Ten zniekształcony zestaw gwiazdozbiorów jest tym, co nasi odlegli przodkowie widzieli na nocnym niebie w 20 000 roku p.n.e. Ludzie zawsze używali najjaśniejszych gwiazd do śledzenia wzorów na niebie, ale gwiazdy te są na ogół naszymi najbliższymi sąsiadami w galaktyce i tymi o najwyższych właściwych ruchach.
Zakładamy, że pozycje gwiazd na niebie są wieczne. Ale wszystko w kosmosie jest w ruchu. Gdy nasza Droga Mleczna obraca się, nasze słońce jest przenoszone raz na galaktykę co 250 milionów lat, powoli dryfując w górę i w dół przez dysk galaktyki, jak koń na karuzeli. Gwiazdy w galaktyce szarpią się grawitacyjnie, co zmusza je do przemieszczania się. Astronomowie znają wiele gromad młodych gwiazd, które powstały razem i migrują teraz przez galaktykę jako grupa. A naukowcy mogą zidentyfikować poszczególnych członków gromady, które zostały wyrzucone z powodu sił grawitacyjnych wywieranych przez otaczające gwiazdy.
W większości ruchy gwiazd nie są oczywiste w ciągu życia człowieka. Jednak konstelacje utworzone przez gwiazdy zmieniły swój wygląd w czasie zarejestrowanej historii. Dodatkowo kilka gwiazd znajdujących się blisko naszego Słońca wyraźnie zmienia swoją lokalizację z roku na rok, a skywatcherzy z teleskopami przydomowymi mogą obserwować postęp tych gwiazd.
W tej edycji Mobile Astronomy skupimy się na wędrujących gwiazdach. Podkreślimy niektóre szybko poruszające się i powiemy, jak je zobaczyć za pomocą ulubionej aplikacji astronomicznej. A my powiemy ci, jak odtworzyć, jak wyglądały nasze współczesne konstelacje, kiedy ludzkość po raz pierwszy zobaczyła zdjęcia w gwiazdach, a także, co zobaczą nasi potomkowie w odległej przyszłości. [Orion Transformed: Znajomy gwiazdozbiór zmieni się przez tysiąclecia (wideo)]
Ruch gwiezdny 101
Ponieważ gwiazdy mogą poruszać się w dowolnym kierunku w przestrzeni, mogą podróżować w bok (na boki), promieniowo (w kierunku lub od naszego Układu Słonecznego) lub kombinację obu tych rodzajów ruchu. Ruchy boczne zmieniają współrzędne gwiazd na niebie, stopniowo przestawiając nasze mapy gwiazd. Astronomowie mogą również zmierzyć przesunięcia dopplerowskie widma gwiazdy, aby ustalić, czy gwiazda zbliża się, czy oddala od naszego układu słonecznego, ale taki ruch promieniowy nie zmieni pozycji gwiazdy na naszym niebie.
Astronomowie używają terminu „właściwy ruch”, aby opisać zmianę położenia gwiazdy w czasie widzianą z naszego układu słonecznego; używają również terminu „ruch pozorny”. Ten postrzegany ruch składa się w rzeczywistości z połączenia nieodłącznego ruchu gwiazdy w galaktyce oraz zmiany pozycji naszego Słońca w tym samym okresie. (Zignorujemy zmiany wywołane paralaksą, gdy Ziemia krąży wokół Słońca, ponieważ są one średnie w ciągu roku.)
Właściwy ruch wydaje się być bardzo mały dla odległych gwiazd i duży dla gwiazd bliższych, chociaż nawet pobliskie gwiazdy mogą mieć prawidłową wartość ruchu zero, jeśli nie poruszają się na boki.
Zanim maszyny obliczeniowe stały się dostępne, astronomowie dokładnie zmierzyli deklinację i współrzędne wznoszenia gwiazd, zapisali te wartości w katalogach gwiazd i ręcznie narysowali gwiazdy na mapach nieba. (R.A. i grudzień na sferze niebieskiej, aby użyć skrótów miar, są analogiczne odpowiednio do długości i szerokości geograficznej na kuli ziemskiej.)
W miarę ulepszania się oprzyrządowania astronomowie stwierdzili, że niektóre gwiazdy z czasem zmieniały swoje pozycje, dlatego katalogi i wykresy musiały być regularnie aktualizowane i ponownie publikowane - zazwyczaj co pięć lat. W końcu katalogi gwiazd zawierały tempo i kierunek ruchu gwiazd. Obecnie cyfrowe katalogi gwiazd online są hostowane i aktualizowane przez Obserwatorium Marynarki USA i inne organizacje publiczne. Mobilne aplikacje astronomiczne i oprogramowanie planetarne do komputerów stacjonarnych regularnie pobierają te katalogi i wykorzystują dane do wyświetlania każdej gwiazdy we właściwej pozycji w dowolnym dniu.
Aby jeszcze dokładniej przedstawić ruch gwiezdny, badacze wysłali wiele misji w kosmos. Statek kosmiczny Hipparcos postanowił dokładnie zmierzyć pozycje gwiazd, aby pomóc naukowcom dowiedzieć się więcej o galaktyce. Dalsza misja o nazwie Gaia mierzy obecnie miliard gwiazd z dużą dokładnością. Informacje te wkrótce poinformują aplikacje astronomiczne. Informacje te nie tylko pomogą uczynić nasze modele nocnego nieba bardziej dokładnymi, ale astronomowie mogą również użyć ruchu gwiezdnego do zbadania struktury i ewolucji galaktyki. [Ta kolorowa mapa 3D z 1,7 miliarda gwiazd w Drodze Mlecznej jest najlepsza w historii]
Widząc konstelacje zmieniają się z czasem
Wiele z naszych 88 współczesnych konstelacji wywodzi się z astronomii babilońskiej. Około 1370 roku p.n.e. starożytni astronomowie odnotowali związek między porami roku i gwiazdami i stworzyli najwcześniejsze znane katalogi gwiazd: listę trzech gwiazd i Mul.Apin, które przetrwały jako kamienne tablice. Wiedza ta została później przekazana starożytnym Grekom, którzy położyli podwaliny współczesnej zachodniej astronomii. Współczesne konstelacje zodiaku - w tym byk, byk; Lew, lew; i Scorpius, skorpion - po raz pierwszy pojawił się w tych starożytnych tekstach.
Z powodu działania właściwego ruchu gwiazd przez tysiąclecia konstelacje, które widzimy dzisiaj, zmieniają się w stosunku do wzorów gwiazd, które widzieli Babilończycy. W większości przypadków zmiany są ledwo zauważalne, ale kilka jest wyraźnie widocznych. Zaawansowane aplikacje astronomiczne, takie jak SkySafari 6, Stellarium Mobile i Star Walk 2, pozwalają oglądać niebo w różnych epokach, dzięki czemu możesz cofnąć się w czasie, aby zobaczyć starożytne niebo i zobaczyć niebo, na którym nasi potomkowie będą cieszyć się w dalekiej przyszłości.
Niektóre aplikacje wymagają ręcznego wprowadzenia roku, który chcesz zobaczyć, lub sekwencyjnego przewijania lat. Dzięki SkySafari 6 możesz łatwo skakać w czasie. W tej aplikacji otwórz menu Ustawienia. W elemencie Precesja włącz opcję Prawidłowy ruch. (Ta zmiana może być trwała. Nie wpłynie to na regularne korzystanie z aplikacji.) W obszarze Współrzędne przejdź do Ekliptyki. W obszarze Horyzont i niebo wyłącz opcję Światło dzienne i poświata horyzontu, a następnie wyłącz opcję „Pokaż horyzont i niebo”. W tej demonstracji lubię też ukrywać planety. Upewnij się, że linie konstelacji są wyświetlane. Nazwy gwiazd są opcjonalne.
Po wyjściu z menu Ustawienia wyświetlacz Twojej aplikacji pokaże ciemne niebo, bez zasłaniającego horyzontu, niezależnie od pory dnia. Wyszukaj i wybierz konstelację. Ursa Major to dobry wybór, ponieważ wszyscy znają asteryzm Wielkiego Wozu tej konstelacji. Użyj ikony Środek, aby przytrzymać Ursa Major na miejscu, a następnie otwórz elementy sterujące upływem czasu.
Stuknij aktualnie wyświetlaną wartość roku. Pod etykietą oznaczającą dzień tygodnia pojawi się pole „1 rok”. Stuknij to pole, aby otworzyć klawiaturę i wprowadź dużą liczbę, na przykład 500 lub 1000. (Użyj klawisza DEL, aby usunąć domyślną „1” przed wpisaniem wartości.) Po zakończeniu dotknij tego samego pola, aby zamknąć klawiaturę. Teraz, za każdym razem, gdy zwiększysz rok, będzie on skakał o wprowadzoną kwotę, tj. 500 lat. (Taki sam przyrost będzie obowiązywał, jeśli przełączysz się na dni, godziny, minuty itp.)
Z centrum Ursa Major, pozwól, aby czas płynął do przodu lub do tyłu. Konstelacja zniekształci się, gdy gwiazdy poruszają się po galaktyce. Ustaw rok na 1480 p.n.e. aby pokazać konstelację taką, jaką widzieli ją starożytni Babilończycy. Lub odejdź daleko w przyszłość, aby zobaczyć, jak nasi potomkowie zobaczą niebo. Wpisz przycisk Teraz, aby powrócić do bieżącego dnia. (W SkySafari 6 możesz bezpośrednio wprowadzić konkretny rok w menu ustawień Data i czas.)
Chociaż aplikacja jest skonfigurowana w ten sposób, możesz sprawdzić inne przykłady szybko ewoluujących konstelacji. Altair w Aquili, orzeł i Arcturus w Boötes, pasterz, są dwiema jasnymi gołymi oczami gwiazdami, które mają stosunkowo wysokie wartości ruchu właściwego (odpowiednio 0,66 i 2,28 sekundy łukowej rocznie). Dwie ciemniejsze gwiazdy, o nazwach Tarazed i Alshain, otaczają Altaira. Na współczesnym niebie gwiazdy te tworzą wygiętą linię, z Altairem pośrodku - tak jakby te flankujące gwiazdy były „uszami” orła. Tysiąc lat temu Altair siedział bezpośrednio między nimi, aw czasach babilońskich Altair znajdował się „pod nimi”, przez co dwie otaczające je gwiazdy przypominały bardziej „anteny”.
Arcturus to bardzo jasna, pomarańczowa gwiazda, która leży u podstawy gwiazdozbioru Boötes w kształcie latawca. Jest na zachodnim niebie wczesnym wieczorem we wrześniu. Gwiazdy Zeta Boötes i Muphrid siedzą odpowiednio na południowy wschód i południowy zachód od Arcturus, tworząc zwięzłe nogi pasterza. Arcturus porusza się na południe. Dwa tysiące lat temu było znacznie dalej od tych gwiazd, a za 3000 lat Arcturus usiądzie między nimi - jakby dokonywał podziałów!
Gwiazda Barnarda
Możemy używać aplikacji astronomicznych, aby zobaczyć, w jaki sposób gwiazdy o bardzo wysokim ruchu poruszają się z roku na rok. Na przykład spójrz na gwiazdę czerwonego karła Barnarda, znajdującą się zaledwie 6 lat świetlnych od Słońca. Gwiazda bierze swoją nazwę od amerykańskiego astronoma E.E. Barnarda, który w 1919 r. Ustalił, że ruch gwiazdy na niebie wynosi 10,3 sekundy łukowej rocznie - największy właściwy ruch dowolnej gwiazdy względem Słońca. (Księżyc w pełni ma 1800 sekund łukowych).
Gwiazda Barnarda znajduje się w gwiazdozbiorze Ophiuchus, który można znaleźć na południowo-zachodnim niebie podczas wrześniowych wieczorów. Przy jasności wynoszącej +9,53 gwiazda znajduje się w pobliżu granicy widoczności za pomocą lornetki 10 x 50, ale teleskop na podwórku może ujawnić tę gwiazdę. Twoja aplikacja astronomiczna z łatwością pokaże szybki ruch Gwiazdy Barnarda po niebie.
Ustaw czas aplikacji na około 21:00 czas lokalny. Użyj menu Szukaj, aby znaleźć Gwiazdę Barnarda (inne nazwy katalogu to V2500 Ophiuchi i HIP87937), a następnie użyj ikony Centrum, aby umieścić gwiazdę na środku wyświetlacza aplikacji. Przybliżaj, aż pobliska jasna gwiazda 66 Ophiuchi (lub 66 Oph) będzie widoczna w pobliżu krawędzi wyświetlacza.
Otwórz kontrolę czasu i dotknij roku, aby wybrać tę jednostkę jako przyrost czasu. Teraz, kiedy naciśniesz ikony strzałek, czas będzie płynął do przodu lub do tyłu z roku na rok. Każdego roku w przyszłości gwiazda Barnarda przesuwa się w prawy górny róg, z dala od 66 Oph. Kiedy astronom Barnard zmierzył swoją gwiazdę w 1919 roku, została ona umieszczona w prawym dolnym rogu 66 Oph.
Aby samemu śledzić ruch Gwiazdy Barnarda, spróbuj znaleźć ją w swoim teleskopie (pomoże system GoTo) i narysuj wokół niej pole gwiazd. Co roku mniej więcej spójrz i ponownie naszkicuj pole gwiazd. W końcu jego ścieżka stanie się widoczna. Astrofotografowie mogą zobrazować pole gwiazd i stworzyć wieloletni kompozyt, aby pokazać ruch gwiazdy.
Możesz także przetestować swoją aplikację na innych szybko poruszających się gwiazdach, w tym 61 Cygni w Cygnus i Groombridge 1830 i Lalande 21185, obie w Ursa Major. (W tym momencie roku używaj 5 rano czasu lokalnego, kiedy gwiazdy te są dobrze umieszczone na niebie.)
W nadchodzących edycjach Mobile Astronomy wyróżnimy niektóre jesienne cele obserwacji gwiazd, omówimy, jak korzystać z aplikacji mobilnych do planowania i rejestrowania obserwacji astronomicznych i nie tylko. Do tego czasu patrz dalej!
Nota redaktora: Chris Vaughan jest specjalistą od astronomii i edukacji publicznej w AstroGeo, członkiem Royal Astronomical Society of Canada i operatorem historycznego 74-calowego (1,88 metra) teleskopu Davida Dunlap Observatory. Możesz do niego dotrzeć za pośrednictwem poczty elektronicznej i śledzić go na Twitterze @astrogeoguy, a także na Facebooku i Tumblr.
Ten artykuł został dostarczony przez Simulation Curriculum, lidera w zakresie programów nauczania kosmologii i twórców aplikacji SkySafari na Androida i iOS. Śledź SkySafari na Twitterze @SkySafariAstro. Obserwuj nas @Spacedotcom, Facebook i Google+. Artykuł źródłowy na Space.com.
