Астрономические наблюдения в космосе. Методы наблюдений в астрономии
Штернберга (ГАИШ) будут проводиться бесплатные вечерние астрономические наблюдения для всех желающих. Наблюдать Луну, Юпитер и другие небесные тела можно будет каждый вечер, кроме воскресений, с 21 до 23 часов (с 10 сентября наблюдения будут начинаться раньше). Для наблюдений ГАИШ предоставит три стационарных телескопа, а Московский астрономический клуб - пять или шесть переносных. Так...
https://www.сайт/journal/129221
Основным небесным объектом недели является Луна, которая в каждый последующий вечер поднимается все выше над горизонтом увеличивая яркость и фазу. За неделю ночное светило побывает в созвездиях Козерога, Водолея, Рыб и Овна. Ночное небо зимы завораживает взгляд россыпью ярких звезд и созвездий. Самым заметным из них является, конечно, созвездие Ориона, поднимающееся после полуночи в южную часть неба. Его окружает целая свита созвездий с яркими звездами. Ниже находится Большой Пес с...
https://www.сайт/magic/11136
Далекий космос является неисчерпаемым источником информации. Астрономические наблюдения помогали ориентироваться древним мореплавателям, и они же послужили толчком для создания величайших... выполнение ряда сложных условий. Некоторые из них противоречат современным взглядам на природу темной материи. Постепенное увеличение длины астрономической единицы Астрономическая единица (а.е.) - одна из единиц измерения длины для космических расстояний. А.е. соответствует среднему расстоянию между центрами...
https://www.сайт/journal/119395
До удаленных объектов. На основе шкалы расстояний, в свою очередь, производится расчет фундаментальных космологических параметров, описывающих Вселенную в целом и ее эволюцию во времени. В настоящее время данные астрономических наблюдений все сильнее расходятся с принятой космологической моделью – в частности, наблюдаемого во всех диапазонах электромагнитного излучения вещества явно «не хватает», чтобы объяснить особенности расширения Вселенной...
https://www.сайт/journal/17391
Космос. И мы. Такие несовершенные?
Разные. Угрюмые и вдохновенные,
Энергию поглощающие и отдающие
И, все таки, верящие и ждущие.
Мечтой устремленные. Космос...
Рассыпанным бисером звезды...
В начертанных знаках Вселенной
Все точно. Все...
https://www.сайт/poetry/174218
Наблюдение за выражением детского лица активирует определённую область мозга взрослого человека, связанную с положительными эмоциями. Используя технику мозгового отображения, учёные из университета Оксфорда /Великобритания/ ...
Солнце, Луна, планеты, кометы, звезды, туманности, галактики, отдельные небесные тела и системы таких тел изучаются в астрономии. Разнообразны задачи, стоящие перед астрономами, а в связи с этим разнообразны и методы астрономических наблюдений, доставляющих основной материал для решения этих задач.
Уже в глубокой древности начались наблюдения с целью определения положений светил на небесной сфере. Сейчас этим занимается астрометрия. Измеренные в результате таких наблюдений небесные координаты звезд разных типов, звездных скоплений, галактик сводятся в каталоги, по ним составляются звездные карты (см. Звездные каталоги, карты и атласы). Повторяя в течение более или менее длительного периода времени наблюдения одних и тех же небесных тел, вычисляют собственные движения звезд, тригонометрические параллаксы и др. Эти данные также публикуются в каталогах.
Составленные таким образом звездные каталоги используются как в практических целях - при астрономических наблюдениях движущихся небесных тел (планет, комет, искусственных космических объектов), при работах службы времени, службы движения полюсов, в геодезии, навигации и др., так и при разного рода научно-исследовательских работах. К числу последних относятся, в частности, исследования структуры Галактики, происходящих в ней движений, чем занимается звездная астрономия.
Систематические астрометрические наблюдения планет, комет, астероидов, искусственных космических объектов доставляют материал для изучения законов их движения, составления эфемерид, для решения других задач небесной механики, астродинамики, геодезии, гравиметрии.
К астрометрическим наблюдениям можно отнести также и вошедшие в практику в последние десятилетия дальномерные наблюдения небесных светил. С помощью лазерных дальномеров с высокой точностью определяются расстояния до искусственных спутников Земли (см. Лазерный спутниковый дальномер), до Луны.
Методы радиолокационной астрономии дают возможность определять расстояния и даже изучать профили Луны, Венеры, Меркурия и т. п.
Другим типом астрономических наблюдений является непосредственное изучение вида таких небесных тел, как Солнце, Луна, ближайшие планеты, галактические туманности, галактики и др. Наблюдения этого типа стали развиваться после изобретения телескопа. Вначале наблюдения велись визуально: небесные светила рассматривались глазом и увиденное зарисовывалось. Позже стала использоваться фотография. Фотографические методы имеют неоспоримое преимущество перед визуальными: фотографии можно детально измерять в спокойной лабораторной обстановке; в случае необходимости их можно повторить, да и вообще фотография является объективным документом, в то время как в визуальные наблюдения наблюдатель вносит много субъективного. Кроме того, фотографическая пластинка, в отличие от глаза, накапливает приходящие от источника фотоны и потому позволяет получать снимки слабых объектов.
На рубеже XIX и XX вв. зародились и стали быстро развиваться астрофизические методы наблюдений, в основе которых лежит анализ электромагнитного излучения Небесного светила, собранного телескопом. Для такого анализа используются различные светоприемни-ки и другие приспособления.
С помощью астрофотометров разного типа регистрируют изменения блеска небесных светил и таким путем обнаруживают переменные звезды, определяя их тип, двойные звезды, в сочетании с результатами других наблюдений делают определенные заключения о процессах, происходящих в звездах, туманностях и т. д.
Широкую информацию о небесных светилах дают спектральные наблюдения. По распределению энергии в непрерывном спектре (см. Электромагнитное излучение небесных тел), по виду, ширине и другим характеристикам спектральных линий и полос судят о температуре, химическом составе звезд и других небесных светил, о движениях вещества в них, об их вращении, о наличии магнитных полей, наконец, о стадии их эволюционного развития и о многом другом.
Рисунок (см. оригинал)
Измерения смещения спектральных линий вследствие эффекта Доплера позволяют определять лучевые скорости небесных тел, которые используются при разнообразных астрономических исследованиях.
При астрофизических наблюдениях широко используются электронно-оптические преобразователи, фотоэлектронные умножители, электронные камеры, телевизионная техника (см. Телевизионный телескоп), позволяющие значительно увеличить проницающую силу телескопов, расширить диапазон воспринимаемого телескопом электромагнитного излучения небесных тел.
Астрономические наблюдения в радиодиапазоне электромагнитного излучения ведутся с помощью радиотелескопов. Специальная аппаратура используется для регистрации инфракрасного и ультрафиолетового излучения, для нужд рентгеновской астрономии и гамма-астрономии. Качественно новые результаты получают с помощью астрономических наблюдений, выполняемых с борта космических аппаратов (так называемая внеатмосферная астрономия).
Большинство описанных астрономических наблюдений выполняется на астрономических обсерваториях специально подготовленными научными и техническими работниками. Но отдельные виды наблюдений доступны и любителям астрономии.
Юные астрономы могут проводить наблюдения для расширения кругозора, для приобретения опыта научно-исследовательских работ. Но многие виды правильно организованных наблюдений, выполняемых в точном соответствии с инструкциями, могут иметь и существенное научное значение.
Шкальным астрономическим кружкам доступны следующие астрономические наблюдения:
1. Исследования солнечной активности с помощью школьного телескопа-рефрактора (помните* что смотреть на Солнце без темного фильтра ни в коем случае нельзя!).
2. Наблюдения Юпитера и его спутников с зарисовкой деталей в полосах Юпитера, Красного пятна.
3. Поиски комет с помощью светосильных оптических инструментов с достаточно большим полем зрения.
4. Наблюдения серебристых облаков, изучения частоты их появления, формы и т. п.
5. Регистрация метеоров, счет их количества, определение радиантов.
6. Исследования переменных звезд - визуально и на фотографиях звездного неба.
7. Наблюдения солнечных и лунных затмений.
8. Наблюдения искусственных спутников Земли.
Инструкции для организации наблюдений можно найти среди книг, перечисленных в списке рекомендованной литературы. Ряд практических советов приведен в словаре.
Следили за движением светил по небу. Астрономические наблюдения того времени помогали ориентироваться на местности, а также были необходимы для построения философских и религиозных систем. С тех пор многое изменилось. Астрономия окончательно освободилась от астрологии, накопила обширные знания и техническую мощь. Однако астрономические наблюдения, выполненные на Земле или в космосе, - по-прежнему один из основных методов получения данных в этой науке. Поменялись способы сбора информации, но суть методики осталась неизменной.
Что такое астрономические наблюдения?
Существуют свидетельства, позволяющие предположить, что элементарными знаниями о движении Луны и Солнца люди обладали еще в доисторическую эпоху. Труды Гиппарха и Птолемея свидетельствуют, что знания о светилах были востребованы и в Античности, им уделялось много внимания. Для того времени и еще длительного периода после астрономические наблюдения представляли собой изучение ночного неба и фиксацию увиденного на бумаге или, проще говоря, зарисовку.
До эпохи Возрождения помощниками ученых в этом деле были лишь самые простые приборы. Значительный объем данных стал доступен после изобретения телескопа. По мере усовершенствования его увеличивалась точность получаемой информации. Однако на каком бы уровне ни был технический прогресс, астрономические наблюдения - это основной способ сбора информации о небесных объектах. Интересно, что это также одна из областей научной деятельности, в которой не потеряли актуальности методы, применявшиеся в эпоху до научного прогресса, то есть наблюдение невооруженным глазом или при помощи простейшего оборудования.
Классификация
Сегодня астрономические наблюдения - это достаточно обширная категория действий. Классифицировать их можно по нескольким признакам:
- квалификация участников;
- характер фиксируемых данных;
- место проведения.
В первом случае выделяют профессиональные и любительские наблюдения. Данные, получаемые при этом, чаще всего представляют собой регистрацию видимого света или же иного электромагнитного излучения, в том числе инфракрасного и ультрафиолетового. Информация при этом может быть получена в некоторых случаях только с поверхности нашей планеты либо только из пространства вне атмосферы: по третьему признаку выделяют астрономические наблюдения, выполненные на Земле или в космосе.
Любительская астрономия
Прелесть науки о звездах и других небесных телах в том, что она - одна из немногих, которая буквально нуждается в активных и неутомимых почитателях в среде непрофессионалов. На огромное количество объектов, достойных постоянного внимания, приходится небольшое число ученых, занятых самыми сложными вопросами. Потому астрономические наблюдения остальной части ближнего космоса ложатся на плечи любителей.
Вклад людей, считающих астрономию своим хобби, в эту науку довольно ощутим. До середины последнего десятилетия прошлого века более половины комет были открыты именно любителями. В область их интересов также часто входят переменные звезды, наблюдение Новых, отслеживание покрытия небесных тел астероидами. Последнее является сегодня наиболее перспективной и востребованной работой. Что касается Новых и Сверхновых, то, как правило, первыми их замечают именно астрономы-любители.
Варианты непрофессиональных наблюдений
Любительская астрономия может быть разделена на тесно взаимосвязанные разделы:
- Визуальная астрономия. Сюда относятся астрономические наблюдения в бинокль, телескоп или невооруженным глазом. Главная цель такой деятельности, как правило, заключается в получении удовольствия от возможности наблюдать за движением светил, а также от самого процесса. Интересное ответвление этого направления - «тротуарная» астрономия: некоторые любители выносят свои телескопы на улицу и предлагают всем желающим полюбоваться звездами, планетами и Луной.
- Астрофотография. Цель этого направления - получение фотоизображений небесных тел и их элементов.
- Телескопостроение. Иногда необходимые оптические инструменты, телескопы и аксессуары к ним, любители изготавливают практически с нуля. В большинстве же случаев телескопостроение заключается в дополнении уже имеющейся аппаратуры новыми комплектующими.
- Исследования. Некоторые астрономы-любители стремятся кроме эстетического удовольствия получить и что-то более материальное. Они занимаются исследованием астероидов, переменных, новых и сверхновых звезд, комет и метеорных потоков. Периодически в процессе постоянных и кропотливых наблюдений совершаются открытия. Именно такая деятельность астрономов-любителей приносит наибольший вклад в науку.
Деятельность профессионалов
Астрономы-специалисты всего мира обладают более совершенной аппаратурой, чем любители. Задачи, стоящие перед ними, требуют высокой точности при сборе информации, отлаженного математического аппарата для интерпретации и прогнозирования. В центре работы профессионалов, как правило, лежат достаточно сложные, часто удаленные объекты и явления. Нередко изучение просторов космоса дает возможность пролить свет на те или иные законы Вселенной, уточнить, дополнить или опровергнуть теоретические построения относительно ее возникновения, строения и будущего.
Классификация по типу информации
Наблюдения в астрономии, как уже говорилось, могут быть связаны с фиксацией различного излучения. По этому признаку выделяют следующие направления:
- оптическая астрономия исследует излучение в видимом диапазоне;
- инфракрасная астрономия;
- ультрафиолетовая астрономия;
- радиоастрономия;
- рентгеновская астрономия;
- гамма-астрономия.
Кроме того, выделяются направления этой науки и соответствующие наблюдения, не связанные с электромагнитным излучением. Сюда относится нейтринная, изучающая нейтринное излучение от внеземных источников, гравитационно-волновая и планетарная астрономия.
С поверхности
Часть явлений, изучаемых в астрономии, доступны для исследований в наземных лабораториях. Астрономические наблюдения на Земле связаны с изучением траекторий движения измерением расстояния в космосе до звезд, фиксация некоторых типов излучения и радиоволн и так далее. До начала эры космонавтики астрономы могли довольствоваться только информацией, полученной в условиях нашей планеты. И этого было достаточно для построения теории возникновения и развития Вселенной, обнаружения многих закономерностей, существующих в космосе.
Высоко над Землей
С запуска первого спутника началась новая эра в астрономии. Данные, собираемые неоценимы. Они способствовали углублению понимания учеными тайн Вселенной.
Астрономические наблюдения в космосе позволяют фиксировать все типы излучений, от видимого света до лучей гамма- и рентгеновского диапазона. Большая часть их недоступна для исследования с Земли, поскольку атмосфера планеты поглощает их, не допускает к поверхности. Примером открытий, ставших возможными только после являются рентгеновские пульсары.
Добытчики информации
Астрономические наблюдения в космосе осуществляются при помощи различной аппаратуры, установленной на космических кораблях, орбитальных спутниках. Множество исследований подобного характера проводится на Неоценим вклад оптических телескопов, запускавшихся несколько раз в прошлом веке. Выделяется среди них знаменитый «Хаббл». Для обывателя он в первую очередь является источником потрясающе красивых фотоизображений дальнего космоса. Однако это не все, что он «умеет». С его помощью получен большой объем информации о строении множества объектов, закономерностях их «поведения». «Хаббл» и другие телескопы являются бесценным поставщиком данных, необходимых для теоретической астрономии, работающей над проблемами развития Вселенной.
Астрономические наблюдения - и наземные, и космические - единственный для науки о небесных телах и явлениях. Без них ученые могли бы лишь разрабатывать различные теории, не имея возможности сопоставить их с реальностью.
В основе астрономии лежат наблюдения, производимые с Земли и лишь с 60-х годов нашего века, выполняемые из космоса - с автоматических и других космических станций и даже с Луны. Аппараты сделали возможным получение проб лунного грунта, доставку разных приборов и даже высадку людей на Луну. Но так пока можно исследовать только ближайшие к Земле небесные светила. Играя такую же роль, как опыты в физике и химии, наблюдения в астрономии имеют ряд особенностей.
Первая особенность состоит в том, что астрономические наблюдения в большинстве случаев пассивны по отношению к изучаемым объектам. Мы не можем активно влиять на небесные тела, ставить опыты (за исключением редких случаев), как это делают в физике, биологии, химии. Лишь использование космических аппаратов дало в этом отношении некоторые возможности.
Кроме того, многие небесные явления протекают столь медленно, что наблюдения их требуют громадных сроков; так, например, изменение наклона земной оси к плоскости ее орбиты становится заметным лишь по истечении сотен лет. Поэтому для нас не потеряли своего значения некоторые наблюдения, производившиеся в Вавилоне и в Китае тысячи лет назад они и были, по современным понятиям, очень неточными.
Вторая особенность астрономических наблюдений состоит в следующем. Мы наблюдаем положение небесных тел и их движение с Земли, которая сама находится в движении. Поэтому вид неба для земного наблюдателя зависит не только от того, в каком месте Земли он находится, но и от того, в какое время суток и года он наблюдает. Например, когда у нас зимний день, в Южной Америке летняя ночь, и наоборот. Есть звезды, видимые лишь летом или зимой.
Третья особенность астрономических наблюдений связана с тем, что все светила находятся от нас очень далеко, так далеко, что ни на глаз, ни в телескоп нельзя решить, какое из них ближе, какое дальше. Все они кажутся нам одинаково далекими. Поэтому при наблюдениях обычно выполняют угловые измерения и уже по ним часто делают выводы о линейных расстояниях и размерах тел.
Расстояние между объектами на небе (например, звездами) измеряют углом, образованным лучами, идущими к объектам из точки наблюдения. Такое расстояние называется угловым и выражается в градусах и его долях. При этом считается, что две звезды находятся недалеко друг от друга на небе, если близки друг другу направления, по которым мы их видим (рис. 1, звезды А и В). Возможно, что третья звезда С, на небе более далекая от Л, в пространстве к А ближе, чем звезда В.
Измерения высоты, углового расстояния объекта от горизонта, выполняют специальными угломерными оптическими инструментами, например теодолитом. Теодолит - это инструмент, основной частью которого служит зрительная труба, вращающаяся около вертикальной и горизонтальной осей (рис. 2). С осями скреплены круги, разделенные на градусы и минуты дуги. По этим кругам отсчитывают направление зрительной трубы. На кораблях и на самолетах угловые измерения выполняют прибором, называемым секстантом (секстаном).
Видимые размеры небесных объектов также можно выразить в угловых единицах. Диаметры Солнца и Луны в угловой мере примерно одинаковы - около 0,5°, а в линейных единицах Солнце больше Луны по диаметру примерно в 400 раз, но оно во столько же раз от Земли дальше. Поэтому их угловые диаметры для нас почти равны.
Ваши наблюдения
Для лучшего усвоения астрономии вы должны как можно раньше приступить к наблюдениям небесных явлений и светил. Указания к наблюдениям невооруженным глазом даны в приложении VI. Нахождение созвездий, ориентировку на местности по Полярной звезде, знакомую вам из курса физической географии, и наблюдение суточного вращения неба удобно выполнять с помощью подвижной карты звездного неба, приложенной к учебнику. Для приближенной оценки угловых расстояний на небе полезно знать, что угловое расстояние между двумя звездами «ковша» Большой Медведицы равно примерно 5°.
Прежде всего, надо ознакомиться с видом звездного неба, найти на нем планеты и убедиться в их перемещении относительно звезд или Солнца в течение 1-2 месяцев. (Об условиях видимости планет и некоторых небесных явлениях говорится в школьном астрономическом календаре на данный год.) Наряду с этим надо ознакомиться в телескоп с рельефом Луны, с солнечными пятнами, а затем уже и с другими светилами и явлениями, о которых сказано в приложении VI. Для этого ниже дается представление о телескопе.
Астрономические наблюдения
всегда вызывают интерес у окружающих, особенно если им удаётся самим посмотреть в телескоп.
Хотелось бы немного рассказать новичкам о том, что же можно разглядеть на небе - во избежание разочарования от того, что на деле видно в окуляре.
В действительно качественные приборы вы увидите гораздо больше, чем тут написано, но цена их высока, да и их вес с габаритами - довольно большие...
Первый телескоп для астрономических наблюдений - как правило не самый большой и дорогой.
Астрономические наблюдения за Марсом - это на любителя, самое большее - полярные шапки удастся рассмотреть. Смены времён года и пятна пыльных бурь видны только в дорогие телескопы и при хорошей атмосфере.
Наблюдение остальных планет приносит разочарование: самое большее, что видно в обычные недорогие телескопы - мутноватые маленькие диски (чаще просто слабые звёздочки). Зато всегда можно сказать: "Да, своими глазами видел - есть такая планета, астрономы не врут."
Ни легендарного "лица Сфинкса" на Марсе, ни по-настоящему завораживающего восхода спутников планет вы не увидите даже в самый лучший телескоп. Впрочем, во время Великих противостояний, не навести на них трубу - просто преступление... Да и просто время от времени посмотреть... Конечно, если вы купите дорогой апохроматический рефрактор с большой апертурой или хороший светофильтр, то качество заметно повысится, но это уже не совсем для новичков.
в созвездии Геркулеса - один из излюбленных объектов наблюдений и неофициальный измеритель качества телескопа на предмет "разрешает он звёзды до центра или нет".
Неважно - показываете ли вы близким людям что-то интересное в небе, или сами смотрите - всегда нелишне заранее знать, что, собственно говоря, искать в небе именно сегодня. И главное - где именно. Кроме того, если вдруг вы планируете свой отпуск с астрономическим уклоном, то нужно многое учесть:
Однако, всё зависит от вашего климата. В Подмосковье, например, погода не балует - облачность повышенная, да и холодно. Мне больше нравится с конца августа до середины октября - небо уже довольно тёмное, ещё не так холодно... Осень считается дождливой, но в последние годы в первую её половину с осадками и облачностью часто везёт - видимо климат меняется. Ближе к зиме облачность резко повышается, в ноябре-декабре посмотреть в Подмосковье редко удаётся. Ещё по этой теме:
Что видно в телескоп в зависимости от его размера
Назад или расскажите друзьям: