Змінні зорі: їх відкриття, дослідження та спостереження

Опис видатних астрономів, які зробили найбільший вклад в науку про змінні зорі. Огляд історії відкриття затемнюваних зір. Характеристика класифікації змінних зір сферичної галактики. Дослідження особливостей карликової цефеїди, спектральних змінних зір.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Міністерство освіти і науки молоді та спорту України

Вінницький обласний центр технічної творчості учнівської молоді

Колоквіум: «Космос. Людина. Духовність»

Секція: «Космос у лабораторії»

Реферат

«Змінні зорі: їх відкриття, дослідження та спостереження»

Виконала Паскаренко Ангеліна Володимирівна

Науковий керівник: Почапська Надія Іванівна

м. Вінниця 2013р.

Зміст

Вступ

1. Змінні зорі. Історія відкриття

2. Затемнювані зорі

3. Фізично - змінні зорі

4. Класифікації змінних зір

4.1 Цефеїди

4.2 Віргініди

4.3 Ліриди

5. Види змінних зір

5.1 Молоді змінні зорі

5.2 Змінні Хаббла-Сендіджі

5.3 Карликові цефеїди

5.4 Спектральні змінні зорі

6. Еволюція зір

7. Спостереження змінних зір

Висновок

Джерела інформації

Додатки

Умовні позначення

М - абсолютна зоряна величина;

n^m ? видима зоряна величина об'єкта;

n^g,a ? період блиску зірки у добах.

Вступ

Будь-яку зірку можна назвати змінною - з часом її блиск і навіть колір міняються. Зміни відбуваються настільки повільно, що людського життя не вистачить для того, щоб їх виявити. Недарма із глибокої давнини зоряне небо вважалося у багатьох народів головним символом незмінності й вічності.

Змінні зорі - зорі, у яких спостерігається зміна блиску. Взагалі блиск будь-якої зірки тією чи іншою мірою змінюється із часом. Але змінними називають зорі, в яких зміна блиску була надійно зафіксована на досягнутому рівні техніки спостереження. Зірка відноситься до змінних, якщо її блиск зазнав змін хоча б один раз. На даний момент існує незліченна кількість змінних зірок. Науковці не мають змоги їх повністю дослідити і ми - астрономи-любителі, повинні допомагати їм. Наше завдання - допомога науковцям у вивченні цього прекрасного явища - змінних зір.

Вивчення змінних зір є важливим завданням сучасної астрофізики. Вирішення багатьох питань потребує масових спостережень блиску змінних зір. Кожна змінна зірка потребує постійного спостереження за нею, а їх нам відомо - майже 20 тисяч.

Спостереження змінних зір має величезну наукову цінність. Кожен учень чи викладач, який цікавиться астрономією, може зробити свій внесок у вивчення змінних зір. Адже для цього буває достатньо бінокля чи невеличкого телескопа. От і я, ще початківець, зацікавилась спостереженнями змінних зірок.

Мета роботи:

v систематизувати її для кращого сприйняття любителями астрономії,

v графічно зобразити сузір'я та відмітити розташування в них змінних зірок,

v використати мої графічні зображення для ілюстрації тексту та презентації,

v проведені мною спостереження змінних зір представити у вигляді таблиці,

v розробити вікторину по даній темі для перевірки засвоєння матеріалу учнями,

v опублікувати відповіді до питань вікторини.

Робота може бути використана юними астрономами, вчителями на уроках астрономії в школах та в гуртках для поглибленого вивчення даної теми.

Моя розробка була презентована на обласній конференції юних астрономів.

1. Змінні зорі. Історія відкриття

Регулярні спостереження астрономів за зоряним небом є підґрунтям того, що багато відомостей про незвичайні явища - появу комет, сонячні та місячні затемнення, падіння метеоритів - протягом багатьох сотень років заносилися в хроніки та літописи.

Саме поява яскравої нової зірки в сузір'ї Скорпіона в 134 році до нашої ери надихнула Гіппарха на складання каталогу зірок.

Рис. 1. Давньогрецький астроном Гіппарх (190-125рр. до н.е.)

Вчений Тіхо де Браге детально описав спалахуючу в сузір'ї Кассіопеї в 1572 році настільки яскраву нову зірку, що її можна було спостерігати вдень при повному сонячному освітленні!

Рис.2. Астроном з Данії Тіхо де Браге (1546-1601рр.)

Завдяки роботі Тіхо де Браге астрономи дізналися про існування змінних зірок дуже давно, хоча вони не звернули на них увагу. Не було зроблено ніяких спроб пояснення явища. Тепер ми знаємо, що спалах нової зірки є результатом її вибуху.

Рис.3. Максимум блиску наднової

Змінність зірок спричинена не тільки вибуховими явищами. Перша регулярно змінююча свій блиск зірка була відкрита в 1596 році Давидом Фабриціусом. Визначаючи видиме положення однієї із планет, Фабриціус помітив невідому йому зірку другої зоряної величини в сузір'ї Кита. Вчений спостерігав за зіркою до тих пір, доки вона не сховалася для неозброєного ока. Цю зірку астроном назвав Міра, що означає «чудесна». Зірка була позначена як омікрон Кита. Було відкрито, що її блиск змінюється періодично, максимуми блиску повторюються в середньому через 331,6 доби.

Рис. 4. Німецький астроном Давид Фабриціус (1564-1617рр.)

Першим астрономом, який проявив підвищений інтерес до вивчення змінних зірок, був італієць Монтанарі (1633-1687). Він відкрив змінність зірки Персея - Алголя.

Монтанарі здійснював пошуки й інших змінних зірок.

Рис. 5 Персей

Регулярні спостереження змінних зірок в кінці XVIII століття розпочали двоє молодих англійських астрономів Едуард Піготт і Джон Гудрайк. Астроном Гудрайк - не тільки спостерігав, а ще й пояснив змінність Алголя. Він встановив, що Алголь періодично, через кожні 2 доби 20 годин і 49 хвилин послаблює свій блиск, це відбувається через затемнення яскравої зірки її менш освітленішим супутником. Крім Алголя, Гудрайк відкрив ще одну затемненно - подвійну зірку Ліри та змінність зірки Цефея.

Рис. 6. Джон Гудрайк (1764-1786рр.)

Він відкрив та спостерігав ще дві змінні зірки: R Північної Корони та R Щита Едуард Піготт (1750-1786рр.). Кожна з них є представницею особливого типу змінних зірок.

В 1783 році Гудрайк відкрив змінність зірки Орла.

Таким чином, на початку XIX століття були відкриті майже всі головні типи змінних зірок:

Ш затемнені,

Ш довгоперіодичні,

Ш наднові,

Ш наполовину правильні зірки.

Це не дивлячись на той факт, що складений Піготтом каталог змінних зірок включав в себе тільки 12 небесних світил.

Видатні астрономи, які зробили найбільший вклад в науку про змінні зорі.

Фрідріх Вільям Август Аргеландер розробив спосіб візуальної оцінки блиску змінних зір, який я детально описала у додатках.

В кінці XIX століття, завдяки розвитку наукової фотографії, з'явилась можливість отримувати знімки навіть слабких зірок.

Найбільша колекція знімків була створена в Гарвардській обсерваторії, де цю роботу організував видатний американський астроном Е.Пікерінг (1849-1919рр). Там зберігаються знімки як північного, так і південного неба, зроблені в період з 1890 до 1954 року.

«Скляні бібліотеки» змінних зір були також в Одесі, Душанбе, Казані, Ташкенті, Києві, Львові, Тарту.

За допомогою фотознімків було відкрито безліч змінних зірок. Якщо в 1875 році було відомо тільки 143 змінних зірки, то на сьогоднішній день їх відомо більше 20 000.

Надзвичайно велике значення мають точні виміри блиску змінних зірок. Це завдання виконує спеціальний прилад - фотометр. В такому приладі спостерігач одночасно бачить дві зірки: ту, яку спостерігає - справжню та другу - штучну. Спеціальний прилад дозволяє змінювати блиск штучної зірки і спостерігач порівнює блиск двох зірок. Пізніше було розроблено фотометри, які дозволяли виявляти почорніння зірки на фотографічних знімках і по ним визначали блиск зірки. [1]

Українські астрономи Пелагія і Григорій Шайни -- одні з найкращих дослідників змінних зір, малих планет і комет.

На початку XX ст. астрономи світу мали...