Этот искаженный набор созвездий - это то, что наши далекие предки видели в ночном небе 20 000 г. до н.э. Люди всегда использовали самые яркие звезды, чтобы проследить закономерности на небе, но эти звезды, как правило, являются нашими ближайшими соседями в галактике и теми, которые имеют самые высокие собственные движения.
Мы предполагаем, что положение звезд на небесах вечно. Но все в космосе находится в движении. Когда наш Млечный Путь вращается, наше Солнце разносится по галактике каждые 250 миллионов лет, медленно перемещаясь вверх и вниз по диску галактики, как лошадь на карусели. Звезды в галактике притягиваются друг к другу гравитационно, что заставляет их смещаться. Астрономам известно о многих скоплениях молодых звезд, которые сформировались вместе и теперь мигрируют через галактику как группа. И ученые могут идентифицировать отдельные элементы скопления, которые были выброшены из-за гравитационных сил, действующих на окружающие звезды.
По большей части движения звезд не очевидны в течение человеческой жизни. Однако созвездия, образованные звездами, изменились по внешнему виду за всю историю. Кроме того, несколько звезд, расположенных вблизи нашего Солнца, заметно меняют свое местоположение из года в год, и наблюдатели за небесами с телескопами на заднем дворе могут наблюдать за прогрессом этих звезд.
В этом выпуске Mobile Astronomy мы сосредоточимся на блуждающих звездах. Мы выделим некоторые быстро движущиеся и расскажем, как их увидеть, используя ваше любимое астрономическое приложение. И мы расскажем вам, как воссоздать то, как выглядели наши современные созвездия, когда человечество впервые увидело изображения в звездах, а также то, что увидят наши потомки в далеком будущем. [Преобразование Ориона: знакомое созвездие изменится на тысячелетия (Видео)]
Звездное движение 101
Поскольку звезды могут двигаться в любом направлении в пространстве, они могут двигаться в поперечном направлении (в сторону), в радиальном направлении (в направлении или от нашей Солнечной системы) или в комбинации обоих этих типов движения. Боковые движения изменяют координаты звезд на небе, постепенно перестраивая наши звездные карты. Астрономы также могут измерить доплеровские сдвиги спектра звезды, чтобы определить, приближается ли звезда к нашей солнечной системе или удаляется от нее, но такое радиальное движение не изменит положение звезды на нашем небе.
Астрономы используют термин «правильное движение», чтобы описать изменение положения звезды с течением времени, если смотреть с нашей солнечной системы; они также используют термин «видимое движение». Это воспринимаемое движение на самом деле состоит из смеси внутреннего движения звезды через галактику и изменения положения нашего Солнца за тот же период. (Мы будем игнорировать изменения, вызванные параллаксом, когда Земля вращается вокруг Солнца, потому что они усредняются в течение года.)
Правильное движение имеет тенденцию быть очень маленьким для удаленных звезд и большим для более близких звезд, хотя даже близкие звезды могут иметь значение собственного движения, равное нулю, если они не движутся вбок.
До того, как вычислительные машины стали доступны, астрономы тщательно измерили координаты склонения и прямого восхождения звезд, записали эти значения в звездные каталоги и нанесли на карту звезд вручную. (Р.А. и Декабрь на небесной сфере, если использовать сокращения мер, аналогичны долготе и широте, соответственно, на земном шаре.)
По мере совершенствования аппаратуры астрономы обнаружили, что некоторые звезды со временем меняли свои позиции, поэтому каталоги и диаграммы должны регулярно обновляться и переиздаваться - как правило, каждые пять лет. В конце концов, звездные каталоги включали скорость и направление движения звезд. В настоящее время онлайн-каталоги цифровых звезд размещаются и обновляются Морской обсерваторией США и другими общественными организациями. Мобильные астрономические приложения и настольные программы планетария регулярно загружают эти каталоги и используют эти данные для отображения каждой звезды в правильном положении в любой день.
Чтобы еще точнее наметить движение звезд, исследователи отправили в космос несколько миссий. Космический корабль Hipparcos поставил перед собой задачу точно измерить положение звезд, чтобы помочь ученым узнать больше о галактике. Последующая миссия по имени Гайя в настоящее время измеряет миллиард звезд с высокой точностью. Эта информация скоро сообщит приложениям астрономии. И не только информация поможет сделать наши модели ночного неба более точными, но астрономы также могут использовать звездное движение для изучения структуры и развития галактики. [Эта трехмерная цветная карта с 1,7 миллиардами звезд в Млечном Пути - лучшая за всю историю]
Видя, как созвездия меняются со временем
Многие из наших 88 современных созвездий берут свое начало в вавилонской астрономии. Около 1370 г. до н. Э. Эти древние астрономы обратили внимание на связь между временами года и звездами и создали самые ранние из известных звездных каталогов: список «Три звезды в каждой» и «Мул Апин», оба из которых сохранились как каменные таблички. Это знание позже было передано древним грекам, которые заложили основы современной западной астрономии. Современные зодиакальные созвездия - в том числе Телец, бык; Лев, лев; и Скорпион, скорпион - впервые появился в этих древних текстах.
Из-за действия звездного движения на протяжении тысячелетий созвездия, которые мы видим сегодня, изменяются от звездных паттернов, которые видели вавилоняне. В большинстве случаев изменения едва заметны, но некоторые из них очевидны. Расширенные астрономические приложения, такие как SkySafari 6, Stellarium Mobile и Star Walk 2, позволяют просматривать небо в разные эпохи, чтобы вы могли путешествовать во времени, чтобы увидеть древнее небо и просмотреть небо, которое понравится нашим потомкам в далеком будущем.
Некоторые приложения требуют, чтобы вы вручную вводили год, который вы хотели бы видеть, или последовательно просматривали его. С SkySafari 6 вы можете легко прыгать во времени. В этом приложении откройте меню настроек. Под элементом «Прецессия» включите опцию «Правильное движение». (Это изменение может быть постоянным. Оно не повлияет на ваше регулярное использование приложения.) В разделе «Координаты» переключитесь на Ecliptic. В разделе «Горизонт и небо» отключите дневной свет и свечение горизонта, а затем отключите «Показать горизонт и небо». Для этой демонстрации я также люблю прятать планеты. Убедитесь, что строки созвездий отображаются. Названия звезд не обязательны.
После выхода из меню «Настройки» на дисплее вашего приложения будет отображаться темное небо без какого-либо затенения горизонта, независимо от времени суток. Найдите и выберите созвездие. Большая Медведица - хороший выбор, потому что все знакомы с астеризмом Большой Медведицы этого созвездия. С помощью значка «Центр» удерживайте Ursa Major на месте, а затем откройте элементы управления потоком времени.
Нажмите текущее отображаемое значение года. Ниже метки для дня недели будет отображаться поле «1 год». Нажмите на это поле, чтобы открыть клавиатуру, и введите большое число, например, 500 или 1000. (Используйте клавишу DEL, чтобы удалить значение по умолчанию «1», прежде чем вводить свое значение.) Когда закончите, коснитесь того же поля, чтобы закрыть клавиатуру. Теперь, каждый раз, когда вы увеличиваете год, он будет увеличиваться на сумму, которую вы ввели, то есть 500 лет. (То же самое увеличение будет применяться, если вы переключитесь на дни, часы, минуты и т. Д.)
С центрированной Большой Медведицей, позвольте времени течь вперед или назад. Созвездие будет искажаться, когда звезды движутся по галактике. Установите год до 1480 г. до н.э. чтобы показать созвездие, как его видели древние вавилоняне. Или зайдите далеко в будущее, чтобы увидеть, как наши потомки увидят небо. Нажмите кнопку Сейчас, чтобы вернуться к текущему дню. (В SkySafari 6 вы можете напрямую ввести определенный год в меню настроек даты и времени.)
Хотя приложение настроено таким образом, вы можете проверить другие примеры быстро развивающихся созвездий. Альтаир в Аквиле, орел, и Арктур в Боотесе, пастух, - две яркие звезды невооруженным глазом, которые имеют относительно высокие значения собственного движения (0,66 и 2,28 угловых секунд в год соответственно). Две тусклые звезды, названные Таразед и Альшаин, фланкируют Альтаир. На современном небе эти звезды образуют изогнутую линию с Альтаиром посередине - как будто эти боковые звезды являются «ушами» орла. Тысячу лет назад Альтаир сидел прямо между ними, и в вавилонские времена Альтаир находился «под» ними, поэтому две боковые звезды казались больше похожими на «антенны».
Арктур - это очень яркая оранжевая звезда, которая находится у основания созвездия Boötes в форме воздушного змея. Это в западном раннем вечернем небе в течение сентября. Звезды Зета Боотес и Муфрид сидят на юго-востоке и юго-западе от Арктура соответственно, образуя короткие ноги пастуха. Арктур движется на юг. Два тысячелетия назад это было намного дальше от этих звезд, и через 3000 лет Арктур будет сидеть между ними - как будто он выполняет раскол!
Звезда барнарда
Мы можем использовать астрономические приложения, чтобы увидеть, как звезды с очень высоким собственным движением меняют свои позиции из года в год. Например, посмотрите на звезду красного карлика Барнарда, расположенную всего в 6 световых годах от Солнца. Звезда получила свое название от астронома США Э. Барнарда, который в 1919 году определил, что движение этой звезды по небу составляет 10,3 угловых секунды в год - самое большое собственное движение любой звезды относительно Солнца. (Полная луна имеет ширину 1800 угловых секунд.)
Звезда Барнарда находится в созвездии Змееносца, который можно найти на юго-западном небе в течение сентябрьских вечеров. При визуальной величине +9,53 звезда находится вблизи предела видимости, используя бинокль 10 х 50, но телескоп на заднем дворе может открыть эту звезду вам. Ваше астрономическое приложение с готовностью покажет быстрое движение Звезды Барнарда по небу.
Установите время вашего приложения около 9 вечера. местное время. Используйте меню «Поиск», чтобы найти звезду Барнарда (другие названия каталога для нее включают V2500 Ophiuchi и HIP87937), а затем используйте значок «Центр», чтобы поместить звезду в центр экрана приложения. Увеличьте изображение, пока близкая яркая звезда 66 Ophiuchi (или 66 Oph) не будет видна у края дисплея.
Откройте элементы управления временем и коснитесь года, чтобы выбрать эту единицу в качестве приращения времени. Теперь, когда вы нажимаете значки со стрелками, время будет течь вперед или назад на один год за раз. Каждый год в будущем звезда Барнарда смещается в верхний правый угол от 66 Oph. Когда астроном Барнард измерил свою звезду в 1919 году, она была расположена в правом нижнем углу 66 Oph.
Чтобы отследить движение Звезды Барнарда самостоятельно, попробуйте найти его в своем телескопе (поможет система GoTo) и нарисуйте звездное поле вокруг него. Каждый год или около того, еще раз посмотрите и нарисуйте звездное поле снова. В конце концов, его путь станет очевидным. Астрофотографы могут изобразить звездное поле и создать многолетний композит, чтобы показать движение звезды.
Вы также можете проверить свое приложение на некоторых других быстро движущихся звездах, включая 61 Лебедя в Лебеде и Грумбридж 1830 и Лаланд 21185, обе в Большой Медведице. (В этот момент года используйте 5 часов утра по местному времени, когда эти звезды хорошо расположены на небе.)
В следующих выпусках Mobile Astronomy мы расскажем о некоторых осенних мишенях для наблюдения за звездами, обсудим, как использовать мобильные приложения для планирования и регистрации ваших астрономических наблюдений, и многое другое. До тех пор продолжайте искать!
Примечание редактора: Крис Воган (Chris Vaughan) является специалистом по общественным связям и образованию в астрономии AstroGeo, членом Королевского астрономического общества Канады и оператором исторического 74-дюймового (1,88 метра) телескопа David Dunlap Observatory. Вы можете связаться с ним по электронной почте и подписаться на него в Twitter @astrogeoguy, а также в Facebook и Tumblr.
Эта статья была предоставлена Simulation Curriculum, лидером в области решений для космической науки и создателями приложения SkySafari для Android и iOS. Следите за SkySafari в Твиттере @SkySafariAstro. Следуйте за нами @Spacedotcom, Facebook и Google+. Оригинальная статья на Space.com.
