbarkeit physikalischer Gesetze zu sprechen? Die Antwort ist von der Planck-Länge:

Ausgehend vom Zeitpunkt t p = R p /c = 5*10 -44 s (c ist die Lichtgeschwindigkeit, h ist die Plancksche Konstante). Höchstwahrscheinlich trennte sich die Gravitationswechselwirkung durch t P vom Rest. Theoretischen Berechnungen zufolge blieb während der ersten 10 -36 s, als die Temperatur des Universums über 10 28 K lag, die Energie pro Volumeneinheit konstant, und das Universum expandierte mit einer viel höheren Geschwindigkeit als der Lichtgeschwindigkeit. Diese Tatsache widerspricht nicht der Relativitätstheorie, da sich nicht Materie so schnell ausdehnte, sondern der Raum selbst. Diese Evolutionsstufe heißt inflationär. Aus modernen Theorien der Quantenphysik folgt, dass sich zu dieser Zeit die starke Kernkraft von den elektromagnetischen und schwachen Kräften trennte. Die dabei freigesetzte Energie war die Ursache für die katastrophale Expansion des Universums, das in einem winzigen Zeitintervall von 10 - 33 s von der Größe eines Atoms auf die Größe des Sonnensystems angewachsen ist. Gleichzeitig tauchten uns bekannte Elementarteilchen und eine etwas geringere Zahl von Antiteilchen auf. Materie und Strahlung befanden sich noch im thermodynamischen Gleichgewicht. Diese Ära heißt Strahlung Stufe der Evolution. Bei einer Temperatur von 5∙10 12 K wird die Stufe Rekombination: fast alle Protonen und Neutronen werden vernichtet und verwandeln sich in Photonen; nur diejenigen, für die es nicht genügend Antiteilchen gab, blieben übrig. Der anfängliche Überschuss von Teilchen gegenüber Antiteilchen beträgt ein Milliardstel ihrer Anzahl. Aus dieser "überschüssigen" Materie besteht hauptsächlich die Substanz des beobachtbaren Universums. Wenige Sekunden nach dem Urknall begann die Bühne primäre Nukleosynthese, als sich Deuterium- und Heliumkerne bildeten, die etwa drei Minuten dauerten; dann begann die ruhige Ausdehnung und Abkühlung des Universums.

Etwa eine Million Jahre nach der Explosion war das Gleichgewicht zwischen Materie und Strahlung gestört, Atome begannen sich aus freien Protonen und Elektronen zu bilden, und Strahlung begann, Materie wie durch ein transparentes Medium zu durchdringen. Diese Strahlung wurde als Relikt bezeichnet, ihre Temperatur betrug etwa 3000 K. Derzeit wird ein Hintergrund mit einer Temperatur von 2,7 K aufgezeichnet. Relikt-Hintergrundstrahlung wurde 1965 entdeckt. Es stellte sich als hoch isotrop heraus und bestätigt durch seine Existenz das Modell eines heiß expandierenden Universums. Gemäß primäre Nukleosynthese Materie begann sich unabhängig zu entwickeln, aufgrund von Schwankungen in der Materiedichte, die gemäß der Heisenbergschen Unschärferelation während der Inflationsphase gebildet wurden, traten Protogalaxien auf. Wo die Dichte leicht überdurchschnittlich war, bildeten sich Anziehungspunkte, Bereiche mit geringerer Dichte wurden immer dünner, da die Substanz sie für dichtere Bereiche verließ. Auf diese Weise wurde das praktisch homogene Medium in separate Protogalaxien und ihre Haufen aufgeteilt, und nach Hunderten von Millionen Jahren erschienen die ersten Sterne.

Kosmologische Modelle führen zu dem Schluss, dass das Schicksal des Universums nur von der durchschnittlichen Dichte der Materie abhängt, die es ausfüllt. Wenn es unter einer kritischen Dichte liegt, wird die Expansion des Universums für immer weitergehen. Diese Option wird "offenes Universum" genannt. Ein ähnliches Entwicklungsszenario erwartet ein flaches Universum, wenn die Dichte kritisch ist. In einem Googol von Jahren wird die gesamte Materie in den Sternen ausgebrannt sein und die Galaxien werden in Dunkelheit versinken. Nur Planeten, weiße und braune Zwerge, werden übrig bleiben, und Kollisionen zwischen ihnen werden äußerst selten sein.

Aber selbst in diesem Fall ist die Metagalaxie nicht ewig. Wenn die Theorie der großen Vereinigung der Wechselwirkungen richtig ist, werden in 10 40 Jahren die Protonen und Neutronen, aus denen die ehemaligen Sterne bestehen, zerfallen. Nach etwa 10.100 Jahren werden riesige Schwarze Löcher verdampfen. In unserer Welt werden nur noch Elektronen, Neutrinos und Photonen übrig bleiben, die durch große Entfernungen voneinander getrennt sind. In gewisser Weise wird dies das Ende der Zeit sein.

Wenn sich herausstellt, dass die Dichte des Universums zu hoch ist, dann ist unsere Welt geschlossen, und früher oder später wird die Expansion durch eine katastrophale Kontraktion ersetzt. Das Universum wird sein Leben in gewissem Sinne in einem Gravitationskollaps beenden, was noch schlimmer ist.

Berechnung der Entfernung zu einem Stern aus einer bekannten Parallaxe.

1. Sirius, Sonne, Algol, Alpha Centauri, Albireo. Finden Sie ein zusätzliches Objekt in dieser Liste und begründen Sie Ihre Entscheidung. Entscheidung: Das andere Objekt ist die Sonne. Alle anderen Sterne sind binär oder mehrfach. Es kann auch angemerkt werden, dass die Sonne der einzige Stern auf der Liste ist, um den herum Planeten gefunden wurden. 2. Schätzen Sie den atmosphärischen Druck in der Nähe der Marsoberfläche, wenn bekannt ist, dass die Masse seiner Atmosphäre 300-mal geringer ist als die Masse der Erdatmosphäre und der Marsradius ungefähr 2-mal geringer ist als der Erdradius. Entscheidung: Eine einfache, aber ziemlich genaue Schätzung kann erhalten werden, wenn wir davon ausgehen, dass die gesamte Atmosphäre des Mars in einer oberflächennahen Schicht mit konstanter Dichte gesammelt wird, die gleich der Dichte an der Oberfläche ist. Dann kann der Druck nach der bekannten Formel berechnet werden, wo ist die Dichte der Atmosphäre nahe der Marsoberfläche, ist die Beschleunigung des freien Falls auf der Oberfläche, ist die Höhe einer solchen homogenen Atmosphäre. Eine solche Atmosphäre wird sich als ziemlich dünn herausstellen, sodass die Änderung mit der Höhe vernachlässigt werden kann. Aus dem gleichen Grund kann die Masse der Atmosphäre dargestellt werden als wo ist der Radius des Planeten. Da wo die Masse des Planeten ist, ist sein Radius, ist die Gravitationskonstante, kann der Ausdruck für Druck als Verhältnis proportional zur Dichte des Planeten geschrieben werden, also ist der Druck auf der Oberfläche proportional zu . Offensichtlich kann die gleiche Argumentation auf die Erde angewendet werden. Da die durchschnittlichen Dichten von Erde und Mars - zwei terrestrische Planeten - nahe beieinander liegen, kann die Abhängigkeit von der durchschnittlichen Dichte des Planeten vernachlässigt werden. Der Marsradius ist etwa zweimal kleiner als der Erdradius, daher kann der atmosphärische Druck auf der Marsoberfläche als der der Erde geschätzt werden, d.h. etwa kPa (eigentlich geht es um kPa). 3. Es ist bekannt, dass die Winkelgeschwindigkeit der Rotation der Erde um ihre Achse mit der Zeit abnimmt. Wieso den? Entscheidung: Aufgrund der Existenz von Mond- und Sonnengezeiten (im Ozean, in der Atmosphäre und in der Lithosphäre). Gezeitenbuckel bewegen sich entlang der Erdoberfläche in entgegengesetzter Richtung zu ihrer Rotationsrichtung um ihre Achse. Da die Bewegung von Erdhügeln auf der Erdoberfläche nicht reibungsfrei erfolgen kann, verlangsamen Erdhügel die Erdrotation. 4. Wo ist der Tag des 21. März länger: in St. Petersburg oder Magadan? Wieso den? Der Breitengrad von Magadan ist . Entscheidung: Die Länge des Tages wird durch die durchschnittliche Deklination der Sonne während des Tages bestimmt. Um den 21. März herum nimmt die Deklination der Sonne mit der Zeit zu, sodass der Tag länger wird, wenn der 21. März später kommt. Magadan liegt östlich von St. Petersburg, daher wird der Tag am 21. März in St. Petersburg länger dauern. 5. Im Kern der M87-Galaxie befindet sich ein Schwarzes Loch mit der Masse der Sonne. Finden Sie den Gravitationsradius des Schwarzen Lochs (die Entfernung vom Zentrum, wo die zweite kosmische Geschwindigkeit gleich der Lichtgeschwindigkeit ist) und die durchschnittliche Materiedichte innerhalb des Gravitationsradius. Entscheidung: Die zweite kosmische Geschwindigkeit (es ist auch die Fluchtgeschwindigkeit oder parabolische Geschwindigkeit) für jeden kosmischen Körper kann durch die Formel berechnet werden: wo

Aus dem Informationsmeer, in dem wir ertrinken, gibt es neben der Selbstzerstörung noch einen anderen Ausweg. Experten mit einem ausreichend breiten Verstand können aktuelle Zusammenfassungen oder Zusammenfassungen erstellen, die die wichtigsten Fakten aus einem bestimmten Bereich kurz zusammenfassen. Wir präsentieren einen Versuch von Sergei Popov, eine solche Sammlung der wichtigsten Informationen zur Astrophysik zu erstellen.

S. Popow. Foto von I. Jarowaja

Entgegen der landläufigen Meinung war der Schulunterricht in Astronomie auch in der UdSSR nicht auf dem neuesten Stand. Offiziell stand das Fach auf dem Lehrplan, aber in Wirklichkeit wurde Astronomie nicht an allen Schulen unterrichtet. Auch wenn der Unterricht stattfand, nutzten die Lehrer sie oft für den Zusatzunterricht in ihren Kernfächern (hauptsächlich Physik). Und in den wenigsten Fällen war der Unterricht von ausreichender Qualität, um Zeit zu haben, sich unter Schülern ein angemessenes Bild von der Welt zu machen. Darüber hinaus war die Astrophysik in den letzten Jahrzehnten eine der sich am schnellsten entwickelnden Wissenschaften; Das Wissen über Astrophysik, das Erwachsene vor 30-40 Jahren in der Schule erhalten haben, ist erheblich veraltet. Wir fügen hinzu, dass es jetzt fast keine Astronomie mehr in den Schulen gibt. Infolgedessen haben die Menschen größtenteils eine ziemlich vage Vorstellung davon, wie die Welt in einem Maßstab funktioniert, der größer ist als die Umlaufbahnen der Planeten im Sonnensystem.

Spiralgalaxie NGC 4414

Galaxienhaufen im Sternbild Coma Berenices

Planet um den Stern Fomalhaut

In einer solchen Situation halte ich es für ratsam, einen "sehr kurzen Kurs in Astronomie" zu machen. Das heißt, die Schlüsselfakten hervorzuheben, die die Grundlage des modernen astronomischen Weltbildes bilden. Natürlich können verschiedene Spezialisten leicht unterschiedliche Sätze grundlegender Konzepte und Phänomene wählen. Aber es ist gut, wenn es mehrere gute Versionen gibt. Wichtig ist, dass alles in einem Vortrag gesagt werden kann oder in einen kleinen Artikel passt. Und dann können Interessierte ihr Wissen erweitern und vertiefen.

Ich habe es mir zur Aufgabe gemacht, die wichtigsten Konzepte und Fakten der Astrophysik so zusammenzustellen, dass sie auf eine A4-Normseite (ca. 3000 Zeichen mit Leerzeichen) passen. Gleichzeitig wird natürlich angenommen, dass eine Person weiß, dass sich die Erde um die Sonne dreht, versteht, warum Finsternisse und der Wechsel der Jahreszeiten auftreten. Das heißt, absolut „kindische“ Fakten sind nicht in der Liste enthalten.

Sternentstehungsgebiet NGC 3603

Planetarischer Nebel NGC 6543

Supernova-Überrest Cassiopeia A

Die Praxis hat gezeigt, dass alles, was auf der Liste steht, in etwa einer Stunde Vorlesung (oder in ein paar Unterrichtsstunden in der Schule, unter Berücksichtigung der Antworten auf Fragen) angegeben werden kann. Natürlich ist es unmöglich, sich in anderthalb Stunden ein stabiles Bild vom Aufbau der Welt zu machen. Der erste Schritt muss jedoch getan werden, und hier sollte eine solche „Studie mit großen Strichen“ helfen, in der alle Hauptpunkte erfasst werden, die die grundlegenden Eigenschaften der Struktur des Universums offenbaren.

Alle Bilder wurden vom Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen und stammen von http://heritage.stsci.edu und http://hubble.nasa.gov

1. Die Sonne ist ein gewöhnlicher Stern (einer von etwa 200-400 Milliarden) am Rande unserer Galaxie - ein System aus Sternen und ihren Überresten, interstellarem Gas, Staub und dunkler Materie. Die Entfernungen zwischen Sternen in der Galaxie betragen normalerweise einige Lichtjahre.

2. Das Sonnensystem erstreckt sich über die Umlaufbahn von Pluto hinaus und endet dort, wo der Gravitationseinfluss der Sonne mit dem benachbarter Sterne vergleichbar ist.

3. Sterne entstehen auch heute noch aus interstellarem Gas und Staub. Während ihres Lebens und am Ende ihres Lebens entleeren Sterne einen Teil ihrer Materie, angereichert mit synthetisierten Elementen, in den interstellaren Raum. So verändert sich heute die chemische Zusammensetzung des Universums.

4. Die Sonne entwickelt sich. Sein Alter beträgt weniger als 5 Milliarden Jahre. In etwa 5 Milliarden Jahren wird ihm der Wasserstoff in seinem Kern ausgehen. Die Sonne wird ein roter Riese und dann ein weißer Zwerg. Massereiche Sterne explodieren am Ende ihres Lebens und hinterlassen einen Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch.

5. Unser Galaxy ist eines von vielen solcher Systeme. Es gibt ungefähr 100 Milliarden große Galaxien im sichtbaren Teil des Universums. Sie sind von kleinen Satelliten umgeben. Die Galaxie hat einen Durchmesser von etwa 100.000 Lichtjahren. Die nächste große Galaxie ist etwa 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt.

6. Planeten existieren nicht nur um die Sonne, sondern auch um andere Sterne, sie werden Exoplaneten genannt. Planetensysteme sind nicht gleich. Mittlerweile kennen wir über 1.000 Exoplaneten. Anscheinend haben viele Sterne Planeten, aber nur ein kleiner Teil kann für Leben geeignet sein.

7. Die Welt, wie wir sie kennen, hat ein endliches Alter von knapp 14 Milliarden Jahren. Am Anfang befand sich die Materie in einem sehr dichten und heißen Zustand. Teilchen gewöhnlicher Materie (Protonen, Neutronen, Elektronen) existierten nicht. Das Universum dehnt sich aus, entwickelt sich weiter. Im Zuge der Expansion aus einem dichten heißen Zustand kühlte das Universum ab und wurde weniger dicht, gewöhnliche Teilchen erschienen. Dann gab es Sterne, Galaxien.

8. Aufgrund der Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit und des endlichen Alters des beobachtbaren Universums steht uns nur ein endlicher Raumbereich zur Beobachtung zur Verfügung, aber die physikalische Welt endet nicht an dieser Grenze. In großen Entfernungen sehen wir aufgrund der Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit Objekte wie in ferner Vergangenheit.

9. Die meisten chemischen Elemente, denen wir im Leben begegnen (und aus denen wir bestehen), entstanden in Sternen während ihres Lebens als Ergebnis thermonuklearer Reaktionen oder in den letzten Stadien des Lebens massereicher Sterne - in Supernova-Explosionen. Vor der Entstehung von Sternen existierte gewöhnliche Materie hauptsächlich in Form von Wasserstoff (dem häufigsten Element) und Helium.

10. Gewöhnliche Materie trägt nur etwa wenige Prozent zur Gesamtdichte des Universums bei. Etwa ein Viertel der Dichte des Universums ist mit dunkler Materie verbunden. Es besteht aus Teilchen, die untereinander und mit gewöhnlicher Materie schwach wechselwirken. Bisher beobachten wir nur die Gravitationswirkung der Dunklen Materie. Etwa 70 Prozent der Dichte des Universums wird mit dunkler Energie in Verbindung gebracht. Dadurch schreitet die Expansion des Universums immer schneller voran. Die Natur der Dunklen Energie ist unklar.

1.2 Einige wichtige Konzepte und Formeln aus der allgemeinen Astronomie

Bevor wir mit der Beschreibung von verdunkelnden veränderlichen Sternen fortfahren, denen diese Arbeit gewidmet ist, betrachten wir einige grundlegende Konzepte, die wir im Folgenden benötigen werden.

Die Sterngröße eines Himmelskörpers ist ein in der Astronomie akzeptiertes Maß für seine Brillanz. Glitter ist die Intensität des Lichts, das den Beobachter erreicht, oder die Beleuchtung, die am Strahlungsempfänger (Auge, Fotoplatte, Photomultiplier usw.) erzeugt wird.Glitter ist umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen Quelle und Beobachter.

Die Größe m und die Helligkeit E hängen durch die Formel zusammen:

In dieser Formel ist E i die Helligkeit eines Sterns m i -ter Größe, E k ist die Helligkeit eines Sterns m k -ter Größe. Anhand dieser Formel ist leicht zu erkennen, dass die Sterne der ersten Größenordnung (1 m) heller sind als die Sterne der sechsten Größenordnung (6 m), die an der Grenze der Sichtbarkeit mit bloßem Auge genau 100-mal sichtbar sind . Dieser Umstand bildete die Grundlage für die Konstruktion einer Skala von Sterngrößen.

Wenn wir den Logarithmus von Formel (1) nehmen und berücksichtigen, dass lg 2,512 = 0,4, erhalten wir:

, (1.2)

(1.3)

Die letzte Formel zeigt, dass die Magnitudendifferenz direkt proportional zum Logarithmus des Magnitudenverhältnisses ist. Das Minuszeichen in dieser Formel zeigt an, dass die Sternhelligkeit mit abnehmender (zunehmender) Helligkeit zunimmt (abnimmt). Der Unterschied in den Sterngrößen kann nicht nur als ganze Zahl, sondern auch als Bruchzahl ausgedrückt werden. Mit Hilfe von hochpräzisen photoelektrischen Photometern ist es möglich, den Unterschied der Sternhelligkeiten mit einer Genauigkeit von bis zu 0,001 m zu bestimmen. Die Genauigkeit visueller (Augen-) Schätzungen eines erfahrenen Beobachters beträgt etwa 0,05 m.

Es sei darauf hingewiesen, dass Formel (3) es erlaubt, nicht Sterngrößen zu berechnen, sondern ihre Differenzen. Um eine Skala von Sterngrößen zu erstellen, müssen Sie einen Nullpunkt (Referenzpunkt) dieser Skala auswählen. Ungefähr kann man Wega (eine Lyra) als einen solchen Nullpunkt betrachten, einen Stern der Größe null. Es gibt Sterne mit negativer Magnitude. Zum Beispiel ist Sirius (ein Canis Major) der hellste Stern am Himmel der Erde und hat eine Größe von -1,46 m.

Die vom Auge geschätzte Brillanz eines Sterns wird als visuell bezeichnet. Sie entspricht einer Sternhelligkeit, bezeichnet mit m u . oder m Visa. . Als fotografisch wird die Brillanz von Sternen bezeichnet, die anhand ihres Bilddurchmessers und des Schwärzungsgrades auf einer fotografischen Platte (fotografischer Effekt) geschätzt wird. Sie entspricht der fotografischen Helligkeit m pg oder m phot. Der Unterschied C \u003d m pg - m ph wird in Abhängigkeit von der Farbe des Sterns als Farbindex bezeichnet.

Es gibt mehrere herkömmlich akzeptierte Größensysteme, von denen die Größensysteme U, B und V am weitesten verbreitet sind.Der Buchstabe U bezeichnet ultraviolette Größen, B ist blau (nahezu fotografisch), V ist gelb (nahezu visuell). Dementsprechend werden zwei Farbindizes bestimmt: U - B und B - V, die für reinweiße Sterne gleich Null sind.

Theoretische Informationen über die Verfinsterung veränderlicher Sterne

2.1 Geschichte der Entdeckung und Klassifikation von verdunkelnden veränderlichen Sternen

Der erste verdunkelnde veränderliche Stern Algol (b Perseus) wurde 1669 entdeckt. Italienischer Mathematiker und Astronom Montanari. Es wurde erstmals Ende des 18. Jahrhunderts erforscht. Der englische Amateurastronom John Goodryke. Es stellte sich heraus, dass der mit bloßem Auge sichtbare Einzelstern b Perseus tatsächlich ein Mehrfachsystem ist, das auch bei Teleskopbeobachtungen nicht getrennt wird. Zwei der im System enthaltenen Sterne kreisen in 2 Tagen 20 Stunden und 49 Minuten um einen gemeinsamen Schwerpunkt. Zu bestimmten Zeitpunkten schließt einer der im System enthaltenen Sterne den anderen vom Beobachter ab, was zu einer vorübergehenden Schwächung der Gesamthelligkeit des Systems führt.

Die in Abb. ein

Dieses Diagramm basiert auf genauen photoelektrischen Beobachtungen. Zwei Helligkeitsabnahmen sind sichtbar: ein tiefes primäres Minimum - die Hauptfinsternis (die helle Komponente ist hinter der schwächeren verborgen) und eine leichte Abnahme der Helligkeit - das sekundäre Minimum, wenn die hellere Komponente die schwächere überstrahlt.

Diese Phänomene wiederholen sich nach 2,8674 Tagen (oder 2 Tagen 20 Stunden 49 Minuten).

Aus dem Diagramm der Helligkeitsänderungen (Abb. 1) ist ersichtlich, dass Algol unmittelbar nach Erreichen des Hauptminimums (des niedrigsten Helligkeitswerts) zu steigen beginnt. Dies bedeutet, dass eine partielle Sonnenfinsternis stattfindet. In einigen Fällen kann auch eine totale Sonnenfinsternis beobachtet werden, die durch das Fortbestehen des Mindestwerts der Helligkeit der Variablen im Hauptminimum für einen bestimmten Zeitraum gekennzeichnet ist. Beispielsweise hat der verdunkelnde veränderliche Stern U Cephei, der Beobachtungen mit starken Ferngläsern und Amateurteleskopen zugänglich ist, im Hauptminimum eine Gesamtphasendauer von etwa 6 Stunden.

Wenn Sie das Diagramm der Helligkeitsänderungen von Algol sorgfältig untersuchen, können Sie feststellen, dass die Helligkeit des Sterns zwischen dem Haupt- und dem Nebenminima nicht konstant bleibt, wie es auf den ersten Blick erscheinen mag, sondern sich leicht ändert. Dieses Phänomen kann wie folgt erklärt werden. Außerhalb der Sonnenfinsternis erreicht Licht von beiden Komponenten des Binärsystems die Erde. Aber beide Komponenten liegen nah beieinander. Daher streut eine schwächere Komponente (häufig größer), die von einer hellen Komponente beleuchtet wird, die darauf einfallende Strahlung. Offensichtlich erreicht die größte Streustrahlung den Erdbeobachter in dem Moment, in dem sich die schwache Komponente hinter der hellen befindet, d.h. nahe dem Moment des sekundären Minimums (theoretisch sollte dies unmittelbar im Moment des sekundären Minimums auftreten, aber die Gesamthelligkeit des Systems nimmt stark ab, da eine der Komponenten verdunkelt wird).

Dieser Effekt wird Reemissionseffekt genannt. In der Grafik manifestiert sich dies als allmählicher Anstieg der Gesamthelligkeit des Systems, wenn es sich dem sekundären Minimum nähert, und als Abnahme der Helligkeit, die symmetrisch zu ihrem Anstieg relativ zum sekundären Minimum ist.

1874 Goodryk entdeckte den zweiten verdunkelnden variablen Stern - b Lyra. Es ändert die Helligkeit relativ langsam mit einem Zeitraum von 12 Tagen 21 Stunden 56 Minuten (12,914 Tage). Im Gegensatz zu Algol hat die Lichtkurve einen glatteren Verlauf. (Abb.2) Dies liegt an der Nähe der Komponenten zueinander.

Die im System auftretenden Gezeitenkräfte führen dazu, dass sich beide Sterne entlang einer Linie ausdehnen, die ihre Mittelpunkte verbindet. Die Bauteile sind nicht mehr kugelförmig, sondern ellipsenförmig. Während der Orbitalbewegung ändern die elliptisch geformten Scheiben der Komponenten sanft ihre Fläche, was zu einer kontinuierlichen Änderung der Helligkeit des Systems auch außerhalb der Sonnenfinsternis führt.

1903 die Verfinsterungsvariable W Ursa Major wurde entdeckt, bei der die Umlaufzeit etwa 8 Stunden (0,3336834 Tage) beträgt. Während dieser Zeit werden zwei Minima gleicher oder fast gleicher Tiefe beobachtet (Abb. 3). Eine Untersuchung der Lichtkurve des Sterns zeigt, dass die Komponenten fast gleich groß sind und sich fast berühren.

Neben Sternen wie Algol, b Lyra und W Ursa Major gibt es seltenere Objekte, die ebenfalls als verdunkelnde Sterne klassifiziert werden. Dies sind ellipsoidische Sterne, die um eine Achse rotieren. Eine Änderung des Plattenbereichs verursacht kleine Helligkeitsänderungen.

Wasserstoff, während Sterne mit einer Temperatur von etwa 6.000 K Linien aus ionisiertem Kalzium haben, die sich an der Grenze des sichtbaren und ultravioletten Teils des Spektrums befinden. Beachten Sie, dass diese Art von Ich das Spektrum unserer Sonne hat. Die Folge der Spektren von Sternen, die durch kontinuierliche Änderung der Temperatur ihrer Oberflächenschichten erhalten werden, wird mit den folgenden Buchstaben bezeichnet: O, B, A, F, G, K, M, vom heißesten bis ...

Es werden keine Linien beobachtet (aufgrund der Schwäche des Satellitenspektrums), aber die Spektrallinien des Hauptsterns werden auf die gleiche Weise schwanken wie im ersten Fall. Die Perioden der Veränderungen, die in den Spektren spektroskopischer Doppelsterne auftreten, die offensichtlich auch die Perioden ihrer Rotation sind, sind ganz anders. Die kürzeste der bekannten Perioden beträgt 2,4 Stunden (g von Ursa Minor) und die längste - Dutzende von Jahren. Für...