Что изучает наблюдение звездного неба
Изучаем звездное небо: звездный телескоп для наблюдений за дальним космосом
Строго говоря, чтобы увидеть звездное небо, телескоп не нужен. Достаточно лишь удалиться от города километров на 100, и вы уже увидите звезды над своей головой. Конечно, они будут выглядеть лишь как небольшие мерцающие точки, а хочется, бесспорно, большего. Поэтому взять с собой телескоп все-таки не помешает. А вот какой, мы сейчас и расскажем.
Выбираем телескоп для наблюдения за звездами
Звезды удалены от нас на значительное расстояние. Они хоть и излучают свет, но пока он движется к Земле, его интенсивность сильно снижается. Поэтому для изучения звезд выбирают светосильные телескопы – с большим диаметром объектива. Начинать лучше с апертуры в 150 мм, но, если позволяет бюджет, отдайте предпочтение апертуре в 250–300 мм. Поэтому сразу отметаем все рефракторы – тусклые звезды в линзовый телескоп не увидеть.
Лучшим звездным телескопом (для изучения объектов дальнего космоса – туманностей, галактик и звездных скоплений) считается рефлектор. Именно он обладает достаточной светосилой и хорошим разрешением, чтобы показать тусклые и далекие звезды. А если этот рефлектор еще и на монтировку Добсона установить, так и вообще идеальный оптический прибор получится.
Смотреть на звезды в телескоп лучше всего за городом. Там меньше засветки, поэтому можно увидеть больше тусклых объектов. Тот, кто хотя бы однажды путешествовал с телескопом, знает, что это не особо удобно. Телескоп большой, тяжелый и не всегда помещается в багажник автомобиля. Рефлектор вполне может стать головной болью астронома-путешественника. Поэтому для загородных наблюдений чаще выбирают катадиоптрики. Они немного уступают зеркальным телескопам в качестве изображения, но при этом компакты и легки.
Как правильно смотреть на звезды через телескоп?
Как мы написали выше, звездное небо лучше изучать за городом. Не стоит гнаться за большим увеличением – в телескоп обычно рассматривают звездные скопления, созвездия, галактики, а не отдельные звезды. Большинство объектов дальнего космоса протяженные, поэтому широкое поле зрения при их изучении важнее. Других секретов здесь нет. Исключение составляет только одна звезда – Солнце.
Смотрим на ближайшую к Земле звезду – Солнце
Изучение Солнца – это отдельное направление в астрономических наблюдениях. Самое важное правило – смотреть на Солнце можно только через специальный защитный светофильтр. Даже не думайте направлять телескоп на солнечный диск, если на него не установлен солнечный фильтр, – это приведет к необратимой потере зрения. А вот вид телескопа не особо важен. Из-за близкого расположения Солнце хорошо видно и в рефракторы, и в рефлекторы, и в катадиоптрики. В обычный телескоп с установленным защитным светофильтром удастся рассмотреть грануляцию, солнечные пятна, факельные поля. А вот протуберанцы видны только в специальные солнечные телескопы.
Если вы затрудняетесь выбрать подходящий для себя зеркальный телескоп (смотреть на звезды в него приятнее всего), обратитесь к консультантам нашего интернет-магазина. Мы обязательно подскажем вам наилучшую модель в рамках вашего бюджета и дадим советы по наблюдениям.
4glaza.ru
Июнь 2018
Статья обновлена в марте 2020 года.
Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.
Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.
Другие обзоры и статьи о телескопах и астрономии:
Обзоры оптической техники и аксессуаров:
Статьи о телескопах. Как выбрать, настроить и провести первые наблюдения:
Все об основах астрономии и «космических» объектах:
Наблюдение за звездным небом
Земля — это многоцветная планета, совершающая свой путь вокруг звезды, называемой Солнцем. Земля входит в число девяти планет, которые вместе с Солнцем образуют Солнечную систему. Ближайшее к нам небесное тело — Луна, спутник Земли, мир скал размером в четверть Земли. Солнце представляет собой шар из раскаленного газа, превосходящий в диаметре более чем в 100 раз размеры Земли. Нас отделяют от Солнца около 150 млн. км — расстояние, принимаемое за одну астрономическую единицу (а. е.).
Луна совершает полный оборот вокруг Земли за 27,3 суток, Земля же оборачивается вокруг Солнца за 1 год (365,24 суток). Орбиты Меркурия и Венеры лежат внутри орбиты Земли, тогда как Плутон – самая крайняя планета Солнечной системы. Семь звезд находятся в пределах 10 световых лет от нас, и ближайшая к нам — слабая спутница Альфа Центавра. Солнечная система находится в одном из спиральных рукавов Млечного Пути, состоящем из звезд, газа и пыли. Местная группа включает в себя три спиральные галактики: галактику Андромеды (М31), Млечный Путь и МЗЗ. Местное сверхскопление галактик в Деве состоит примерно из 5 тысяч галактик, объединенных в несколько облаков. Во Вселенной насчитываются миллиарды галактик, образующих сгущения, слои и цепочки, разделенные пустым пространством.
Наблюдение за светящимися объектами на звездном небе
В хорошую ясную ночь невооруженным глазом на небе можно наблюдать до 3 тысяч звезд. Хорошо различима также светлая полоса Млечного Пути. Наблюдатель способен обнаружить до пяти планет. С виду очень похожие на звезды, планеты отличаются тем, что движутся относительно звездного неба. Луна изменяет положение и фазу, проходя месячный цикл. Временами темное небо прочерчивают яркие полоски, вспыхивая и через доли секунды угасая. Это так называемые падающие звезды, на самом деле – метеоры. Бывает, что на небе видны голова кометы и ее призрачно светящийся хвост.
Масштабы Вселенной
Свет, скорость которого 300 тыс. км/с, проходит путь от Луны за время чуть более секунды. Чтобы достичь Земли, лучам Солнца нужно 8,3 минуты, а на преодоление расстояния от нас до Плутона свету требуется примерно 5,5 часа. При оценке расстояний до звезд уже не обойтись секундами как в пределах Солнечной системы. Возьмем для примера ближайшую звезду, называемую проксима Центавра свет от нее идет 4,3 года, и об этой слабой красной звезде говорят, что она находится на расстоянии 4,3 световых года. Диаметр же нашей Галактики примерно 100 тыс. световых лет! Еще труднее представить себе расстояния между галактиками. К примеру, ближайшая к нам галактика Андромеды находится от нас на расстоянии 2,2 млн. световых лет. Вместе с нашей Галактикой она входит в Местную группу, состоящую примерно из 30 галактик, сосредоточенных в области диаметром около 4 млн. световых лет. Местная группа располагается на краю огромного сверхскопления в Деве. Современные телескопы позволяют обнаруживать галактики на расстоянии более 10 млрд. световых лет, число же галактик во всей наблюдаемой Вселенной гораздо больше и составляет многие миллиарды.
Возвращаясь к звездам, следует сказать, что другие находятся гораздо дальше упомянутой проксимы Центавра. Скорость света примерно 300 тыс. км/с. Расстояние, которое он может преодолеть за один год (около 10 млрд. км), называется световым годом. Что говорить о прочих звездах, когда до самой близкой к нам 4,3 световых года. Солнце тоже звезда, одна из миллиарда, образующих нашу Галактику, или Млечный Путь. Разумеется, наша Галактика не единственная во Вселенной. Астрономы имеют возможность наблюдать миллиарды подобных образований, удаленных на расстояния до 10 млрд. световых лет. Галактики образуют группы, или скопления, которые в свою очередь объединяются в еще большие по величине сверхскопления, Но все это только часть Вселенной, размеры которой до сих пор неизвестны, недоступны воображению человека.
Карты звездного неба
Если вы живете к северу от экватора, названия месяцев подскажут, когда масть небесной сферы, примыкающая к ним на карте, будет находиться на юге в 10 часов вечера. Через месяц ту же часть неба следует искать на юге в 8 часов вечера. Если вы живете южнее экватора, названия месяцев укажут, когда соответствующая часть неба будет в 10 часов вечера на севере.
Звезды в течение многих тысячелетий приковывают к себе внимание людей, умевших уже в глубокой древности различать группы звезд с характерным расположением — созвездия, которым они давали имена персонажей мифов и легенд. Среди множества созвездий есть легко узнаваемые, другие требуют большего воображения. Одним из самых, заметных является Орион. Это созвездие представляется нам охотником, широким шагом пересекающим небо.
Ориентиры на звездном небе
Продолжив мысленно прямую, соединяющую три звезды пояса Ориона, а одну сторону, мы найдем Сириус — самую яркую звезду на небе. Продолжив линию в обратном направлении, мы найдем звезду Альдебаран в созвездии Тельца. Семь самых ярких звезд Большой Медведицы образуют Большой Ковш. Две замечательных звезды Мерах и Дубхе называют так же Указателями, потому что соединяющая их прямая всегда укажет наблюдателю путь к Полярной звезде.
Звёздное небо
Астрономия является одной из древнейших наук. Предметом изучения астрономии является огромное количество объектов, от метеорных песчинок, которые сгорают в атмосфере Земли до необъятных просторов Вселенной. В зависимости от изучаемой области астрономии, её разделяют на отдельные части. Одним из разделов в курсе общей астрономии является Сферическая астрономия или как её ещё называют Астрометрия. Она изучает положение и вращение Земли, движение небесных объектов, путём измерения углов на небе, для чего необходимы длительные наблюдения небесных тел. Главными целями Сферической астрономии является:
— Установление систем небесных координат;
— Получение параметров, характеризующих наиболее полно закономерности вращения Земли.
Главными элементами Сферической астрономии ещё с древности считаются:
Звёзды и их расположение на небе. Невооружённым глазом в ночном небе в одном полушарии, мы можем увидеть 3000 звёзд, а в обоих полушариях 6000 звёзд.
Зодиакальные созвездия – созвездия, которые находятся на линии годичного движения Солнца – эта линия называется эклиптика. В каждом из них, Солнце находится около месяца. Сегодня принято считать, что зодиакальных созвездий 12, но на самом деле Солнце в своём движении пересекает 13 созвездий. 13 созвездие называется Змееносец и находится между созвездиями Скорпион и Стрелец, но для удобства оно было убрано из числа зодиакальных.
Все звезды кажутся одинаково далёкими от нас, но истинное расстояние до них различно, и определить его можно только путем очень точных измерений и расчетов. Из-за осевого вращения Земли, звезды нам кажутся перемещающимися по небу, но при внимательном наблюдении можно заметить, что Полярная звезда почти не меняет своего положения относительно горизонта. Другие же звезды описывают в течении суток полный круг с центром вблизи Полярной. Это можно легко проверить, проведем небольшой опыт. Необходимо закрепить на штативе фотоаппарат, навести его на полярную звезду, и поставить длительную выдержку. В результате, мы получим фото, на котором увидим концентрические дуги – следы путей звезд. Общий центр этих дуг – точка, которая остается неподвижной при суточном движении звезд, условно называется северным полюсом мира. Диаметрально противоположная ему точка называется южным полюсом мира. Вращение звёзд происходит с Востока на Запад.
История астрономии
С тех самых пор, когда люди стали объединяться в группы, возникало множество проблем и вопросов, связанных с окружающим миром и природными явлениями, которые, так или иначе, влияли на жизнь человека. Вплоть до XIX века, астрономия была ограничена рамками познаний лишь в пределах Солнечной системы, объекты, находившиеся за её пределами и тем более за пределами нашей Галактики, были недосягаемы для изучения, и представления о них были лишь умозаключительными. Историческое развитие в астрономии заключается в том, что она формировалась, как наука вместе с изменяющейся в разные периоды общественной жизнью и культурой. В каждой народности были свои культура, мифы и обычаи, свои первооткрыватели, которые вносили вклад, делая открытия и давая объяснения тем или иным событиям, связанным с проявлениями природы и окружающего мира. Астрономия была необходима для охотников и мореплавателей, знание о расположении звёзд давало возможность для ориентации и навигации. Но для этого были необходимы длительные и регулярные наблюдения за светилами. Несмотря на то, что знание древних египтян о небесных светилах отставало от вавилонских, в задаче счёта времени жрецы Египта ушли вперёд. С развитие земледелия, возникает календарь (Рис.2), в котором год состоял из 12 месяцев, а месяц из 30 дней с добавочными 5 днями. Впоследствии этот календарь был положен в основу юлианского календаря, созданного в эпоху Древнего Рима.
Египтяне установили продолжительность года и создали систему летоисчисления.
…«Мир не только сфера, — говорит Платон. — Но сфера эта совершенна; Творец позаботился о том, чтобы поверхность ее была абсолютно гладкой, и это не без причин…»…
Длительные наблюдения светил помогли создать календарь, но привели к вопросу, который долгое время не находил ответа, что же находится в центре Земля или Солнце? Вопрос повис на многие столетия.
К VI в. до н.э. развитие культуры и науки в Европе способствовали созданию философских школ. Так известный древнегреческий философ и математик Пифагор (570-490 г. до н.э.) основал религиозно-философскую школу пифагорейцев. Он связывал сущность мира с соотношениями между числами. Пифагор считал, что Земля шарообразна и находится в центре, а Солнце, Луна и планеты вращаются вокруг неё. Т.е. он был приверженцем геоцентрической системы мира.
Вопросов, которые бы решала сферическая астрономия очень много, помимо центра мира, неразрешимым вопросом было узнать расстояния до этих светил. Аристарх Самосский (310-230 гг. до н.э.) внёс огромный вклад в науку, он первый, кто задался вопросом о размерах и расстоянии до Луны и Солнца. Из всех сочинений Аристарха Самосского до нас дошло только одно, «О величинах и расстояниях Солнца и Луны». Поставив перед собой сложные задачи, он сам пытался их разрешить. К тому времени уже было представление о том, что Луна вращается вокруг Земли, во время затмений Луна заходит в тень Земли. Аристарх в доказательство своих теорий пользовался геометрическими теоремами, а условие теорем называл гипотезами.
Классик персидской литературы Омар Хайям (1048 – 1122 гг. н.э.), автор знаменитых четверостиший – рубай, был астрономам. По его предложению был введён на Востоке один из самых точных календарей с високосными годами. Ошибка календаря была ничтожно малой – сутки за 4 500 лет.
Внук Тимура Улугбек (1394-1449 гг. н.э.) в 15 лет стал правителем Самарканда и прилегавших областей. При нём были сооружены грандиозные здания учебных заведений (Медресе). Он, с раннего детства пользуясь огромной библиотекой своего деда для самообразования, и оказался просвещённым правителем. В построенных в 1420 г. зданиях Медресе он основал университет, для преподавания в который были приглашены известные учёные, в том числе и астрономы. Через несколько лет, недалеко от Самарканда была создана большая обсерватория «Дворец наук», главным инструментом которой был огромный квадрант (по некоторым сведениям секстант). Часть его находилась в высеченной в скале траншее, а другая часть снаружи. Наземная часть дуги возвышалась над поверхностью земли приблизительно на двадцать метров, а глубина траншеи, в которой расположена сохранившаяся до нашего времени часть дуги (от 57 до 80 ), равна одиннадцати метрам. Квадрант размещался в плоскости меридиана и использовался для наблюдений кульминации и измерении угловых расстояний Солнца, Луны, планет и опорных звёзд. Точность наблюдений доходила до 1 После восьми лет наблюдений Улугбек составил каталог более 1000 звёзд, 700 попали в него впервые.
Знаменитый датский астроном Тихо Браге (1546-1601 гг. н.э.)– был искуснейшим наблюдателем дотелескопического периода. Каждую ясную ночь он проводил наблюдения, и это позволило ему составить очень точный звёздный каталог и собрать обширные данные наблюдений планеты Марс. Как лучший наблюдатель дотелескопической эры Тихо Браге достиг необходимой точности для обнаружения строгих закономерностей в движении планет.
Как рассматривать звездное небо и находить созвездия
Астрономия для детей и начинающих: карты звездного неба, бинокль, телескоп
Отдыхая вдалеке от городов, а особенно на юге, где темнеет рано, мы вдруг начинаем замечать звездное небо, которого так мало стало в городах — из-за освещения и облачности. Если ваши дети заинтересовались созвездиями на ночном небе, книжка «Любительская астрономия» будет очень кстати: в ней подробно рассказано об астрономии и наблюдениях, которые можно сделать самостоятельно.
Световое загрязнение
Наблюдать звезды становится все труднее из-за уличного освещения. В городах зачастую доступны глазу лишь самые яркие звезды и планеты, ну и, конечно, Солнце с Луной. Из-за светового загрязнения сегодня 60% жителей Европы и почти 80% жителей Северной Америки не могут видеть светящуюся полосу Млечного Пути — проекцию на небе диска нашей Галактики.
Когда в 1994 году из-за землетрясения в Лос-Анджелесе отключилось электричество, в полицию полетели массовые сообщения о том, что над городом появилось какое-то странное «гигантское серебристое облако». Оказалось, что это был Млечный Путь, который уже давно исчез с ярко-серого ночного неба мегаполиса.
Однако на территории России еще есть места, где можно увидеть и Млечный Путь, и звезды 6-й величины. В целом же для проведения наблюдений за звездным небом нужно стараться отъехать хотя бы на 20-30 км от города.
Небесная сфера и карты звездного неба
Небо кажется нам огромным куполом, а точнее сферой. В древности считалось, что это реальная прозрачная твердая сфера (или несколько сфер), а современные астрономы все еще употребляют понятие «небесная сфера», подразумевая под этим воображаемую сферу, на которую проецируются все видимые светила.
Со времен древних греков в науке принято деление неба на созвездия. В настоящее время решением Международного астрономического союза небо разделено на 89 участков, носящих имена 88 созвездий (два участка, принадлежащих созвездию Змея, разделены созвездием Змееносец). Чуть больше половины из них известны со времен античности и носят в основном мифологические названия. Остальные появились в XVI-XIX вв.
Какие-то из созвездий содержат заметные рисунки, образованные яркими звездами, в других неопытный наблюдатель вообще может не разглядеть ни одной звезды. Но созвездия покрывают собой всю площадь неба: нет ни одного, даже самого маленького участка на нем, который не входил бы в какое-то созвездие.
Для наблюдений любителю астрономии необходимы карты звездного неба. Они бывают разных типов. На некоторых из них показаны линии, соединяющие яркие звезды созвездий. Такие карты призваны помочь начинающему любителю лучше ориентироваться на небе.
Другие карты не содержат этих линий, но на них нанесены границы созвездий (то есть участки небесной сферы, которые они занимают), а также небесные координаты. На них могут быть обозначены звезды, которые тусклее тех, что видны невооруженным глазом, а также туманности, галактики и звездные скопления. Такие карты предназначены для наблюдений с помощью телескопа или другого оптического прибора.
Карта околополярных созвездий
С чего начинать знакомство с созвездиями
Новичку может показаться, что распознать среди множества звезд фигуры созвездий очень трудно. К тому же многие карты звездного неба искажают их очертания из-за специфики картографических проекций. Но отчаиваться ни в коем случае не надо, опыт приходит со временем, и однажды, после нескольких неудачных попыток, вы увидите то, что искали — и будете удивляться, как можно было это так долго не находить.
Конечно, лучше придерживаться определенного алгоритма знакомства с созвездиями, начиная с самых ярких, заметных и известных, которые могут быть ориентирами и опорными пунктами для поиска других.
Для жителей Северного полушария отправным пунктом может стать околополюсное созвездие Большая Медведица. В средних широтах оно не заходит за горизонт, и в вечернее время его «ковш» из семи звезд можно найти без особого труда: осенью — невысоко над северным горизонтом, зимой — повыше, в северо-восточной части неба, весной — высоко (для Москвы практически в зените), летом — на северо-западе.
Большая Медведица служит отличным ориентиром для поиска других звезд и созвездий. Наиболее известен способ, как найти с ее помощью Полярную звезду — продолжив внешнюю сторону «ковша». Однако, как показано на схеме, с помощью этой примечательной фигуры из звезд можно найти еще много других созвездий.
Отталкиваясь от «ковша» Большой Медведицы, вы найдете Полярную звезду и созвездие Малая Медведица, затем в их окрестностях научитесь узнавать созвездия Дракон, Кассиопея, Цефей и Персей, а после Ковш укажет вам и направления на более далекие созвездия Лев, Волопас, Возничий.
Следующий шаг — найти созвездия, которые видны в вечернее время в южной части неба в определенные сезоны года. Осенью выделяются созвездия Пегас и Андромеда, которые вместе тоже напоминают Ковш, но более крупный, чем у Большой Медведицы. Разглядев его, можно искать созвездия Овен и Персей, а потом — более слабые: Рыбы, Треугольник, Кит.
На зимнем небе главная фигура, конечно же, Орион с его блистающим «бантом», украшенным яркими Бетельгейзе и Ригелем и характерным «поясом» из трех звезд. Продолжив этот «пояс» вверх и вниз, мы найдем другие яркие звезды — Альдебаран из созвездия Телец и Сириус в созвездии Большой Пес. А дальше можно найти остальные зимние созвездия: как приметные, тоже имеющие в своем составе звезды первой величины и ярче (Близнецы, Возничий, Малый Пес), так и неяркие — Единорог, Заяц.
На весеннем небе главное созвездие — Лев с ярким Регулом. Найдя его, нетрудно затем отыскать другие яркие светила — Арктур из Волопаса и Спику, сияющую в Деве. Затем можно приступить к поиску остальных, намного более тусклых созвездий — Рак, Ворон, Чаша, Гидра, Малый Лев, Секстант, Волосы Вероники.
Летом и осенью в южной части неба выделяются три яркие звезды: Вега, Денеб, Альтаир. Это главные звезды созвездий Лира, Лебедь и Орел, но вместе их называют Осенне-летним треугольником. С него и нужно начинать знакомство с летним небом, а затем искать остальные летние созвездия — Северную Корону, Геркулес, Змееносец со Змеей, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей, Лисичка, Дельфин, Стрела, Щит.
Оптические приборы для астрономических наблюдений
Любителю астрономии, если он не хочет ограничиваться чтением книг, просмотром фильмов и поиском созвездий по карте, необходим оптический прибор.
Если вы увлеклись астрономией лишь недавно и не имели до того опыта наблюдений, оптимальным вариантом первого прибора для вас станет не крупный телескоп, а бинокль. Он легче и компактнее телескопа и прекрасно подойдет для общего знакомства с небом, Млечным Путем, яркими туманностями и звездными скоплениями, крупными деталями на поверхности Луны. Также с помощью бинокля можно наблюдать и кометы.
Покупая бинокль, обращайте внимание прежде всего на его апертуру (диаметр объектива) и увеличение. Например, бинокль с маркировкой 6×50 — это бинокль с апертурой 50 мм и увеличением 6 крат. Бывают очень большие бинокли с большим увеличением, например 20×100, но их невозможно использовать, держа в руках, по причине большой тяжести и дрожания изображения (дрожь в руках из-за тяжелого бинокля многократно усиливается большим увеличением). Поэтому использовать такие громоздкие инструменты можно только со штативом. Оптимальные параметры бинокля для обзоров неба и наблюдений с рук — 7×50 или 8×56.
Конечно, по-настоящему увлеченный любитель вряд ли ограничится одним биноклем, и телескоп закономерно будет следующим этапом.
Любительские телескопы чаще всего принадлежат к двум первым исторически появившимся типам — рефракторам и рефлекторам. Выбирая телескоп, нужно, как и в случае с биноклем, четко представлять себе, чего вы от него хотите, а также — что реально можно от него ожидать. Ни один телескоп, даже крупный, не покажет вам таких картинок, как на фотографиях с «Хаббла».
Кроме того, подумайте о том, где вы будете проводить наблюдения. Если вы живете в зоне интенсивной засветки, то громоздкий инструмент с большой апертурой, стоящий на балконе, все равно не продемонстрирует вам всего, на что он способен, а транспортировать его за город будет сложно, в отличие от более компактного.