Astronomia este una dintre cele mai vechi științe. Din timpuri imemoriale, oamenii au urmărit mișcarea stelelor pe cer. Observațiile astronomice din acea vreme au ajutat la navigarea terenului și au fost, de asemenea, necesare pentru construirea sistemelor filozofice și religioase. S-au schimbat multe de atunci. Astronomia s-a eliberat în cele din urmă de astrologie, a acumulat cunoștințe extinse și putere tehnică. Cu toate acestea, observațiile astronomice făcute pe Pământ sau în spațiu sunt încă una dintre principalele metode de obținere a datelor în această știință. Metodele de colectare a informațiilor s-au schimbat, dar esența metodologiei a rămas neschimbată.

Ce sunt observațiile astronomice?

Există dovezi care sugerează că oamenii dețineau cunoștințe elementare despre mișcarea Lunii și a Soarelui chiar și în epoca preistorică. Lucrările lui Hipparh și Ptolemeu mărturisesc că cunoștințele despre luminarii erau solicitate și în Antichitate și li sa acordat multă atenție. Pentru acea vreme și pentru o lungă perioadă de după, observațiile astronomice au fost studiul cerului nopții și fixarea a ceea ce se vedea pe hârtie sau, mai simplu, o schiță.

Până la Renaștere, doar cele mai simple instrumente au fost asistenți ai oamenilor de știință în această chestiune. O cantitate semnificativă de date a devenit disponibilă după inventarea telescopului. Pe măsură ce s-a îmbunătățit, acuratețea informațiilor primite a crescut. Cu toate acestea, indiferent de nivelul de progres tehnologic, observațiile astronomice sunt principala modalitate de a colecta informații despre obiectele cerești. Interesant este că acesta este și unul dintre domeniile de activitate științifică în care metodele folosite în epoca anterioară progresului științific, adică observarea cu ochiul liber sau cu ajutorul celor mai simple echipamente, nu și-au pierdut actuala.

Clasificare

Astăzi, observațiile astronomice reprezintă o categorie destul de largă de activități. Ele pot fi clasificate după mai multe criterii:

• calificările participanților;
• natura datelor înregistrate;
• Locație.

În primul caz, se disting observațiile profesioniste și amatorii. Datele obținute în acest caz sunt cel mai adesea înregistrarea luminii vizibile sau a altor radiații electromagnetice, inclusiv infraroșu și ultraviolete. În acest caz, informațiile pot fi obținute în unele cazuri doar de pe suprafața planetei noastre sau doar din spațiul din afara atmosferei: conform celei de-a treia trăsături, se disting observațiile astronomice făcute pe Pământ sau în spațiu.

astronomie amator

Frumusețea științei stelelor și a altor corpuri cerești este că este unul dintre puținele care au nevoie literalmente de admiratori activi și neobosite printre neprofesioniști. Un număr mare de obiecte demne de o atenție constantă, există un număr mic de oameni de știință ocupați cu cele mai complexe probleme. Prin urmare, observațiile astronomice ale restului spațiului apropiat cad pe umerii amatorilor.

Contribuția oamenilor care consideră astronomia hobby-ul lor la această știință este destul de tangibilă. Până la jumătatea ultimului deceniu al secolului trecut, mai mult de jumătate dintre comete au fost descoperite de amatori. Zonele lor de interes includ adesea stele variabile, observarea noilor, urmărirea acoperirii corpurilor cerești de către asteroizi. Aceasta din urmă este astăzi cea mai promițătoare și mai solicitată lucrare. În ceea ce privește New și Supernove, de regulă, astronomii amatori sunt primii care le observă.

Opțiuni pentru observații non-profesionale

Astronomia amator poate fi împărțită în ramuri strâns legate:

• Astronomie vizuală. Aceasta include observații astronomice cu binoclu, un telescop sau cu ochiul liber. Scopul principal al unor astfel de activități, de regulă, este de a se bucura de oportunitatea de a observa mișcarea stelelor, precum și din procesul în sine. O ramură interesantă a acestei direcții este astronomia „de trotuar”: unii amatori își scot telescoapele în stradă și invită pe toată lumea să admire stelele, planetele și Luna.
• Astrofotografie. Scopul acestei direcții este obținerea de imagini fotografice ale corpurilor cerești și ale elementelor acestora.
• Clădirea telescopului. Uneori instrumentele optice necesare, telescoapele și accesoriile pentru acestea, sunt realizate de amatori aproape de la zero. În majoritatea cazurilor însă, construcția telescopului constă în completarea echipamentelor existente cu componente noi.
• Cercetare. Unii astronomi amatori caută, pe lângă plăcerea estetică, să obțină ceva mai material. Ei sunt implicați în studiul asteroizilor, variabilelor, noi și supernove, comete și ploi de meteori. Periodic, în procesul de observații constante și minuțioase, se fac descoperiri. Această activitate a astronomilor amatori este cea care aduce cea mai mare contribuție la știință.

Activități ale profesioniștilor

Astronomii specialiști din întreaga lume au echipamente mai sofisticate decât amatorii. Sarcinile cu care se confruntă necesită o mare acuratețe în colectarea informațiilor, un aparat matematic funcțional pentru interpretare și prognoză. De regulă, obiectele și fenomenele destul de complexe, adesea îndepărtate, se află în centrul muncii profesioniștilor. Adesea, studiul întinderilor spațiului face posibilă aruncarea în lumină a anumitor legi ale universului, clarificarea, completarea sau infirmarea construcțiilor teoretice privind originea, structura și viitorul acestuia.

Clasificarea după tipul de informații

Observațiile în astronomie, așa cum sa menționat deja, pot fi asociate cu fixarea diferitelor radiații. Pe această bază, se disting următoarele direcții:

• astronomia optică studiază radiațiile în domeniul vizibil;
• astronomie în infraroșu;
• astronomie ultravioletă;
• radioastronomie;
• astronomie cu raze X;
• astronomia gamma.

În plus, sunt evidențiate direcțiile acestei științe și observațiile corespunzătoare care nu au legătură cu radiația electromagnetică. Aceasta include neutrini, studierea radiațiilor de neutrini din surse extraterestre, undele gravitaționale și astronomia planetară.

De la suprafață

Unele dintre fenomenele studiate în astronomie sunt disponibile pentru cercetare în laboratoare de la sol. Observațiile astronomice de pe Pământ sunt asociate cu studiul traiectoriilor mișcării corpurilor cerești, măsurarea distanței în spațiu față de stele, fixarea anumitor tipuri de radiații și unde radio etc. Până la începutul erei astronauticii, astronomii nu puteau fi mulțumiți decât cu informațiile obținute în condițiile planetei noastre. Și asta a fost suficient pentru a construi o teorie a originii și dezvoltării Universului, pentru a descoperi multe modele care există în spațiu.

Sus deasupra pământului

Odată cu lansarea primului satelit, a început o nouă eră în astronomie. Datele colectate de nave spațiale sunt neprețuite. Ei au contribuit la aprofundarea înțelegerii de către oamenii de știință a misterelor Universului.

Observațiile astronomice în spațiu fac posibilă detectarea tuturor tipurilor de radiații, de la lumina vizibilă la raze gamma și X. Cele mai multe dintre ele nu sunt disponibile pentru cercetare de pe Pământ, deoarece atmosfera planetei le absoarbe și nu le permite să iasă la suprafață. Un exemplu de descoperiri care au devenit posibile abia după începutul erei spațiale sunt pulsarii cu raze X.

Minerii de informații

Observațiile astronomice în spațiu sunt efectuate folosind diverse echipamente instalate pe nave spațiale și pe sateliți care orbitează. Multe studii de această natură sunt efectuate pe Stația Spațială Internațională. Contribuția telescoapelor optice lansate de mai multe ori în ultimul secol este neprețuită. Printre ei se remarcă celebrul Hubble. Pentru profan, este în primul rând o sursă de imagini fotografice uluitor de frumoase ale spațiului adânc. Cu toate acestea, acesta nu este tot ceea ce „poate face”. Cu ajutorul acestuia, s-a obținut o cantitate mare de informații despre structura multor obiecte, modelele „comportamentului” acestora. Hubble și alte telescoape sunt o sursă neprețuită de date necesare astronomiei teoretice, lucrând la problemele dezvoltării universului.

Observațiile astronomice – atât terestre cât și spațiale – sunt singurele pentru știința corpurilor și fenomenelor cerești. Fără ele, oamenii de știință ar putea dezvolta doar diverse teorii fără a le putea compara cu realitatea.

Astronomia se bazează pe observații făcute de pe Pământ și numai din anii 60 ai secolului nostru, efectuate din spațiu - din stații automate și alte stații spațiale, și chiar de pe Lună. Dispozitivele au făcut posibilă obținerea de mostre de sol lunar, livrarea diferitelor instrumente și chiar aterizarea oamenilor pe Lună. Dar, deocamdată, pot fi explorate doar corpurile cerești cele mai apropiate de Pământ. Jucând același rol ca experimentele din fizică și chimie, observațiile din astronomie au o serie de caracteristici.

Prima caracteristică constă în faptul că observaţiile astronomice sunt în majoritatea cazurilor pasive în raport cu obiectele studiate. Nu putem influența activ corpurile cerești, nu putem face experimente (cu excepția cazurilor rare), așa cum se face în fizică, biologie și chimie. Doar utilizarea navelor spațiale a oferit unele oportunități în acest sens.

În plus, multe fenomene cerești se desfășoară atât de încet, încât observarea lor necesită perioade enorme; de exemplu, o schimbare a înclinării axei pământului față de planul orbitei sale devine vizibilă abia după sute de ani. Prin urmare, pentru noi, unele observații făcute în Babilon și în China cu mii de ani în urmă nu și-au pierdut semnificația și erau, conform conceptelor moderne, foarte inexacte.

A doua caracteristică observațiile astronomice este după cum urmează. Observăm poziția corpurilor cerești și mișcarea lor față de Pământ, care el însuși este în mișcare. Prin urmare, viziunea cerului pentru un observator pământesc depinde nu numai de locul în care se află pe Pământ, ci și de ce moment al zilei și anului observă. De exemplu, când avem o zi de iarnă, în America de Sud este noapte de vară și invers. Sunt stele vizibile doar vara sau iarna.

A treia caracteristică observațiile astronomice se datorează faptului că toate luminatoarele sunt foarte departe de noi, atât de departe încât nici cu ochiul, nici prin telescop nu se poate decide care dintre ele este mai aproape, care este mai departe. Toate ni se par la fel de îndepărtate. Prin urmare, în timpul observațiilor, de obicei se efectuează măsurători unghiulare și deja din ele se trag adesea concluzii despre distanțele liniare și dimensiunile corpurilor.

Distanța dintre obiectele de pe cer (de exemplu, stele) este măsurată prin unghiul format de razele care merg către obiecte din punctul de observație. Această distanță se numește unghiulară și se exprimă în grade și fracțiile sale. În acest caz, se consideră că două stele nu sunt departe una de alta pe cer, dacă direcțiile în care le vedem sunt apropiate una de alta (Fig. 1, stele A și B). Este posibil ca a treia stea C, pe cer mai îndepărtată de L, în spațiu să DAR mai aproape decât o stea LA.

Măsurătorile înălțimii, distanței unghiulare a unui obiect față de orizont, sunt efectuate cu instrumente optice goniometrice speciale, cum ar fi un teodolit. Teodolitul este un instrument, a cărui parte principală este un telescop care se rotește în jurul axelor verticale și orizontale (Fig. 2). Atașate de axe sunt cercuri împărțite în grade și minute de arc. În aceste cercuri se numără direcția telescopului. Pe nave și avioane, măsurătorile unghiulare se fac cu un instrument numit sextant (sextan).

Dimensiunile aparente ale obiectelor cerești pot fi exprimate și în unități unghiulare. Diametrele Soarelui și ale Lunii în măsura unghiulară sunt aproximativ aceleași - aproximativ 0,5 °, iar în unități liniare Soarele este mai mare decât diametrul Lunii de aproximativ 400 de ori, dar este de același număr de ori mai departe de Pământ . Prin urmare, diametrele lor unghiulare sunt aproape egale pentru noi.

Observațiile dvs

Pentru o mai bună asimilare a astronomiei, ar trebui să începeți să observați cât mai devreme posibil fenomenele cerești și luminarii. Orientările pentru observațiile cu ochiul liber sunt prezentate în apendicele VI. Găsirea constelațiilor, orientarea pe sol folosind Steaua Polară, cunoscută pentru dvs. din cursul geografiei fizice și observarea rotației zilnice a cerului se efectuează în mod convenabil utilizând diagrama stelară în mișcare atașată manualului. Pentru o estimare aproximativă a distanțelor unghiulare de pe cer, este util să știm că distanța unghiulară dintre cele două stele ale „ursei” Ursei Majore este de aproximativ 5 °.

În primul rând, trebuie să vă familiarizați cu vederea cerului înstelat, să găsiți planete pe acesta și să vă asigurați că acestea se mișcă în raport cu stele sau Soare în 1-2 luni. (Condițiile de vizibilitate a planetelor și a unor fenomene cerești sunt discutate în calendarul astronomic școlar pentru un anumit an.) Odată cu aceasta, ar trebui să se familiarizeze cu relieful Lunii, cu petele solare și apoi cu alte lumini și fenomene. , care sunt menționate în Anexa VI . Pentru a face acest lucru, mai jos este prezentată o introducere în telescop.

CUVÂNT ÎNAINTE
Cartea este dedicată organizării, conținutului și metodologiei observațiilor astronomice de nivel avansat, precum și celor mai simple metode matematice de prelucrare a acestora. Începe cu un capitol despre testarea telescopului, principalul instrument al astronomiei observaționale. Acest capitol prezintă principalele probleme legate de cea mai simplă teorie a telescopului. Profesorii vor găsi aici o mulțime de sfaturi practice valoroase legate de determinarea diferitelor caracteristici ale unui telescop, verificarea calității opticii acestuia, alegerea condițiilor optime de observare, precum și informațiile necesare despre cele mai importante accesorii ale telescopului și modul de manipulare. acestea atunci când fac observații vizuale și fotografice.
Cea mai importantă parte a cărții este al doilea capitol, care ia în considerare, pe baza unui material concret, chestiuni de organizare, conținut și metode de efectuare a observațiilor astronomice. O parte semnificativă a observațiilor propuse - observații vizuale ale Lunii, Soarelui, planetelor, eclipselor - nu necesită calificări înalte și, cu îndrumări pricepute din partea profesorului, pot fi stăpânite într-un timp scurt. În același timp, o serie de alte observații - observații fotografice, observații vizuale ale stelelor variabile, observații de program ale ploilor de meteoriți și altele - necesită deja abilități considerabile, o anumită pregătire teoretică și instrumente și echipamente suplimentare.
Desigur, nu toate observațiile enumerate în acest capitol pot fi implementate în orice școală. Organizarea observațiilor de dificultate crescută este cel mai probabil disponibilă acelor școli în care există tradiții bune de organizare a activităților extracurriculare în astronomie, există experiență în munca relevantă și, ceea ce este foarte important, o bază materială bună.
În final, în al treilea capitol, pe baza unui material specific, principalele metode matematice de prelucrare a observațiilor sunt prezentate într-o formă simplă și vizuală: interpolarea și extrapolarea, reprezentarea aproximativă a funcțiilor empirice și teoria erorilor. Acest capitol este parte integrantă a cărții. Ea îndreaptă atât profesorii, cât și elevii școlii, și, în cele din urmă, iubitorii de astronomie către o atitudine atentă, serioasă, față de stabilirea și efectuarea observațiilor astronomice, ale căror rezultate pot dobândi o anumită semnificație și valoare numai după ce au fost supuse unei prelucrări matematice adecvate.
Se atrage atenția profesorilor asupra necesității de a folosi microcalculatoare, iar pe viitor - computere personale.
Materialul cărții poate fi folosit în desfășurarea orelor practice de astronomie, prevăzute de curriculum, precum și în desfășurarea orelor opționale și în activitatea unui cerc astronomic.
Profitând de această ocazie, autorii își exprimă profunda recunoștință vicepreședintelui Consiliului Cercurilor Astronomice al Planetariului din Moscova, angajat al SAI MSU M. Yu. Shevchenko și profesor asociat al Institutului Pedagogic Vladimir, candidat de fizică și matematică. Științe E. P. Razbitnaya pentru sugestii valoroase care au contribuit la îmbunătățirea conținutului cărții.
Autorii vor accepta cu recunoștință toate comentariile critice de la cititori.

Capitolul I TESTAREA TELESCOPELOR

§ 1. Introducere
Telescoapele sunt principalele instrumente ale fiecărui observator astronomic, inclusiv al celui educațional. Cu ajutorul telescoapelor, studenții observă Soarele și fenomenele care au loc pe acesta, Luna și topografia ei, planetele și unii dintre sateliții lor, lumea diversă a stelelor, clustere deschise și globulare, nebuloase difuze, Calea Lactee și galaxii. .
Pe baza observațiilor telescopice directe și a fotografiilor realizate cu telescoape mari, profesorul poate crea elevilor idei naturale-științifice vii despre structura lumii din jurul lor și, pe această bază, își poate forma convingeri materialiste ferme.
Începând observațiile de la observatorul astronomic școlar, profesorul trebuie să cunoască bine posibilitățile opticii telescopice, diverse metode practice de testare și stabilire a principalelor caracteristici ale acesteia. Cu cât cunoștințele profesorului despre telescoape sunt mai complete și mai profunde, cu atât va putea organiza mai bine observațiile astronomice, cu atât munca elevilor va fi mai fructuoasă și rezultatele observațiilor vor apărea în fața lor mai convingătoare.
În special, este important ca un profesor de astronomie să cunoască o scurtă teorie a telescopului, să fie familiarizat cu cele mai comune sisteme optice și instalații ale telescopului și, de asemenea, să aibă informații destul de complete despre oculare și diverse accesorii ale telescopului. În același timp, el trebuie să cunoască principalele caracteristici, precum și avantajele și dezavantajele telescoapelor mici destinate observatoarelor astronomice educaționale școlare și institute, să aibă bune abilități în manipularea unor astfel de telescoape și să poată evalua în mod realist capacitățile acestora atunci când organizează observații.
Eficacitatea muncii unui observator astronomic depinde nu numai de echiparea acestuia cu diverse echipamente și, în special, de puterea optică a telescoapelor disponibile pe acesta, ci și de gradul de pregătire al observatorilor. Doar un observator calificat, care are bune abilități în manipularea telescopului de care dispune și care îi cunoaște principalele caracteristici și capacități, este capabil să obțină cât mai multe informații posibile despre acest telescop.
Prin urmare, profesorul se confruntă cu sarcina importantă de a pregăti activiști capabili să facă observații bune care necesită rezistență, execuție atentă, mare atenție și timp.
Fără crearea unui grup de observatori calificați, este imposibil să contam pe funcționarea continuă pe scară largă a observatorului școlar și pe marea sa revenire în educația și creșterea tuturor celorlalți elevi.
În acest sens, nu este suficient ca profesorul să cunoască telescoapele în sine și capacitățile acestora, el trebuie să posede și o metodă de explicație gândită și expresivă care să nu depășească cu mult programele școlare și manualele școlare și să se bazeze pe cunoștințele elevilor obținute în studiul fizicii, astronomiei și matematicii.
În același timp, o atenție deosebită trebuie acordată naturii aplicate a informațiilor raportate despre telescoape, astfel încât capacitățile acestora din urmă să fie relevate în procesul de realizare a observațiilor planificate și să se manifeste în rezultatele obținute.
Ținând cont de cerințele de mai sus, primul capitol al cărții cuprinde informații teoretice despre telescoape în cantitatea necesară pentru efectuarea de observații bine gândite, precum și descrieri ale metodelor practice raționale de testare și stabilire a diferitelor caracteristici ale acestora, ținând cont cunoștințele și capacitățile elevilor.

§ 2. Determinarea principalelor caracteristici ale opticii telescopului
Pentru a înțelege în profunzime posibilitățile opticei telescopului, ar trebui mai întâi să oferim câteva date optice despre ochiul uman - principalul „instrument” al studenților în majoritatea observațiilor astronomice educaționale. Să ne oprim asupra caracteristicilor sale, cum ar fi sensibilitatea extremă și acuitatea vizuală, ilustrând conținutul acestora pe exemple de observații ale obiectelor cerești.
Sub sensibilitatea limitatoare (pragul) a ochiului se intelege fluxul luminos minim care poate fi inca perceput de un ochi pe deplin adaptat la intuneric.
Obiectele convenabile pentru determinarea sensibilității limită a ochiului sunt grupuri de stele de diferite mărimi cu magnitudini măsurate cu atenție. Într-o stare bună a atmosferei, un cer fără nori într-o noapte fără lună departe de oraș, se pot observa stele până la magnitudinea a 6-a. Cu toate acestea, aceasta nu este limita. Sus, în munți, unde atmosfera este deosebit de curată și transparentă, stelele de până la magnitudinea a 8-a devin vizibile.
Un observator experimentat trebuie să-și cunoască limitele ochilor și să fie capabil să determine starea de transparență a atmosferei din observațiile stelelor. Pentru a face acest lucru, trebuie să studiați bine standardul general acceptat în astronomie - rândul polar nordic (Fig. 1, a) și să îl luați de regulă: înainte de a efectua observații telescopice, trebuie mai întâi să determinați cu ochiul liber stele vizibile la limita din această serie şi stabilesc din ele starea atmosferei.
Orez. 1. Harta zonei polare nordice:
a - pentru observatii cu ochiul liber; b - cu binoclu sau cu telescop mic; c - telescop mediu.
Datele obținute sunt înregistrate în registrul de observații. Toate acestea necesită observație, memorie, dezvoltă obiceiul de a evalua ochi și se obișnuiește cu acuratețe - aceste calități sunt foarte utile pentru observator.
Acuitatea vizuală este înțeleasă ca abilitatea ochiului de a distinge obiecte apropiate sau puncte luminoase. Medicii au descoperit că claritatea medie a unui ochi uman normal este de 1 minut de arc. Aceste date au fost obținute prin examinarea obiectelor luminoase, bine iluminate și a surselor de lumină punctuale în condiții de laborator.
La observarea stelelor - obiecte mult mai puțin strălucitoare - acuitatea vizuală este oarecum redusă și este de aproximativ 3 minute de arc sau mai mult. Deci, având o vedere normală, este ușor de observat că lângă Mizar - steaua mijlocie din mânerul găleții Ursa Major - se află o stea slabă Alkor. Departe de oricine reușește să stabilească dualitatea e Lyra cu ochiul liber. Distanța unghiulară dintre Mizar și Alcor este de 1 Г48", iar între componentele ei și e2 ale Lyrei - 3"28".
Să luăm acum în considerare modul în care telescopul extinde posibilitățile viziunii umane și să analizăm aceste posibilități.
Un telescop este un sistem optic afocal care convertește un fascicul de fascicule paralele cu o secțiune transversală D într-un fascicul de fascicule paralele cu o secțiune transversală d. Acest lucru se vede clar în exemplul căii fasciculului într-un refractor (Fig. 2), unde lentila interceptează fasciculele paralele care provin de la o stea îndepărtată și le focalizează către un punct din planul focal. În plus, razele diverg, intră în ocular și ies din el ca un fascicul paralel de diametru mai mic. Fasciculele intră apoi în ochi și sunt focalizate într-un punct din partea de jos a globului ocular.
Dacă diametrul pupilei ochiului uman este egal cu diametrul fasciculului paralel care iese din ocular, atunci toate razele colectate de obiectiv vor intra în ochi. Prin urmare, în acest caz, raportul dintre zonele lentilei telescopului și pupilei ochiului uman exprimă multiplicitatea creșterii fluxului de lumină, scăzând
Dacă presupunem că diametrul pupilei este de 6 mm (în întuneric complet ajunge chiar și la 7 - 8 mm), atunci un refractor școlar cu diametrul lentilei de 60 mm poate trimite în ochi de 100 de ori mai multă energie luminoasă decât o percepe ochiul liber. Drept urmare, cu un astfel de telescop, stelele pot deveni vizibile, trimițându-ne fluxuri de lumină de 100 de ori mai mici decât fluxurile de lumină de la stelele vizibile la limită cu ochiul liber.
Conform formulei lui Pogson, o creștere de o sută de ori a iluminării (fluxul luminos) corespunde cu 5 mărimi de stele:
Formula de mai sus face posibilă estimarea puterii de penetrare, care este cea mai importantă caracteristică a telescopului. Puterea de penetrare este determinată de mărimea limită (m) a celei mai slabe stele care poate fi încă văzută cu un anumit telescop în cele mai bune condiții atmosferice. Deoarece în formula de mai sus nu se ia în considerare nici pierderea de lumină în timpul trecerii opticii, nici întunecarea fondului cerului în câmpul de vedere al telescopului, aceasta este aproximativă.
O valoare mai precisă a puterii de penetrare a unui telescop poate fi calculată folosind următoarea formulă empirică, care rezumă rezultatele observațiilor stelelor cu instrumente de diferite diametre:
unde D este diametrul lentilei, exprimat în milimetri.
Pentru orientare, Tabelul 1 prezintă valorile aproximative ale puterii de penetrare a telescoapelor, calculate folosind formula empirică (1).
Puterea reală de penetrare a telescopului poate fi determinată prin observarea stelelor din seria polară nordică (Fig. 1.6, c). Pentru a face acest lucru, ghidat de tabelul 1 sau de formula empirică (1), setați valoarea aproximativă a puterii de penetrare a telescopului. În plus, din hărțile date (Fig. 1.6, c), sunt selectate stele cu magnitudini ceva mai mari și ceva mai mici. Copiați cu atenție toate stelele de mai mare strălucire și toate cele selectate. În acest fel, se realizează o diagramă stelară, se studiază cu atenție și se fac observații. Absența stelelor „în plus” pe hartă contribuie la identificarea rapidă a imaginii telescopice și la stabilirea magnitudinilor stelare ale stelelor vizibile. Observațiile ulterioare se fac în serile următoare. Dacă vremea și transparența atmosferei se îmbunătățesc, atunci devine posibil să se vadă și să se identifice stelele mai slabe.
Mărimea celei mai slabe stele găsite în acest fel determină puterea reală de penetrare a telescopului folosit. Rezultatele obţinute sunt înregistrate în jurnalul de observaţii. Din ele se poate judeca starea atmosferei și condițiile de observare a altor lumini.
A doua cea mai importantă caracteristică a unui telescop este rezoluția sa b, care este înțeleasă ca unghiul minim dintre două stele văzute separat. În optică teoretică, se demonstrează că cu o lentilă ideală în lumină vizibilă L = 5,5-10-7 m, este încă posibilă rezolvarea unei stele binare dacă distanța unghiulară dintre componentele sale este egală cu unghiul.
unde D este diametrul lentilei în milimetri. (...)
Orez. 3. Modele de difracție ale perechilor stelare apropiate cu diferite distanțe unghiulare ale componentelor.
De asemenea, este instructiv să efectuați observații telescopice ale perechilor stelare luminoase cu lentila deschisă. Pe măsură ce intrarea telescopului este diafragmată treptat, discurile de difracție ale stelelor cresc, fuzionează și fuzionează într-un singur disc de difracție de diametru mai mare, dar cu luminozitate mult mai mică.
Atunci când se efectuează astfel de studii, trebuie acordată atenție calității imaginilor telescopice, care sunt determinate de starea atmosferei.
Perturbațiile atmosferice trebuie observate cu un telescop bine aliniat (de preferință un reflector), examinând imaginile de difracție ale stelelor strălucitoare la măriri mari. Din optică se știe că, cu un flux luminos monocromatic, 83,8% din energia transmisă prin lentilă este concentrată în discul central de difracție, 7,2% în primul inel, 2,8% în al doilea, 1,5% în al treilea și 1,5%. % în al patrulea inel - 0,9% etc.
Deoarece radiația primită de la stele nu este monocromatică, ci este formată din lungimi de undă diferite, inelele de difracție sunt colorate și neclare. Claritatea imaginilor inelului poate fi îmbunătățită prin utilizarea filtrelor, în special a filtrelor cu bandă îngustă. Cu toate acestea, din cauza scăderii energiei de la inel la inel și a creșterii zonelor lor, deja cel de-al treilea inel devine discret.
Acest lucru ar trebui să fie reținut atunci când se estimează starea atmosferei din modelele de difracție vizibile ale stelelor observate. Atunci când faceți astfel de observații, puteți utiliza scala Pickering, conform căreia cele mai bune imagini sunt evaluate cu un scor de 10, iar cele foarte slabe cu un scor de 1.
Oferim o descriere a acestei scale (Fig. 4).
1. Imaginile stelelor sunt ondulate și mânjite astfel încât diametrele lor sunt, în medie, de două ori mai mari decât cel de-al treilea inel de difracție.
2. Imaginea este ondulată și ușor în afara celui de-al treilea inel de difracție.
3. Imaginea nu depășește al treilea inel de difracție. Luminozitatea imaginii crește spre centru.
4. Din când în când, discul central de difracție al stelei este vizibil cu arce scurte care apar în jur.
5. Discul de difracție este vizibil tot timpul și arcuri scurte sunt adesea vizibile.
6. Discul de difracție și arcurile scurte sunt vizibile tot timpul.
7. Arcurile se deplasează în jurul unui disc clar vizibil.
8. Inelele cu goluri se deplasează în jurul unui disc clar definit,
9. Inelul de difracție cel mai apropiat de disc este nemișcat.
10. Toate inelele de difracție sunt staționare.
Punctele 1 - 3 caracterizează starea proastă a atmosferei pentru observațiile astronomice, 4 - 5 - mediocră, 6 - 7 - bună, 8 - 10 - excelentă.
A treia caracteristică importantă a unui telescop este deschiderea lentilei, care este egală cu pătratul raportului dintre diametrul lentilei.
la distanța sa focală (...)

§ 3. Verificarea calitatii opticii telescopului
Valoarea practică a oricărui telescop ca instrument de observație este determinată nu numai de dimensiunea sa, ci și de calitatea opticii sale, adică de gradul de perfecțiune al sistemului său optic și de calitatea lentilei. Un rol important îl joacă calitatea ocularelor atașate telescopului, precum și caracterul complet al setului acestora.
Lentila este partea cea mai critică a telescopului. Din păcate, chiar și cele mai avansate lentile telescopice au o serie de dezavantaje atât din motive pur tehnice, cât și din cauza naturii luminii. Cele mai importante dintre acestea sunt aberația cromatică și sferică, coma și astigmatismul. În plus, lentilele rapide suferă în diferite grade de curbura și distorsiunea câmpului.
Profesorul trebuie să cunoască principalele deficiențe optice ale celor mai frecvent utilizate tipuri de telescoape, să demonstreze expresiv și clar aceste neajunsuri și să le poată reduce într-o oarecare măsură.
Să descriem succesiv cele mai importante deficiențe optice ale telescoapelor, să luăm în considerare în ce tipuri de telescoape mici și în ce măsură se manifestă și să indicăm cele mai simple modalități de a le evidenția, afișa și reduce.
Principalul obstacol care a împiedicat mult timp îmbunătățirea telescopului refractor a fost aberația cromatică (culoare), adică incapacitatea unei lentile colectoare de a colecta toate razele de lumină cu lungimi de undă diferite la un moment dat. Aberația cromatică este cauzată de refracția inegală a razelor de lumină de lungimi de undă diferite (razele roșii sunt refractate mai slab decât cele galbene, iar razele galbene sunt mai slabe decât cele albastre).
Aberația cromatică este deosebit de pronunțată la telescoapele cu lentile rapide cu o singură lentilă. Dacă un astfel de telescop este îndreptat către o stea strălucitoare, atunci la o anumită poziție a ocularului
puteți vedea o pată violet strălucitoare înconjurată de un halou colorat cu un inel exterior roșu neclar. Pe măsură ce ocularul se extinde, culoarea punctului central se va schimba treptat în albastru, apoi verde, galben, portocaliu și în final roșu. În acest din urmă caz, un halou colorat cu o chenar inel violet va fi vizibil în jurul punctului roșu.
Dacă privești planeta printr-un astfel de telescop, imaginea va fi foarte neclară, cu pete irizate.
Lentilele cu două lentile care sunt în mare parte lipsite de aberații cromatice sunt numite acromatice. Diafragma relativă a unui refractor cu o lentilă acromatică este de obicei de 715 sau mai mult (pentru telescoapele refractoare școlare, lasă 7o, ceea ce degradează oarecum calitatea imaginii).
Cu toate acestea, o lentilă acromatică nu este complet lipsită de aberații cromatice și converge bine doar razele de anumite lungimi de undă. În acest sens, obiectivele sunt acromatizate în conformitate cu scopul lor; vizual - în raport cu razele care acționează cel mai puternic asupra ochiului, fotografic - pentru razele care acționează cel mai puternic asupra emulsiei fotografice. În special, lentilele refractoarelor școlare au scopul lor vizual.
Prezența aberației cromatice reziduale în refractoarele școlare poate fi apreciată pe baza observațiilor cu măriri foarte mari ale imaginilor de difracție ale stelelor strălucitoare, schimbând rapid următoarele filtre: galben-verde, roșu, albastru. Este posibil să se asigure o schimbare rapidă a filtrelor de lumină prin utilizarea de discuri sau rame glisante, descrise în
§ 20 din cartea „Observatorul Astronomic Școlar”1. Modificările în modelele de difracție observate în acest caz indică faptul că nu toate razele sunt focalizate în mod egal.
Eliminarea aberației cromatice este rezolvată cu mai mult succes în obiectivele apocromatice cu trei lentile. Cu toate acestea, nu a fost încă posibil să-l distrugă complet în niciun obiectiv obiectiv.
O lentilă reflexă nu refractă razele de lumină. Prin urmare, aceste lentile sunt complet lipsite de aberații cromatice. În acest fel, lentilele reflexe se compară favorabil cu lentilele.
Un alt dezavantaj major al lentilelor telescopice este aberația sferică. Se manifestă prin faptul că razele monocromatice care călătoresc paralel cu axa optică sunt focalizate la distanțe diferite de lentilă, în funcție de zona prin care au trecut. Deci, într-o singură lentilă, razele care au trecut în apropierea centrului său sunt focalizate cel mai departe, iar cele mai apropiate - cele care au trecut prin zona de margine.
Acest lucru poate fi observat cu ușurință dacă un telescop cu obiectiv cu o singură lentilă este îndreptat către o stea strălucitoare și observat cu două diafragme: una dintre ele ar trebui să evidențieze fluxul care trece prin zona centrală, iar a doua, realizată sub forma unui inel. , ar trebui să transmită razele zonei de margine. Observațiile trebuie efectuate cu filtre de lumină, dacă este posibil, cu lățimi de bandă înguste. Când se folosește prima deschidere, se obține o imagine clară a stelei la o extensie puțin mai mare a ocularului decât atunci când se folosește cea de-a doua deschidere, ceea ce confirmă prezența aberației sferice.
În lentilele complexe, aberația sferică, împreună cu aberația cromatică, este redusă la limita necesară prin selectarea lentilelor cu o anumită grosime, curbură și tipuri de sticlă utilizate.
[ Rămășițele aberației sferice necorectate în obiectivele telescopice ale lentilelor complexe pot fi detectate utilizând (diafragmele descrise mai sus, observând modele de difracție de la stelele strălucitoare la măriri mari. Când se studiază lentilele vizuale, trebuie folosite filtre galben-verde și când se studiază obiectivele fotografice , albastru.
! Nu există aberații sferice în lentilele parabolice (mai precis, paraboloidale) în oglindă, deoarece lentilele | reduc la un punct întregul fascicul de raze care se deplasează paralel cu axa optică. Oglinzile sferice au aberații sferice și este cu cât este mai mare, cu atât oglinda în sine este mai mare și mai strălucitoare.
Pentru oglinzile mici cu luminozitate mică (cu o deschidere relativă mai mică de 1: 8), suprafața sferică diferă puțin de cea paraboloidală - ca urmare, aberația sferică este mică.
Prezența aberației sferice reziduale poate fi detectată prin metoda descrisă mai sus, folosind diferite diafragme. Deși lentilele oglinzilor nu prezintă aberații cromatice, filtrele ar trebui folosite pentru a diagnostica mai bine aberația sferică, deoarece culoarea modelelor de difracție observate la diferite deschideri nu este aceeași, ceea ce poate duce la neînțelegeri.
Să luăm acum în considerare aberațiile care apar atunci când razele trec oblic pe axa optică a obiectivului. Acestea includ: comă, astigmatism, curbură câmpului, distorsiuni.
Cu observații vizuale, ar trebui să urmăriți primele două aberații - comă și astigmatism și să le studiați practic prin observarea stelelor.
Coma se manifestă prin faptul că imaginea stelei departe de axa optică a obiectivului ia forma unui spot asimetric neclar, cu un miez deplasat și o coadă caracteristică (Fig. 6). Astigmatismul, pe de altă parte, constă în faptul că lentila colectează un fascicul de lumină înclinat de la stea nu într-un focar comun, ci în două segmente reciproc perpendiculare AB și CD, situate în planuri diferite și la distanțe diferite de lentilă. (Fig. 7).
Orez. 6. Formarea comei în razele oblice. Cercul conturează câmpul din apropierea axei optice, unde coma este nesemnificativă.
Cu o aliniere bună în tubul telescopului a unui obiectiv cu deschidere mică și cu un câmp vizual mic al ocularului, este greu de observat ambele aberații menționate mai sus. Ele pot fi văzute clar dacă, în scopul antrenamentului, telescopul este oarecum nealiniat prin rotirea lentilei printr-un anumit unghi. O astfel de operațiune este utilă pentru toți observatorii, și mai ales pentru cei care își construiesc telescoapele, pentru că mai devreme sau mai târziu se vor confrunta cu siguranță cu probleme de aliniere și va fi mult mai bine dacă acţionează conștient.
Pentru a alinia greșit reflectorul, pur și simplu slăbiți și strângeți cele două șuruburi opuse care țin oglinda.
Într-un refractor, acest lucru este mai dificil de făcut. Pentru a nu strica firul, ar trebui să lipiți un inel de tranziție trunchiat în unghi din carton și să-l introduceți cu o parte în tubul telescopului și să puneți lentila pe cealaltă.
Dacă priviți stelele printr-un telescop nealiniat, toate vor apărea în coadă. Motivul pentru aceasta este coma (Fig. 6). Dacă, totuși, o diafragmă cu o mică gaură centrală este pusă pe orificiul telescopului și ocularul este mișcat înainte și înapoi, atunci se poate vedea cum stelele sunt întinse în segmente strălucitoare AB, apoi se transformă în elipse de compresie diferită, cercuri, și din nou în segmente CD și elipse (Fig. 7).
Coma și astigmatismul sunt eliminate prin rotirea cristalinului. După cum este ușor de înțeles, axa de rotație în timpul ajustării va fi perpendiculară pe direcția. Dacă coada se prelungește atunci când șurubul de reglare a oglinzii este rotit, atunci șurubul trebuie rotit în direcția opusă. Reglarea fină finală în timpul ajustării trebuie efectuată cu un ocular cu focalizare scurtă la măriri mari, astfel încât inelele de difracție să fie clar vizibile.
Dacă lentila telescopului este de înaltă calitate și optica este aliniată corect, atunci imaginile nefocalizate ale stelei, atunci când sunt privite printr-un refractor, vor arăta ca un mic disc de lumină înconjurat de un sistem de inele de difracție concentrice colorate ( Fig. 8, al). În acest caz, modelele imaginilor prefocale și extrafocale vor fi exact aceleași (Fig. 8, a 2, 3).
Imaginile nefocalizate ale unei stele vor avea același aspect atunci când sunt privite printr-un reflector, doar că în locul unui disc strălucitor central se va vedea o pată întunecată, care este o umbră dintr-o oglindă auxiliară sau o prismă de reflexie totală diagonală.
Inexactitatea alinierii telescopului va afecta concentricitatea inelelor de difracție, iar ele înșiși vor lua o formă alungită (Fig. 8, b 1, 2, 3, 4). La focalizare, steaua va apărea nu ca un disc luminos bine definit, ci ca un punct luminos ușor neclar, cu o coadă slabă aruncată în lateral (efect de comă). Dacă efectul indicat este cauzat de o reglare cu adevărat inexactă a telescopului, atunci problema poate fi corectată cu ușurință, este suficient doar să-i schimbi oarecum poziția în direcția dorită acționând cu șuruburile de reglare ale cadrului lentilei (oglinzii). Este mult mai rău dacă motivul constă în astigmatismul lentilei în sine sau (în cazul unui reflector Newton) în calitatea proastă a oglinzii diagonale auxiliare. În acest caz, dezavantajul poate fi eliminat doar prin șlefuirea și relustruirea suprafețelor optice defecte.
Din imaginile nefocalizate ale unei stele, alte deficiențe ale lentilei telescopice, dacă există, pot fi detectate cu ușurință. De exemplu, diferența dintre dimensiunile inelelor de difracție corespunzătoare ale imaginilor pre-focale și extra-focale ale unei stele indică prezența aberației sferice, iar diferența de cromaticitate a acestora indică un cromatism semnificativ (pentru liniare
lentila de apel); densitatea de distribuție neuniformă a inelelor și intensitățile lor diferite indică zonarea lentilei, iar forma neregulată a inelelor indică abateri locale mai mult sau mai puțin semnificative ale suprafeței optice de la ideal.
Dacă toate dezavantajele enumerate relevate de modelul imaginilor nefocalizate ale unei stele sunt mici, atunci ele pot fi suportate. Lentilele speculare ale telescoapelor de amatori care au trecut cu succes testul de umbră Foucault au, de regulă, o suprafață optică impecabilă și rezistă perfect la testele pe imagini de stele nefocalizate.
Calculele și practica arată că, cu alinierea perfectă a opticii, coma și astigmatismul au un efect redus asupra observațiilor vizuale atunci când sunt utilizate obiective cu deschidere mică (mai puțin de 1:10). Acest lucru se aplică în mod egal și în cazul observațiilor fotografice, atunci când corpuri de iluminat cu dimensiuni unghiulare relativ mici (planete, Soare, Luna) sunt fotografiate cu aceleași lentile.
Coma și astigmatismul strică foarte mult imaginile atunci când fotografiați zone mari ale cerului înstelat cu oglinzi parabolice sau lentile cu două lentile. Distorsiunea crește brusc cu lentilele rapide.
Tabelul de mai jos oferă o idee despre creșterea comei și astigmatismului în funcție de abaterile unghiulare de la axa optică pentru reflectoare parabolice de luminozitate diferită.
Orez. 9. Curbura câmpului vizual și imaginile stelelor în planul său focal (cu corectarea tuturor celorlalte aberații).
tism, dar există o curbură a câmpului. Dacă faceți o fotografie a unei zone mari a cerului înstelat cu o astfel de lentilă și, în același timp, vă concentrați pe zona centrală, atunci când vă retrageți la marginile câmpului, claritatea imaginilor stelelor se va deteriora . Și invers, dacă focalizarea este efectuată pe stelele situate la marginile câmpului, atunci claritatea imaginilor stelelor se va deteriora în centru.
Pentru a obține o fotografie clară pe întregul câmp cu o astfel de lentilă, filmul trebuie să fie îndoit în conformitate cu curbura câmpului de imagini clare ale obiectivului în sine.
Curbura câmpului este eliminată și cu ajutorul unei lentile Piazzi-Smith plano-convexe, care transformă frontul de undă curbat într-unul plat.
Curbura câmpului poate fi redusă cel mai simplu prin deschiderea lentilei. Din practica fotografierii se știe că odată cu scăderea diafragmei, adâncimea câmpului crește - ca urmare, se obțin imagini clare ale stelelor pe întregul câmp al unei plăci plate. Cu toate acestea, trebuie amintit că reducerea diafragmei reduce foarte mult puterea optică a telescopului, iar pentru ca pe placă să apară stele slabe, timpul de expunere trebuie mărit semnificativ.
Distorsiunea se manifestă prin faptul că obiectivul construiește o imagine care nu este proporțională cu originalul, dar cu unele abateri de la acesta. Ca urmare, atunci când fotografiați un pătrat, imaginea acestuia se poate dovedi cu laturile concave spre interior sau convexe spre exterior (distorsiune cu pernă și butoi).
Examinarea oricărei lentile pentru distorsiune este foarte simplă: pentru a face acest lucru, trebuie să o deschideți foarte mult, astfel încât doar o parte centrală foarte mică să rămână descoperită. Coma, astigmatismul și curbura câmpului cu o astfel de diafragmă vor fi eliminate, iar distorsiunea poate fi observată în forma sa cea mai pură
Dacă fotografiați grile dreptunghiulare, deschideri de ferestre, uși cu o astfel de lentilă, atunci, examinând negativele, este ușor să stabiliți tipul de distorsiune inerent acestui obiectiv.
Distorsiunea lentilei finite nu poate fi eliminată sau redusă. Este luat în considerare în studiul fotografiilor, în special atunci când se efectuează lucrări astrometrice.

§ 4. Oculare şi măriri limitatoare ale telescopului
Setul de ocular este un plus necesar pentru telescop. Mai devreme am clarificat deja (§ 2) scopul ocularului într-un sistem telescopic de mărire. Acum este necesar să ne oprim asupra principalelor caracteristici și caracteristici de design ale diferitelor oculare. Lăsând deoparte ocularul galileian dintr-o lentilă divergentă, care nu a fost folosit de mult timp în practica astronomică, să ne întoarcem imediat la oculare astronomice speciale.
Din punct de vedere istoric, primul ocular astronomic, care a înlocuit imediat ocularul galileian, a fost ocularul Kepler dintr-o singură lentilă cu focalizare scurtă. Deținând un câmp vizual mult mai mare în comparație cu ocularul lui Galileo, în combinație cu refractorii cu focalizare lungă obișnuiți la acea vreme, a produs imagini destul de clare și ușor colorate. Cu toate acestea, mai târziu, ocularul Kepler a fost înlocuit de ocularele mai avansate Huygens și Ramsden, care se găsesc și astăzi. Cele mai utilizate oculare astronomice în prezent sunt ocularul acromatic Kellner și ocularul ortoscopic Abbe. Figura 11 prezintă dispunerea acestor oculare.
Ocularele Huygens și Ramsden sunt aranjate cel mai simplu. Fiecare dintre ele este compusă din două lentile convergente plan-convexe. Cea din față (cu fața la obiectiv) se numește lentilă de câmp, iar cea din spate (cu fața către ochiul observatorului) se numește lentila oculară. În ocularul Huygens (Fig. 12), ambele lentile se confruntă cu obiectivul cu suprafețele lor convexe, iar dacă f \ și / 2 sunt distanțele focale ale lentilelor și d este distanța dintre ele, atunci relația trebuie satisfăcută: (...)

MANUAL KOHETS FRAGMEHTA

A urmărit mișcarea stelelor pe cer. Observațiile astronomice din acea vreme au ajutat la navigarea terenului și au fost, de asemenea, necesare pentru construirea sistemelor filozofice și religioase. S-au schimbat multe de atunci. Astronomia s-a eliberat în cele din urmă de astrologie, a acumulat cunoștințe extinse și putere tehnică. Cu toate acestea, observațiile astronomice făcute pe Pământ sau în spațiu sunt încă una dintre principalele metode de obținere a datelor în această știință. Metodele de colectare a informațiilor s-au schimbat, dar esența metodologiei a rămas neschimbată.

Ce sunt observațiile astronomice?

Există dovezi care sugerează că oamenii dețineau cunoștințe elementare despre mișcarea Lunii și a Soarelui chiar și în epoca preistorică. Lucrările lui Hipparh și Ptolemeu mărturisesc că cunoștințele despre luminarii erau solicitate și în Antichitate și li sa acordat multă atenție. Pentru acea vreme și pentru o lungă perioadă de după, observațiile astronomice au fost studiul cerului nopții și fixarea a ceea ce se vedea pe hârtie sau, mai simplu, o schiță.

Până la Renaștere, doar cele mai simple instrumente au fost asistenți ai oamenilor de știință în această chestiune. O cantitate semnificativă de date a devenit disponibilă după inventarea telescopului. Pe măsură ce s-a îmbunătățit, acuratețea informațiilor primite a crescut. Cu toate acestea, indiferent de nivelul de progres tehnologic, observațiile astronomice sunt principala modalitate de a colecta informații despre obiectele cerești. Interesant este că acesta este și unul dintre domeniile de activitate științifică în care metodele folosite în epoca anterioară progresului științific, adică observarea cu ochiul liber sau cu ajutorul celor mai simple echipamente, nu și-au pierdut actuala.

Clasificare

Astăzi, observațiile astronomice reprezintă o categorie destul de largă de activități. Ele pot fi clasificate după mai multe criterii:

• calificările participanților;
• natura datelor înregistrate;
• Locație.

În primul caz, se disting observațiile profesioniste și amatorii. Datele obținute în acest caz sunt cel mai adesea înregistrarea luminii vizibile sau a altor radiații electromagnetice, inclusiv infraroșu și ultraviolete. În acest caz, informațiile pot fi obținute în unele cazuri doar de pe suprafața planetei noastre sau doar din spațiul din afara atmosferei: conform celei de-a treia trăsături, se disting observațiile astronomice făcute pe Pământ sau în spațiu.

astronomie amator

Frumusețea științei stelelor și a altor corpuri cerești este că este unul dintre puținele care au nevoie literalmente de admiratori activi și neobosite printre neprofesioniști. Un număr mare de obiecte demne de o atenție constantă, există un număr mic de oameni de știință ocupați cu cele mai complexe probleme. Prin urmare, observațiile astronomice ale restului spațiului apropiat cad pe umerii amatorilor.

Contribuția oamenilor care consideră astronomia hobby-ul lor la această știință este destul de tangibilă. Până la jumătatea ultimului deceniu al secolului trecut, mai mult de jumătate dintre comete au fost descoperite de amatori. Zonele lor de interes includ adesea stele variabile, observarea noilor, urmărirea acoperirii corpurilor cerești de către asteroizi. Aceasta din urmă este astăzi cea mai promițătoare și mai solicitată lucrare. În ceea ce privește New și Supernove, de regulă, astronomii amatori sunt primii care le observă.

Opțiuni pentru observații non-profesionale

Astronomia amator poate fi împărțită în ramuri strâns legate:

• Astronomie vizuală. Aceasta include observații astronomice cu binoclu, un telescop sau cu ochiul liber. Scopul principal al unor astfel de activități, de regulă, este de a se bucura de oportunitatea de a observa mișcarea stelelor, precum și din procesul în sine. O ramură interesantă a acestei direcții este astronomia „de trotuar”: unii amatori își scot telescoapele în stradă și invită pe toată lumea să admire stelele, planetele și Luna.
• Astrofotografie. Scopul acestei direcții este obținerea de imagini fotografice ale corpurilor cerești și ale elementelor acestora.
• Clădirea telescopului. Uneori instrumentele optice necesare, telescoapele și accesoriile pentru acestea, sunt realizate de amatori aproape de la zero. În majoritatea cazurilor însă, construcția telescopului constă în completarea echipamentelor existente cu componente noi.
• Cercetare. Unii astronomi amatori caută, pe lângă plăcerea estetică, să obțină ceva mai material. Ei sunt implicați în studiul asteroizilor, variabilelor, noi și supernove, comete și ploi de meteori. Periodic, în procesul de observații constante și minuțioase, se fac descoperiri. Această activitate a astronomilor amatori este cea care aduce cea mai mare contribuție la știință.

Activități ale profesioniștilor

Astronomii specialiști din întreaga lume au echipamente mai sofisticate decât amatorii. Sarcinile cu care se confruntă necesită o mare acuratețe în colectarea informațiilor, un aparat matematic funcțional pentru interpretare și prognoză. De regulă, obiectele și fenomenele destul de complexe, adesea îndepărtate, se află în centrul muncii profesioniștilor. Adesea, studiul întinderilor spațiului face posibilă aruncarea în lumină a anumitor legi ale universului, clarificarea, completarea sau infirmarea construcțiilor teoretice privind originea, structura și viitorul acestuia.

Clasificarea după tipul de informații

Observațiile în astronomie, așa cum sa menționat deja, pot fi asociate cu fixarea diferitelor radiații. Pe această bază, se disting următoarele direcții:

• astronomia optică studiază radiațiile în domeniul vizibil;
• astronomie în infraroșu;
• astronomie ultravioletă;
• radioastronomie;
• astronomie cu raze X;
• astronomia gamma.

În plus, sunt evidențiate direcțiile acestei științe și observațiile corespunzătoare care nu au legătură cu radiația electromagnetică. Aceasta include neutrini, studierea radiațiilor de neutrini din surse extraterestre, undele gravitaționale și astronomia planetară.

De la suprafață

Unele dintre fenomenele studiate în astronomie sunt disponibile pentru cercetare în laboratoare de la sol. Observațiile astronomice de pe Pământ sunt asociate cu studiul traiectoriilor de mișcare prin măsurarea distanței în spațiu față de stele, fixarea anumitor tipuri de radiații și unde radio etc. Până la începutul erei astronauticii, astronomii nu puteau fi mulțumiți decât cu informațiile obținute în condițiile planetei noastre. Și asta a fost suficient pentru a construi o teorie a originii și dezvoltării Universului, pentru a descoperi multe modele care există în spațiu.

Sus deasupra pământului

Odată cu lansarea primului satelit, a început o nouă eră în astronomie. Datele colectate sunt de neprețuit. Ei au contribuit la aprofundarea înțelegerii de către oamenii de știință a misterelor Universului.

Observațiile astronomice în spațiu fac posibilă detectarea tuturor tipurilor de radiații, de la lumina vizibilă la raze gamma și X. Cele mai multe dintre ele nu sunt disponibile pentru cercetare de pe Pământ, deoarece atmosfera planetei le absoarbe și nu le permite să iasă la suprafață. Pulsarii cu raze X sunt un exemplu de descoperiri care au devenit posibile abia după aceea.

Minerii de informații

Observațiile astronomice în spațiu sunt efectuate folosind diverse echipamente instalate pe nave spațiale și pe sateliți care orbitează. Multe studii de această natură sunt efectuate cu privire la contribuția neprețuită a telescoapelor optice lansate de mai multe ori în ultimul secol. Printre ei se remarcă celebrul Hubble. Pentru profan, este în primul rând o sursă de imagini fotografice uluitor de frumoase ale spațiului adânc. Cu toate acestea, acesta nu este tot ceea ce „poate face”. Cu ajutorul acestuia, s-a obținut o cantitate mare de informații despre structura multor obiecte, modelele „comportamentului” acestora. Hubble și alte telescoape sunt o sursă neprețuită de date necesare astronomiei teoretice, lucrând la problemele dezvoltării universului.

Observațiile astronomice – atât terestre cât și spațiale – sunt singurele pentru știința corpurilor și fenomenelor cerești. Fără ele, oamenii de știință ar putea dezvolta doar diverse teorii fără a le putea compara cu realitatea.

Astronomia este o știință care studiază obiectele cerești și Universul în care trăim.

Observație 1

Întrucât astronomia ca știință nu are posibilitatea de a efectua un experiment, principala sursă de informații este informația pe care cercetătorii le primesc în timpul observației.

În acest sens, în astronomie este evidențiat un domeniu numit astronomie observațională.

Esența astronomiei observaționale este obținerea informațiilor necesare despre obiectele din spațiu folosind instrumente precum telescoape și alte echipamente.

Observațiile în astronomie fac posibilă, în special, urmărirea tiparelor în proprietățile anumitor obiecte studiate. Rezultatele obţinute în urma studiului unor obiecte pot fi extinse la alte obiecte cu proprietăţi similare.

Secțiuni de astronomie observațională

În astronomia observațională, împărțirea în secțiuni este asociată cu împărțirea spectrului electromagnetic în intervale.

Astronomie optică - contribuie la observații în partea vizibilă a spectrului. În același timp, oglinzile, lentilele și detectoarele cu stare solidă sunt utilizate în dispozitivele de observare.

Observația 2

În acest caz, regiunea radiației vizibile se află la mijlocul gamei undelor investigate. Lungimea de undă a radiației vizibile este în intervalul de la 400 nm la 700 nm.

Astronomia în infraroșu se bazează pe căutarea și studiul radiațiilor infraroșii. În acest caz, lungimea de undă depășește valoarea limită pentru observații cu detectoare de siliciu: aproximativ 1 μm. Pentru a studia obiectele selectate din această parte a gamei, cercetătorii folosesc în principal telescoape - reflectoare.

Radioastronomia se bazează pe observații ale radiațiilor cu o lungime de undă de la milimetri la zeci de milimetri. Prin principiul funcționării lor, receptoarele care utilizează emisie radio sunt comparabile cu acele receptoare care sunt utilizate în difuzarea programelor radio. Cu toate acestea, receptoarele radio sunt mai sensibile.

Astronomia cu raze X, astronomia cu raze gamma și astronomia ultravioletă sunt incluse în astronomia de înaltă energie.

Metode de observare în astronomie

Obținerea datelor dorite este posibilă atunci când astronomii înregistrează radiația electromagnetică. În plus, cercetătorii efectuează observații ale neutrinilor, razelor cosmice sau undelor gravitaționale.

În activitățile sale, astronomia optică și radio-astronomie utilizează observatoare terestre. Motivul pentru aceasta este că la lungimile de undă ale acestor intervale, atmosfera planetei noastre are o relativă transparență.

Observatoarele sunt în mare parte situate la altitudini mari. Acest lucru se datorează reducerii absorbției și distorsiunii pe care o creează atmosfera.

Observația 3

Rețineți că o serie de unde infraroșii sunt absorbite în mod semnificativ de moleculele de apă. Din această cauză, observatoarele sunt adesea construite în locuri uscate la mare altitudine sau în spațiu.

Baloanele sau observatoarele spațiale sunt utilizate în principal în domeniile astronomiei cu raze X, cu raze gamma și ultraviolete și, cu câteva excepții, în astronomia cu IR îndepărtat. În același timp, observând averse de aer, puteți detecta radiațiile gamma care le-au creat. Rețineți că studiul razelor cosmice este în prezent un domeniu în dezvoltare rapidă a științei astronomice.

Obiectele situate aproape de Soare și de Pământ pot fi văzute și măsurate atunci când sunt observate pe fundalul altor obiecte. Astfel de observații au fost folosite pentru a construi modele ale orbitelor planetelor, precum și pentru a determina masele relative și perturbațiile gravitaționale ale acestora. Rezultatul a fost descoperirea lui Uranus, Neptun și Pluto.

Radioastronomie - dezvoltarea acestui domeniu al astronomiei a fost rezultatul descoperirii emisiilor radio. Dezvoltarea ulterioară a acestei zone a condus la descoperirea unui astfel de fenomen precum radiația cosmică de fond.

Astronomie de neutrini - această zonă a științei astronomice folosește detectoare de neutrini în arsenalul său, situat în principal în subteran. Instrumentele de astronomie cu neutrini ajută la obținerea de informații despre procesele pe care cercetătorii nu le pot observa cu telescoape. Un exemplu sunt procesele care au loc în miezul Soarelui nostru.

Receptoarele cu unde gravitaționale au capacitatea de a înregistra urme chiar și ale unor fenomene precum ciocnirea unor obiecte atât de masive precum stele neutronice și găuri negre.

Navele spațiale automate sunt utilizate în mod activ în observațiile astronomice ale planetelor sistemului solar. Geologia și meteorologia planetelor sunt studiate în mod deosebit cu ajutorul lor.

Condiții pentru efectuarea observațiilor astronomice.

Pentru o mai bună observare a obiectelor astronomice, sunt importante următoarele condiții:

1. Cercetările se desfășoară în principal în partea vizibilă a spectrului folosind telescoape optice.
2. Observațiile sunt efectuate în principal noaptea, deoarece calitatea datelor obținute de cercetători depinde de transparența aerului și de condițiile de vizibilitate. La rândul lor, condițiile de vizibilitate depind de turbulențe și de prezența fluxurilor de căldură în aer.
3. Absența lunii pline oferă un avantaj în observarea obiectelor astronomice. Dacă luna plină este pe cer, atunci aceasta oferă o iluminare suplimentară și complică observarea obiectelor slabe.
4. Pentru un telescop optic, cel mai potrivit loc pentru observare este spațiul deschis. În spațiul cosmic, se pot face observații care nu depind de capriciile atmosferei, din lipsa acestora în spațiu. Dezavantajul acestei metode de observare este costul financiar ridicat al unor astfel de studii.

După spațiu, cel mai potrivit loc pentru observarea spațiului cosmic sunt vârfurile muntilor. Vârfurile muntoase au un număr mare de zile fără nori și au condiții de vizibilitate de calitate asociate cu o bună calitate atmosferică.

Exemplul 1

Un exemplu de astfel de observatoare sunt vârfurile muntoase ale insulelor Mauna Kea și La Palma.

Nivelul de întuneric pe timp de noapte joacă, de asemenea, un rol important în observațiile astronomice. Iluminarea artificială creată de activitatea umană interferează cu observarea de înaltă calitate a obiectelor astronomice slabe. Cu toate acestea, utilizarea plafoanelor în jurul lămpilor stradale ajută la rezolvarea problemei. Ca urmare, cantitatea de lumină care ajunge la suprafața pământului crește, iar radiația îndreptată spre cer scade.

5. Influența atmosferei asupra calității observațiilor poate fi mare. Pentru a obține o imagine mai bună, se folosesc telescoape cu corecție suplimentară a neclarității imaginii. Pentru a îmbunătăți calitatea, se utilizează, de asemenea, optica adaptivă, interferometria speckle, sinteza deschiderii sau plasarea telescoapelor în spațiu.