VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Изучение ночного неба в Северном полушарии
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Желание узнать, что же скрывает ночное небо, сподвигло меня на изучение космоса. Люди интересуются познанием космоса с древних времён, мы не будем углубляться в историю изучения космического пространства, а рассмотрим опыт, накопленный человечеством касательно объектов, доступных и частично доступных наблюдению астронома-любителя.
Мне доступно наблюдение в Северном полушарии с точкой обзора на высоте 1 м на земле (50-60 м над уровнем моря) невооружённым глазом, а также в бинокль с 20-кратным увеличением и телескоп с увеличением в 525 крат. Наблюдение происходило с территории села Приволжское Ровенского района Саратовской области.
Наблюдения велись с августа 2018 года по март 2019 года в ночное время суток при доступной видимости ночного неба и в отсутствие атмосферных явлений.
Цель исследования — изучить доступные наблюдению объекты ночного неба невооружённым глазом и с помощью оптики и собрать информацию о них.
Объект исследования — ночное небо в Северном Полушарии зимой и летом.
Предмет исследования — объекты ночного неба.
Методы исследования: наблюдение, изучение научной литературы по теме, систематизация полученных знаний.
Что мы видим на ночном небе Северного Полушария?
Поднимая глаза к ночному ясному небу, мы сразу смотрим в прошлое. Скорость света и размер Вселенной таковы, что свет от её объектов долетает до нас за тысячи, миллионы и миллиарды лет. Посмотрел в небо — заглянул в прошлое. Давайте вместе заглянем в прошлое, которое мы можем увидеть прямо над нашей малой Родиной. (1 слайд).
Первое, что мы видим, это созвездия. Древние объединили видимые яркие звёзды в созвездия, по которым нам удобно ориентироваться. В течение года на нашем небе видно несколько десятков созвездий, среди которых есть такие, которые расположены в околополярной области небесной сферы и никогда не заходящие за горизонт в течение всего года. Такие созвездия допустимо называть незаходящими, причем для разных географических широт список таких созвездий будет отличаться. Например, на Северном географическом полюсе незаходящими созвездиями будет представлена практически вся северная небесная сфера, вплоть до небесного экватора, а если посмотреть на созвездия, находясь в Греции или Тунисе, незаходящих созвездий будет гораздо меньше. В данном случае будут рассмотрены незаходящие созвездия, наблюдаемые на всей территории Российской Федерации.
Какие созвездия не заходят летом и зимой
Наблюдения, сделанные в августе 2018 года и в январе 2019 года, показали, что незаходящими являются созвездия Малой Медведицы вместе с Полярной звездой, Большой медведицы, Кассиопеи, Дракона, Жирафа, Рыси, Цефея. (слайд 2)
Вот как выглядят созвездия на летнем и на зимнем небе на западе (слайд 3-4)
Сравним, как выглядит небесный зенит в августе и январе (слайд 5-6)
Найти созвездия легко, я нарисую их схематичными линиями на доске. Созвездие Кассиопеи имеет свою характерную фигуру и напоминает по форме растянутую букву «М» или букву «W», в зависимости от сезонного расположения. Между Кассиопеей и Малой Медведицей можно разыскать Цефей, в котором нет ярких звезд и характерной, бросающейся в глаза фигуры. Созвездие Дракона расположено между Малой и Большой Медведицей. Созвездие Рыси и Жирафа не содержат ярких звезд и примечательных фигур, для поиска данных созвездий нужно использовать звездные карты.
Наше небо позволяет нам в разное время года видеть ярчайшие звёзды, блеск которых составляет от -0,1 до +0,1 звёздной величины. Летом над головой каждый видел ярчайшую звезду небосклона в созвездии Лиры — Вегу, оранжевую звезду Арктур, которую видно на западе. А зимой сейчас мы любуемся Сириусом, Бетельгейзе, которую мы видим в красивейшем созвездии Ориона (слайд слайд 7-8).
Кстати, Бетельгейзе …
Звезда Бетельгейзе — красный сверхгигант. Сияет, соответственно, красным светом. Хорошо заметна на небе чуть выше и левее трех ярких звезд - так называемого пояса Ориона. Находится от Солнца на расстоянии от 495 до 650световых лет.
Бетельгейзе огромна — в 1400 раз больше Солнца. Если поместить ее в центр Солнечной системы, то край звезды накроет Юпитер.
Астрономы наблюдают за Бетельгейзе с тревогой. Потому что находят в поведении этой звезды симптомы того, что она готовится стать сверхновой. То есть, вот-вот взорвется. Вспышка взрыва осветит чуть ли не половину галактики, выброшенное вещество с колоссальной скоростью унесется в космическое пространство, бомбардируя попадающиеся по пути планеты, уничтожая взрывной волной и радиацией на них жизнь.
Телец — Созвездие Телец среди зодиакальных созвездий является, пожалуй, одним из самых богатых на звезды. Расположившись в Северном полушарии, Телец становится наиболее удобным для наблюдения в период с ноября и до января. ( слайд 9)
Рассеянное звездное скопление – Плеяды находится в созвездии Тельца. Если наблюдать плеяды невооруженным глазом, можно заметить семь ярких звезд. Как правило, это Альциона, Атлас, Электра, Майя, Меропа, Тайгета и Плейона.
(слайд 10)
Что видно, кроме звёзд
Я рассматривала ночное небо невооружённым глазом, в бинокль и телескоп. Сначала я расскажу о том, что можно наблюдать с помощью оптики, а затем о том, что увидеть вне обсерватории проблематично и невозможно. Эти сведения нужны для понимания того, что, имей мы волшебное суперзрение, стало бы возможным увидеть очень многое.
Планеты, видимые невооружённым глазом
Без помощи оптики мы можем наблюдать третий по яркости объект на небе после Солнца и Луны — планету Венеру, ее видел каждый человек, который хоть раз рассматривал утренний или вечерний небосвод. Венера видна, как яркая звезда, появляющаяся рано вечером после захода солнца или утром, когда уже видна заря. Некоторое время это единственная видимая невооруженным глазом звезда на небе, остальных звезд при таком освещении не видно. Иногда эту планету можно увидеть даже в светлое время дня, когда на небе светит Солнце – чаще всего это происходит весной или летом, когда Венера выше над горизонтом, чем осенью и зимой.
Вторым ярким объектом является Юпитер, он чуть уступает по яркости Венере, но тоже прекрасно виден. На вид это ярко-желтая крупная звезда, которая особенно хорошо видна во время противостояния, то есть когда планета находится ближе всего к Земле. Появляется Юпитер почти сразу с наступлением темноты, иногда даже в сумерках. Через два часа после захода эту планету видно лучше всего (помимо Луны), так как Венера уже не светит. А глубокой ночью Юпитер поднимается высоко в небо с южной стороны. Юпитер сложно спутать с обычной звездой, он слишком крупный и яркий и выделяется своим характерным желтым цветом.
Вот как были видны Венера и Юпитер в августе 2018 года (слайд 11). А вот как видно красавицу Венеру и её фазу в телескоп через линзу Барлоу (слайд 12).
Также довольно хорошо виден с земли невооруженным глазом Марс, особенно во время противостояний, когда видимый размер этой планеты увеличивается в несколько раз. Особенно интересно наблюдать эту планету вовремя так называемого великого противостояния, которое происходит раз в 17 лет. Марс надо наблюдать в хороших погодных условиях. Планета всю ночь движется по небосводу. Ее легко отличить от других звезд благодаря оранжевому или красноватому оттенку. Последнее Великое противостояние Марса пришлось на 28 июля 2018 года, на южной стороне нашего ночного неба мы могли спокойно наблюдать довольно крупную красную звезду, это и был Марс (слайд 13).
Ближе всего к Земле расположен Меркурий, но его размеры не позволяют видеть эту планету лучше остальных. Тем не менее, Меркурий довольно яркий, и когда ничто не мешает его наблюдению, он хорошо виден невооруженным глазом. Но происходит это не так часто, так как планета располагается слишком близко к Солнцу и скрывается за его яркими лучами. Время, когда можно наблюдать Меркурий, очень короткое, за что его прозвали «неуловимой» планетой. Это периоды так называемых элонгаций, когда Меркурий расположен на максимальном удалении от Солнца. Весной его видно через полчаса после того, как Солнце зайдет за горизонт, он находится на западе, невысоко. Осенью планета заметна во время восхода. Мне не посчастливилось наблюдать Меркурий, но я не оставлю попытки его увидеть.
Во время ежегодных противостояний Сатурн иногда виден даже лучше, чем Юпитер, благодаря крупным кольцам, которые тоже отражают солнечный свет. Но увидеть кольца невооруженным взглядом не получится, для этого понадобится телескоп. Сатурн виден с Земли, как белая светящаяся точка. А вот как он виден в телескоп с 525 кратным увеличением (слайд 10).
Кроме этого, я узнала информацию о планетах, не видимых невооружённым глазом: Уран, Нептун. Но больше всего мне понравилась информация о карликовых планетах, которые также есть над нами, но мы их видим только в специальную оптику.
Карликовые планеты
К карликовым планетам относят Плутон, Хаумеа, Макемаке, Эриду Цереру и некоторые другие объекты Солнечной системы.
Плутон один из самых маленьких объектов Солнечной системы, радиусом всего 1153 км. Период обращения по орбите вокруг Солнца составляет около 248 лет, а оборот вокруг своей оси занимает 6,4 земных суток. Несколько десятилетий с момента открытия в 1930 году считался девятой планетой, пока в 2006 году астрономы не пришли к выводу, что его всё-таки стоит причислить к карликовым планетам в поясе Койпера, получившим своё название после открытия в 2005 году нескольких подобных Плутону объектов (слайд в сравнении с луной).
Хотя существует пять признанных карликовых планет (Плутон, Церера, Эрида, Хаумеа и Макемаке), есть множество других кандидатов. Некоторые из них можно увидеть в бинокль, в ясную, темную ночь.
Галактика туманность Андромеды, Пояс Ориона.
Эта часть моего исследования может считаться самой вкусной. Увидев в небе размытое пятнышко, похожее на ватку, я им заинтересовалась. В бинокль пятно заметно больше, особенно оно различимо в ясные ночи, но видно всегда и зимой, и летом, только в разных частях эклиптики Северного Полушария. Вот как оно выглядит в небе, каждый из вас может разглядеть нашу ближайшую соседнюю галактику Туманность Андромеды (слайд 11).
А теперь самое интересное: Вот как сняли галактику через телескоп Хаббл. Что мы видим? Давайте постепенно увеличивать изображение. Каждая точка, которую мы видим — звезда, подобная нашему Солнцу, ярче или тусклее него, больше или меньше. Вокруг каждой из этих звёзд могут быть планеты.
Туманность Ориона — диффузная туманность. На множестве ее снимков, сделанных в видимом диапазоне, красные области в туманности образованы горячим газом, в основном водородом. Синие - это пыль, которая отражает свет горячих голубых звезд. Красный цвет — это результат рекомбинации в линии излучения Hα на длине волны 656,3 нм. Сине-фиолетовая окраска представляет собой отраженное излучение от массивных звезд О-класса в центре туманности.большую туманность Ориона легко найти невооруженным глазом, так как она имеет звездную величину 4. Она располагается на расстоянии около 1500 световых лет от Земли. М42 примерно в 30 световых лет в диаметре и представляет собой большой кокон, в котором формируются тысячи звезд.
Луна, почему видна одна ее сторона.
Кроме так называемых Дипскай объектов — объектов глубокого космоса, нельзя не сказать пару слов о самом ярком объекте ночного неба — о Луне.
Обратная сторона Луны не видна с Земли. Период обращения Луны вокруг Земли равен периоду ее же вращения вокруг своей оси, поэтому к Земле она обращена всегда одной стороной.
Знаменитые слова «dark side of the Moon» — это образное выражение. Обратная сторона Луны вовсе не является темной: все стороны естественного спутника Земли освещаются Солнцем одинаково.
Вот как её видно в телескоп (слайд 12). На Луну смотрят в последнюю очередь в телескоп, так как после такого яркого объекта увидеть Дипскай объекты очень трудно.
Выводы: наше место во вселенной
Давайте подведём итоги моему исследованию. Всё, что я увидела и изучила, оставило неизгладимое впечатление и вызвало интерес углубиться в эту тему. Для себя я наметила дальнейшие поиски информации.
Особенно интересным мне показалось узнать, каково наше место во вселенной. Давайте посмотрим интерактивную карту и осознаем масштабы понятия «Вселенная». (ИНФО с вики – наше место во вселенной)
Считаю подобные проекты перспективными, так как дальнейшее изучение темы рождает больший интерес и понимание.
Спасибо за внимание!
Список используемых источники
1. http://slovari.yandex.ru/?clid=155842 (17.03.2019)
2.https://www.google.com/search?q=%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D1%8F%D0%B4%D1%8B&rlz=1C1XLWD_en___RU815&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjBo5Oek6zhAhUSlosKHdKHA48Q_AUIDigB&biw=1680&bih=935#imgrc=2WONa0t770_xPM (15.03.2019)
3.https://thequestion.ru/questions/230341/kak-uvidet-planety-solnechnoi-sistemy-nevooruzhennym-vzglyadom (17.03.2019)
4. http://spacegid.com/karlikovyie-planetyi.html (16.03.2019)
Приложение 1
Приложение 2
1) Андромеда: https://www.spacetelescope.org/images/heic1502a/zoomable
2) Наша вселенная: http://www.contenton.ru/geo-galaxy/index-galaxy.html