Размещено на http://www.allbest.ru/

Сузір'я зоряного неба

"Відкрилася безодня зірок повна,

Зіркам числа нема, безодні - дна".

Ще важче представляється задача перерахувати усі видимі на небі зірки. Але важка на перший погляд, вона стає цілком розв'язною, якщо застосувати правильні способи її вирішення. Ці способи створились не відразу, а десятиліттями і століттями, і перші з них ідуть своїми коренями в глибоку старовину. Саме на зорі людського суспільства, коли вперше виникло примітивне виробництво, уже кочовим племенам необхідно було орієнтуватися при переходах з місця на місце з тим, щоб відшукати шлях до колишніх місць стоянок. На вищому ступені розвитку людського суспільства, при виникненні землеробства, з'явилася необхідність вести, хоча б і грубий, рахунок часу для регулювання сільськогосподарських робіт.

Який же вихід бачили з положення стародавні породи, які не мали в своєму розпорядженні навіть самих елементарних початків сучасних нам наук? Єдино, що було завжди перед ними, а вірніше, над ними, - це зоряне небо, по якому древні народи стали поступово учитися орієнтуватися на місцевості і вести лік часу. Практична необхідність вивчення зоряного неба привела до зародження науки, одержала згодом у Древній Греції назва астрономії, що відбулося від двох грецьких слів: астрон - зірка і номос - закон.

Але сама назва зовсім не є доказом зародження і розвитку цієї науки тільки в Древній Греції. Астрономія виникла і самостійно розвивалась буквально у всіх народів, але ступінь її розвитку, природно, знаходилася в прямій залежності від рівня розвитку продуктивних сил і культури народів.

Рис. 1. Сузір'я Великої і Малої Ведмедиці.

Як же можна орієнтуватися по зірках, якщо їх видно на небі безліч? Здавалося б, легко заплутатися в цьому достатку зірок. Ось для цього і потрібно було, насамперед, згрупувати яскраві зірки (яким на небі не так уже багато) у фігури, що добре запам'ятовуються своїми контурами. Такі зоряні фігури - сполучення зірок, чи сузір'я - були виділені, а пізніше до них віднесли і більш слабкі зірки, розташовані в районі сузір'їв. Цілком природно, що різні народи створювали своєю уявою різні сузір'я, а якщо випадково контури сузір'їв і збігалися, то вони іменувалися по-різному. Джерелами назв сузір'їв, як правило, служили міфи про богів, сказання про легендарних героїв і зв'язаних з ними подіях, різні тварини і, нарешті, знаряддя виробництва, використовувані народами в повсякденному житті.

Так, відому групу із семи яскравих зірок, що нагадує обрис ковша, древні греки назвали Большой Медведицей. Якщо до цієї групи зірок приєднати слабкі зірки, розташовані поблизу ковша, то при достатній фантазії можна провести границі цього сузір'я так, що вони будуть нагадувати обрису якогось великого звіра (рис. 1).

Рис. 2. Сузір'я Великої Ведмедиці, Волопаса і Гончих Псів.

Грецький міф розповідає про те, що німфа Каллісто була перетворена ревнивою дружиною Зевса Герой у ведмедицю, яку зацькували на полюванні собаками її власний син Аркад (Волопас). Зевс дав Каллісто безсмертя, помістивши її на небі у вигляді сузір'я Великої Ведмедиці. Поруч з Великою Ведмедицею розташовані і її переслідувачі - Волопас і Гончі Пси (рис. 2), але сузір'я Гончих Псів з'явилося на небі лише в XVII ст., Коли давньогрецький міф був доповнений супутниками мисливця. У Стародавній Греції сузір'я Великої Ведмедиці називалося також Колісницею, про що згадує Гомер в "Одіссеї".

У Древній Русі це ж сузір'я мало різні назви - Віз, Колісниця, Каструля, Ківш; народи, що населяли територію України, називали його Возом; в Заволжя воно звалося Великим Ковшем, а в Сибіру - Лосем. За аналогією іншу групу із семи, але більш слабких зірок, розташованих поблизу Великої Ведмедиці і також нагадує обрису ковша, древні греки назвали сузір'ям Малої Ведмедиці. Ця ж група зірок була названа сибіряками Малим Ковшем, а народи, що населяли узбережжя Льодовитого океану, бачили в ній білого ведмедя з задертою нагору головою, на носі якого красувалася Полярна зірка, розташована в самому кінці ручки ковша (рис.3).

Рис. 3. Сузір'я Малої Ведмедиці

Дуже оригінальна назва цих двох сузір'їв у народів, що населяли територію нинішньої Казахської РСР. Спостерігаючи зоряне небо, вони, як і інші народи, звернули увагу на нерухомість Полярної зірки, що у будь-який час доби незмінно займає те саме положення над горизонтом. Цілком природно, що ці народи, основним джерелом існування яких були табуни коней, назвали Полярну зірку "залізним цвяхом" ("Темір-Казик"), вбитих в небо, а в інших зірках Малої Ведмедиці бачили прив'язаний до цього цвяху "аркан, надітий на шию Коня (сузір'я Великої Ведмедиці). Протягом доби Кінь оббігав свій шлях навколо "цвяха" (рис. 4). Таким чином, древні казахи поєднували сузір'я Великої і Малої Ведмедиці в одне.

Рис. 4.

Якщо середню зірку хвоста Великої Ведмедиці думкою з'єднати прямою лінією з Полярною зіркою і продовжити цю лінію далі, то ми побачимо сузір'я Кассіопеї, обрис якого нагадує перевернуту і трохи розтягнуту букву "М" (або латинську "W"). Це сузір'я древніми греками було названо на честь міфічної цариці Кассіопеї: в обрисах цього сузір'я вони бачили трон із сидячої на ньому царицею (рис. 5). Білоруський народ бачив у цьому сузір'ї двох косарів, що косять траву (рис. 6).

Рис. 5. Сузір'я Кассіопеї

Рис. 6.

Зимовими вечорами над південною стороною обрію фасується найефектніше сузір'я неба - сузір'я Оріона, що кидається в очі своїми сьома яскравими зірками, з яких розташування чотирьох нагадує гігантську букву X, а три інші, витягнуті в ряд, перекреслюють цю букву посередині. Праворуч від верхніх яскравих зірок, а також лівіше і вище них видно дві дуги зі слабких зірок, звернені увігнутістю до яскравих зірок. Стародавні греки назвали це сузір'я ім'ям міфічного велетня, мисливця Оріона (мал. 7), і представляли його щитом, що прикривається з левової шкіри (права дуга слабких зірок) і замахуючим палицею, (ліва верхня дуга слабких зірок), на біжить до нього праворуч Бика (Тельця). Три середні яскраві зірки відображали мисливський пояс, до якого привішений меч - ряд слабких зірок, розташованих донизу від пояса. Сучасна астрономія теж часто користується цими термінами - пояс і меч Оріона.

Рис. 7.

У III в. до нашої ери грецькі (олександрійські) астрономи звели назви сузір'їв в єдину систему, яку згодом запозичила європейська наука і зберегла її до наших днів, особливо назви сузір'їв північної півкулі неба. У південному ж півкулі, вивчення якого європейцями почалося, по суті, лише в XVIII і XIX ст., Сузір'я одержали більш сучасні назви: Телескоп, Годинник, Насос і інші.

В даний час під сузір'ями на увазі не виділяються групи зірок, а ділянки зоряного неба, так що всі зірки (як яскраві, так і слабкі) зараховані до сузір'їв. Сучасні границі і назви сузір'їв затверджені в 1922 р на I з'їзді Міжнародного астрономічного союзу (MAC). Все небо розділене на 88 сузір'їв, з яких 31 знаходиться в північній небесній півкулі, а 48 - у південному. Інші 9 сузір'їв (Риби, Кит, Оріон, Єдиноріг, Секстант, Діва, Змія, Змієносець і Орел) розташовані в обох небесних півкулях, по обидві сторони від уявного на небі великого кола, називаного небесним екватором, що латинською мовою означає "урівнювач", так як він ділить все небо на два рівних півкулі.

Далеко не всі сузір'я можуть бути відразу знайдені на небі, так як багато хто з них складаються з слабких зірок, і тільки близько 30 сузір'їв чітко виділяються своїми контурами і яскравими зірками. До них відносяться сузір'я Великої Ведмедиці, Пегаса, Кассіопеї, Візничого, Льва та інші. Площі, займані сузір'ями на небі, і число зірок у них далеко не однакові. Відстані між видимими положеннями зірок на небі вимірюються в градусах, хвилинах і секундах дуги, а площі, займані сузір'ями на небі, - в квадратних градусах. З яскравих сузір'їв найбільшим за площею є сузір'я Великої Ведмедиці, що займає площу в 1280 квадратних градусів і налічує, крім семи яскравих зірок ковша, ще 118 зірок, видимих неозброєним оком. Саме ж маленьке сузір'я знаходиться в південній півкулі неба - це красиве яскраве сузір'я Південного Хреста, площею в 68 квадратних градусів, що складається з п'яти яскравих і 25 більш слабких зірок. Самого маленького сузір'я північного неба зазвичай не знають, оскільки воно складається всього лише з 10 видимих неозброєним оком слабких зірок; воно називається сузір'ям Малого Коня, має площу в 72 квадратних градуса і примикає до південно-західному кордоні сузір'я Пегаса.

Найбільше яскравих зірок, а саме 12, містить сузір'я Скорпіона, але, мабуть, найкрасивішим сузір'ям всього неба є вже згадуване сузір'я Оріона, яке налічує 120 зірок, видимих неозброєним оком, серед яких сім виділяються своїм блиском. зірка волопас астроном

У кожному сузір'ї основні зірки мають ті чи інші позначення. У давнину найбільш яскравих зірок кожного сузір'я давалися власні імена, багато з яких, головним чином грецькі та арабські, дійшли до наших днів. Так, сім яскравих зірок ковша Великої Ведмедиці отримали назви: Дубге, Мерак, Фекда, Мегрец, Алиот, Міцар і Бенетнаш. Найяскравіша зірка сузір'я Волопаса спочатку іменувалася Аркадія (царем Аркадії), по-грецьки - Пастухом, а потім і до сих пір - Арктуром, т. Е. Мисливцем за ведмедицею (від грецького "арктос" - медведиця і "теревтес "- мисливець). Яскрава зірка в сузір'ї Персея, зміна блиску якої було помічено арабами майже 1000 років тому, отримала ім'я Ель-Гуль (сучасне ім'я - Алголь), що означало "Демон", який, на переконання древніх арабів, відрізнявся лицемірством і лукавством. Капелою або, в перекладі з латинської, кізкою названа найбільш яскрава зірка сузір'я Візничого, зображеного па старинних картах у вигляді чоловіки-візника (кучера) з батогом, двома козенятами в лівій руці і з козою на плечі.

У міру збільшення числа досліджуваних зірок стало неможливо запам'ятовувати їх імена, і з 1603 р порівняно яскраві зірки в сузір'ях стали позначати буквами грецького алфавіту, як правило, в порядку убування блиску зірок, хоча з цього правила є багато винятків. У вигляді прикладу пошлемося знову на Велику Ведмедицю, зірки якій позначені буквами грецького алфавіту не в порядку убування блиску, а по контуру ковша (див. Рис. 1). У результаті виявилося, що найяскравіша зірка сузір'я, Алиот, позначена не першої (), а п'ятий літерою () грецького алфавіту (див. Табл. 1).

У сузір'ї Близнюків зірка (Кастор) слабкіше зірки (Поллукс), в сузір'ї Оріона зірка Бетель-Гейзе () слабкіше зірки Ригеля (), в сузір'ї Пегаса найбільш яскрава зірка позначена буквою, а зірка (Маркаб) - лише третя за блиском. У сузір'ї Дракона найяскравішою є зірка Етамін (), за нею за блиском слід зірка, а зірка (Тубан) займає восьме місце. У сузір'ї ж Стрільця буквою позначена лише шістнадцята за блиском зірка, а найбільш яскравим зіркам присвоєні позначення (Каус Аустраліс), (Нунке), і.

Значно пізніше для позначень зірок ввели цифрову нумерацію за сузір'ями, нині, як правило, застосовується лише для слабких зірок, які в ряді сузір'їв позначаються також літерами латинського алфавіту. Позначення зірок проставляються на сучасних картах зоряного неба і в спеціальних списках зірок, іменованих зоряними каталогами. До теперішнього часу астрономи зареєстрували в зоряних каталогах всі зірки, видимі неозброєним оком, а також багато зірок, доступні спостереженнями лише в телескопи. Перепис зірок показує, що неозброєному оку доступні спостереженнями на всьому небі близько п'яти з половиною тисяч зірок, причому на території Росії видно тільки близько трьох тисяч. Решта безліч зірок через їх слабкого блиску неозброєним оком недоступно.

Поступова деталізація у вивченні зірок привела до необхідності ввести кількісну оцінку їх "видимої яскравості" або, як тепер прийнято правильніше називати, їх блиску. Що зірки мають різний блиск, видно вже при першому, навіть побіжному огляді зоряного неба: одні з них дуже яскраві й одразу привертають увагу спостерігача, інші менш яскраві, і не так кидаються в очі, третя настільки слабкі, що не видно неозброєним оком і для їх спостереження потрібні оптичні інструменти. Щоб точно визначати блиск зірок, необхідно ввести певну числову шкалу. Можна було б вимірювати кількість світла, яке доходить від зірки до спостерігача (до Землі), в звичайних одиницях світлової енергії, що застосовуються у фізиці. Однак подібна система оцінки блиску зірок була б практично незручною з двох причин:

по-перше, кількість світла, що доходить від зірок до нас, так мізерно мало, що вимірювання його загальноприйнятими фізичними одиницями було б подібно виміру розмірів деталей механізму наручних годинників кілометрами;

по-друге, прийнята в цьому випадку градація блиску зірок була б так велика, що шкала блиску виявилася б надзвичайно громіздкою і неможливо було б запам'ятати значень блиску навіть самих яскравих зірок.

Тому блиск зірок виражається не в абсолютних фізичних (або світлотехнічних) одиницях, а в особливій умовною шкалою, введеної ще у II ст. до нашої ери давньогрецьким астрономом Гиппархом (180- 110 м. до н.), коли не було і в помині фізичних одиниць вимірювань світлової енергії. Ця шкала називається шкалою зоряних величин. Сама назва шкали, може бути, і не зовсім вдало, оскільки шкала не оцінює лінійних розмірів зірок, а тільки дозволяє порівнювати один з одним блиск зірок. У наш час шкала зоряних величин значно вдосконалена і для визначення блиску зірок використовується точна оптична апаратура.

Якщо початківець любитель астрономії запитає, як можна оцінювати блиск зірок в умовній шкалі, нехай він згадає вимірювання температури. Адже температура є певна фізична характеристика, а вимірюється вона в умовній шкалі, званої градусної шкалою.

Шкала зоряних величин заснована на сприйнятті світла оком. Виявляється, людське око чітко зазначає відмінність інтенсивності джерел світла, якщо один з них приблизно в 2,5 рази яскравіше іншого. Ця властивість очі стало відомо науці лише наприкінці XVIII в. і є окремим випадком більш загального психофізіологічного закону, сформульованого в XIX в. Е. Вебером (1795--1878) і Г. Фехпером (1801- 1887). Цей закон говорить: Зміна якого-небудь відчуття прямо пропорційно відносного зміни дратівної фактора, або, інакше, якщо сила подразнення збільшується в геометричній прогресії, то сприйняття (відчуття) зростає в арифметичній прогресії. Наші органи чуття, в тому числі і очі, реагують не на абсолютне, а на відносне зміна зовнішнього подразника, і якщо, образно кажучи, до двох світиться електролампами однакової потужності підключити ще дві такі ж, то ми впевнено зафіксуємо збільшення освітленості; але якщо ці дві лампи додадуть своє світло до випромінювання десяти аналогічних ламп, то паші очі майже або навіть зовсім не помітять відмінності в освітленні.

Відомо, що закони природи діють об'єктивно, т. Е. Незалежно від свідомості людини, і стає цілком зрозумілим, чому Гіппарх, не маючи уявлення про закон Вебера - Фехнера, мимоволі використовував його при введенні шкали зоряних величин. Найбільш яскравим зіркам Гіппарх приписав першу зоряну величину; наступні по градації блиску (т. е. слабші, приблизно в 2,5 рази) він порахував зірками другої зоряної величини; зірки, слабкіше зірок другу зоряної величини в 2,5 рази, були названі зірками третій зоряної величини і т. д.; зіркам на межі видимості неозброєним оком була приписана шоста зоряна величина. При такій градації блиску зірок виходило, що зірки шостої зоряної величини слабше зірок першої зоряної величини в 97,66 рази. Тому в 1856 р англійський астроном Н.Р. Погсон запропонував вважати зірками шостої величини ті, які слабше зірок першої зоряної величини рівно у 100 разів. Ця пропозиція була прийнята всіма астрономами і досі є основою для визначення блиску зірок. У будь-якому інтервалі шкали різниця в п'ять зоряних величин означає відмінність блиску зірок рівно в 100 разів. Тоді співвідношення блиску зірок двох суміжних цілих зоряних величин виходить одно не 2,5, а 2,512, що анітрохи не впливає на точність визначення зоряних величин.

З принципу побудови шкали зоряних величин видно, що чим слабкіше зірка, тим більше її видима зоряна величина. Це дозволяє виражати в зоряних величинах блиск слабких зірок, не видимих неозброєним оком, але відкриваються в телескопи, не порушуючи стрункості самої шкали: у міру відкриття більш слабких зірок шкала продовжується в бік збільшення зоряних величин (10-я, 11-я, 12- я і т. д.). В даний час відомі зірки 24-ї зоряної величини, які слабше зірок першої величини приблизно в мільярд разів.

Визначення блиску зірок в зоряних величинах, виконане точними способами вимірювання із застосуванням спеціальних приладів - фотометрів, показало, що блиск зірок не може бути точно виражений цілими значеннями зоряних величин (1, 2, 3 і т. Д.), Бо блиск зірок дуже різноманітний. Тому шкала поділяється на десятий, сотий і навіть тисячні частки (залежно від необхідного ступеня точності) зоряних величин. Звідси блиск більшості зірок виражається дробовими значеннями зоряних величин, завжди позначаються латинською літерою т, наприклад, 2,12; 3,56; 5,78 і т. д.

Як приклад вкажемо блиск в зоряних величинах семи основних зірок Великої Ведмедиці (см. рис. 1):

Точні вимірювання блиску яскравих зірок показали, що деякі з них яскравіше зірок першої зоряної величини; такі зірки вважають зірками нульової зоряної величини: наприклад, Лиры (Вега) має блиск 0,14; Волопаса (Арктур) 0,24; Возничего (Капелла) 0,21 і т. д. Нарешті дві зірки - Канопус ( Киля) та Сириус ( Великого пса) яскравіше зірок нульової зоряної величини і їм приписана негативна зоряна величина -0,89 и -1,58 відповідно.

У зоряних величинах можна виразити блиск Сонця (-26,8), Місяця (-12,7 в повний місяць) та планет.

Размещено на Allbest.ru