XXVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Определение температуры и класса звезд в плоскости Галактик
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Актуальность
В космосе ещё много неисследованного. Законы физики лучше всего и легче всего проверять на астрономических объектах. Начиная с микромира, до макромира. Это движет науку вперёд и даёт возможность познать мир. Представить себе развитие общества без космоса, сегодня невозможно.
Цель проекта
Исследовать область, предположительно в которой находится рассеянное звёздное скопление. Подтвердить или опровергнуть его наличие. Если обнаружено, то определить его параметры.
Задачи проекта
1. Изучить подходящую литературу.
2. Опираясь на предыдущую работу определить зону исследования.
3. Подсчитать количество звёзд по выделенным секторам.
4. Определить количество звёзд по звёздным величинам.
5. Используя электронные таблицы определить плотность звёзд и их температуру.
6. Получить математическую зависимость распределения звёзд. Построить график.
Объект исследования
Звёзды и их скопления.
Предмет исследования
Плотность распределения звёзд от расстояния
Гипотеза
Мы предполагаем, что, в выделенной области имеется рассеянное звёздное скопление.
Методы исследования
-Эмпирический.
-Теоретический.
- Экспериментально-теоретический.
Теоретическая часть
Астрономия — наука о движении и свойствах небесных тел — является одной из древнейших естественных наук. На ранних этапах своего развития составляла единое целое с астрологией; окончательное разделение научной астрономии и астрологии произошло в Европе эпохи Возрождения.
Астрономия возникла из практических потребностей человечества. С тех пор как на Земле существуют люди, их всегда интересовало то, что они видели на небе. Ещё в глубокой древности они заметили взаимосвязь движения небесных светил по небосводу и периодических изменений погоды.
Среди древнейших письменных источников встречаются описания астрономических явлений, а также примитивные расчётные схемы для предсказания времени восхода и захода ярких небесных тел, методы отсчёта времени и ведения календаря.
Звёздные скопления.
Большинство звезд образуют группы, которые называются звездными скоплениями. Хорошо известны такие близкие к нам звездные скопления, как Плеяды, Гиады, шаровое скопление в Геркулесе.
Температура звёзд
Температура тела (звезды) характеризует среднюю кинетическую энергию одной частицы вещества. Часто температурой называют результат ее измерения тем или иным методом. Температура — очень важная характеристика состояния вещества, от которой зависят основные его физические свойства, например, светимость звезды или ее цвет. Определение температуры — одна из труднейших астрофизических задач. Это связано как со сложностью существующих методов определения температуры, так и с принципиальной неточностью некоторых из них. За редким исключением, астрономы лишены возможности измерять температуру с помощью какого-либо прибора, установленного на самом исследуемом теле.
Мотивация проекта.
Раннее была проведена работа «Определение распределения звезд в плоскости перпендикулярной направлению на центр Галактики и проходящей через Солнце»
Опираясь на эту работу, мы заметили, что есть выделенная область, где концентрация звёзд повышена, мы решили исследовать это место более детально. Учитывая нюансы и особенности той работы, мы предположили, что здесь есть некое скопление. Данная работа подтверждает наличие этого скопления, которое представляет собой рассеянное, но очень старое скопление, возраст которого, приблизительно, больше миллиарда лет.
Работа проводилась в EXCEL
По результатам предыдущей работы получены математические зависимости распределения звёзд в Галактике. Представлено на графиках.
Также представлены часть круговых диаграмм с распределением звёзд, где видно увеличенное количество звёзд вне плоскости галактики.
В результате полученных диаграмм видна плоскость Галактики, и видна область повышенной плотности звёзд. Практическая часть исследовательского проекта
Взяв определенные зоны на небесной сфере, мы выписали нужные нам значения звезд. Для выполнения работы были выбраны для приложения, а именно EXCEL, где с помощью созданной нами таблицы, мы проводили исчисления
А также приложение Stellarium, где производились подсчёты по видимым звёздным величинам до той величины, которую позволяла увидеть программа.
На картинках представлена сама программа, а также некоторые значении.
Именно из этой программы мы получили нужные нам данные, с которыми в дальнейшем производились подсчёты
После сбора значений и прочей информации, была найдена температура каждой звезды. Эту величину мы искали по формуле.
Также с помощью трафарета и расчетной формулы, была найдена масса главной последовательности. Также были определены классы представленных звёзд данного скопления. Посередине таблицы можно наблюдать высчитанную ранее температуру.
В сумме, под подсчёты попало более тысячи звёзд, от 3 до 12 звёздных величин.
Для выяснения степени расстояния для концентрации звёзд выбрано логарифмирование результатов
Выводы
-
Проанализировав данные плотности, и взяв логарифмическую шкалу, мы чётко увидели, что скопление находится на расстоянии от 850 до 950 Парсек, то есть приблизительный диаметр скопления – 100 Пк.
-
Это скопление является рассеянным, так как максимальные звёзды, находящиеся в этом скоплении, принадлежат классу F. Это значит, что возраст этого скопления около миллиарда лет. За это время он успел расшириться до расстояния 100 Парсек. Учитывая это и то, что скорость движения звёзд в таком скоплении очень мала, так как оно является рассеянным, мы подтверждаем вывод, что это очень старое рассеянное скопление, остатки которого мы наблюдаем.
-
Исходя из результатов, в дальнейшей работе нужно будет рассмотреть скорости этих звёзд, после чего найти радиант, откуда вылетели данные звёзды. Этот проект даёт фундамент для дальнейших исследований.
Список используемой литературы:
1.Звезды [Электронный ресурс] URL: https://www.booksite.ru/localtxt/shk/lov/sky/star/shklovsky.pdf (дата обращения: 16.12.23)
2. История астрономии[Электронный ресурс] URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ История_астрономии (дата обращения: 16.12.23)
3. Распределение звезд в Галактике [Электронный ресурс] URL: https://studfile.net/preview/3973873/ (дата обращения:16.12.23)