Небесная сфера - системы координат

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Небесная сфера - системы координат
SkyGlobe
Сферические системы координат (с.к.):
Географические координаты
Горизонтальная с.к.
Экваториальная с.к. (1-я и 2-я)
Эклиптикальная (эклиптическая) с.к.
Галактическая с.к.
Какое движение (физическая основа)
задает систему координат?
Небесная сфера - воображаемая сфера произвольного
радиуса с центром в произвольной точке пространства,
на поверхности которой расположены светила, так как они
видны из данной точки

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Небесная сфера
SkyGlobe
Петрозаводск
21.02.2001
18:30 МСК

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Небесная сфера
SkyGlobe
Петрозаводск
21.02.2001
18:30 МСК

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Небесная сфера
SkyGlobe
Петрозаводск
21.02.2001
21:30 МСК

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Небесная сфера - системы координат
SkyGlobe
Географические с.к.
Горизонтальная с.к.
Географические координаты
Применение GPS

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Небесная сфера - системы координат
SkyGlobe
Экваториальная с.к.
Теорема о высоте
полюса мира
α − прямое восхождение
(t − часовой угол)
δ − склонение

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Небесная сфера - системы координат
SkyGlobe
Экваториальная с.к.
α − прямое восхождение
δ − склонение
Движение светил

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Небесная сфера - системы координат
SkyGlobe
Экваториальная с.к.
Кульминации светил
α − прямое восхождение
δ − склонение

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Небесная сфера - системы координат
SkyGlobe
Эклиптическая (эклиптикальная) с.к.
♈- точка весеннего
равноденствия
♎- точка осеннего
равноденствия
β − эклиптикальная
широта
λ − эклиптикальная
долгота
♋- точка летнего
солнцестояния
♑- точка зимнего
солнцестояния

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Небесная сфера - системы координат
SkyGlobe
Галактическая с.к.
♈- точка весеннего
равноденствия

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Небесная сфера - системы координат
SkyGlobe
Солнечная система в галактической с.к.
Движение вокруг центра Галактики
апекс: l = 90o, b = 0o, линейная скорость ~ 230 км/с, угловая скорость 0".0053/год,
период ~ 2.5*108 лет
Движение относительно ярких звезд (до 6m) - стандартное движение Солнца
апекс: α = 271ο , δ = +30ο, скорость 19.4 км/с = 0.0112 а.е./сутки ~ 4.15 а.е./год
Движение относительно ближайших звезд - основное движение Солнца
апекс: α = 265ο , δ = +21ο, скорость 15.5 км/с ~ 3.27 а.е./год
Движение относительно межзвездного газа
апекс: α = 258ο , δ = −17ο, скорость 22-25 км/с
Движение относительно фона реликтового излучения 2.73 K
апекс: λ = 264ο.7 +− 0ο.8, β = 48ο.2+−0ο.5, скорость 369 +- 11 км/с

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Небесная сфера - системы координат
SkyGlobe

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Небесная сфера - системы координат
SkyGlobe

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Небесная сфера - системы координат
SkyGlobe

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Небесная сфера - системы координат
SkyGlobe

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Методы астрономических исследований
Наблюдения и их особенности, эффекты селекции
Экспериментальная астрономия: на Земле и в космосе
Методы получения сведений о положении, движении
и физических процессах в астрономических системах

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Факторы, искажающие положение светил на небесной сфере - от наблюдений к каталогу
Наблюдатель находится на движущемся небесном теле,
число движений велико, вклад их в искажение различен:
вращение Земли вокруг оси, вокруг З. Вокруг ц.м. системы
Земля-Луна, обращение вокруг Солнца, движение вместе
с Солнечной системой вокруг центра Галактики, движение
относительно локальной группы звезд, неравномерности
в перечисленных движениях и т.д.;
Собственные движения наблюдаемых тел;
Физические эффекты, в т.ч. являющиеся следствием
движений и относительного расположения:
рефракция, аберрация, гравитационные линзы.

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Факторы, искажающие положение светил на небесной сфере
Рефракция
Суточный параллакс
Годичный параллакс
Аберрация
- суточная аберрация
- годичная аберрация
Прецессия
Нутация
Собственные движения светил

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Факторы, искажающие положение светил на небесной сфере
Рефракция -
от 0 до 35' ( ' - угловая минута)

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Факторы, искажающие положение светил на небесной сфере
Суточный параллакс -
база в треугольнике
экваториальный радиус Земли
Годичный параллакс -
- база в треугольнике
средний радиус орбиты Земли
Искажения зависят от расстояния:
сут. п. Л. 57’; С. 8’’,79; зв.0’’,00004
год.п. Проксима Центавра 0’’,762

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Факторы, искажающие положение светил на небесной сфере
Аберрация - для всех светил, независимо от расстояния,
связана с движением самого наблюдателя
- суточная аберрация - вращение Земли, Vэкв=0,46 км/с,
при δ > 80 в сутки 0’’,319
- годичная аберрация - движение Земли вокруг Солнца
(Брадлей, 1728), Vз=29,8 км/с в год k=+- 20’’,496
- любая другая составляющая движения наблюдателя

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Факторы, искажающие положение светил на небесной сфере
Прецессия
- в год 50’’,26;
период 26000 лет
Нутация
- в год 3’’,11;
период 18,61 лет

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Факторы, искажающие положение светил на небесной сфере
Собственные движения наблюдаемых светил: планеты,
звезды, внегалактические объекты
Звезда «Летящая» Барнарда - в год 10’’,27
& Большой Медведицы - в год 0’’,36
& Льва - в год (по склонению) - 0’’,004

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Оптические «обманы» - физика и физиология

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Оптические «обманы» - физика и физиология
Кажущаяся большая Луна у горизонта, из-за кажущейся
сплюснутости небесной сферы:
разная способность человека оценивать
вертикальные и горизонтальные расстояния,
отсюда - ошибки в определении угловых высот

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Оптические «обманы» - физика и физиология

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Оптические «обманы» - физика и физиология
Роль «текстуры» - рельсы
Роль «текстуры» - тень и шарик
Роль «текстуры» - параллели
Роль «текстуры» - тень и шарик
http://www.sandlotscience.com/Moonillusion/moonillusion1.htm
Роль «контура» - BananaCard

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Оптические «обманы» - физика и физиология
Роль «текстуры»- рельсы
Роль «текстуры» - тень и шарик
Роль «текстуры» - параллели

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Оптические «обманы» - роль «текстуры - контекста»

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Методы определения расстояний

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Методы определения расстояний

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Методы определения расстояний - параллакс

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Методы определения расстояний - параллакс

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Методы определения расстояний - небесная механика
3-й закон Кеплера:
T12/ T22 = a13/ a23
Уравнение синодического
движения:
1/S=1/T-1/Tз
(для нижних планет);
1/S=1/Tз-1/T
(для верхних планет)
Конфигурации планет

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Методы определения расстояний - фотометрия
Фотометрия - применение закона освещенности: E ~ 1/r2 ;
Звездная величина m- "блеск" светила, т.е. освещенность, которую создает светило в месте его наблюдения. "Звездная величина - это взятый со знаком минус логарифм по основанию 2,512 от освещенности, создаваемой данным светилом на площадке, перпендикулярной к лучу", 2.512 из соображения, чтобы интервал 5 звездных величин давал разность в блеске (освещенности) ровно в100 раз: (Em/Em+1 = 2,512; Em/Em+5 = 100) Звезда 0m создает освещенность 2,78*10-6 люкс, или во всем видимом спектре 106 кв/см2сек или только в зеленой линии - 103 кв/см2сек).
Абсолютная звездная величина M - звездная величина, которую имело бы светило, находясь на расстоянии 10 пк (32,6 св.лет) от наблюдателя. Т.о. при сравнении абсолютных звездных величин светил сравниваются их светимости. Зная видимые звездные величины и степень поглощения света межзвезной средой можно определять расстояния до светил:
m1 - m2 = - 2.5*lg E1/E2;
lg r = 1 + 0,2*(m-M); M - из диаграммы Герцшпрунга-Рессела,
m- из наблюдений.

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Методы определения расстояний - фотометрия +
lg r = 1 + 0,2*(m-M); M - из диаграммы Герцшпруга-Рессела,
m- из наблюдений.

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Методы определения расстояний - фотометрия +
Цефеиды

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Методы определения расстояний - красное смещение

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Методы определения расстояний - красное смещение
Постоянная Хаббла - коэффициент пропорциональности между скоростью удаления внегалактических объектов и расстоянием до них. Точно на сегодня не определена и разными исследователями принимается равной от 55 до 140 км/с на Мпс.

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Методы определения расстояний - характерные детали
Наблюдение за расширением
оболочки Сверхновой Звезды,
которую наблюдал Тихо Браге
11 ноября 1572 года в созвездии
Кассиопея
1572 г.
2000 г.
Рисунок Тихо Браге 1572 года

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Методы определения масс
M1*a1 - M2*a2 = 0
Из 3-го закона Кеплера

(с) 2003
[email protected]
1) Новая хронология мировой
истории
http://www.univer.omsk.su/foreign/fom/fomr.htm
Астрономия
Время и календарь
Универсальный календарь-конвертер http://emr.cs.uiuc.edu/home/reingoldУниверсальный календарь-конвертер http://emr.cs.uiuc.edu/home/reingold/
другой вариант календаря-конвертера http://www.fourmilab.ch/documents/calendar/
Время и его измерение, история http://physics.nist.gov/
Время сейчас http://www.time.gov/
Дискуссия по глобальной хронологии А.Т.Фоменко
2) Нескалигерова история
http://rts.kiam.ru/history/
3) Новая хронология
http://www.newchrono.ru/

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Время и календарь
Время сейчас http://www.time.gov/
Сутки [*] - интервал времени между двумя последовательными одноименными кульминациями {*}
[звездные] - {точки весеннего равноденствия}
[истинные солнечные] {истинного Солнца}
[средние (солнечные)] {“среднего” Солнца}
“Среднее” Солнце - воображаемая (вычисляемая) точка, равномерно движущаяся по небесному экватору и завершающая по нему полный оборот за один тропический год.
Δ φ ~ 10; 10 ~ 4m
Δ φ
Δ φ
♈

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Время и календарь
Время и его измерение, история http://physics.nist.gov/

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Время и календарь
Время сейчас http://www.time.gov/
Сутки [*] - интервал времени между двумя последовательными одноименными кульминациями {*}
[истинные солнечные] {истинного Солнца}
[средние (солнечные)] {“среднего” Солнца}
“Среднее” Солнце - воображаемая (вычисляемая) точка, равномерно движущаяся по небесному экватору и завершающая по нему полный оборот за один тропический год.
Небесная сфера
Эклиптика
Небесный экватор
Истинное Солнце
Точка весеннего равноденствия
Среднее Солнце

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Время и календарь
Универсальный календарь-конвертер http://emr.cs.uiuc.edu/home/reingoldУниверсальный календарь-конвертер http://emr.cs.uiuc.edu/home/reingold/
Время сейчас http://www.time.gov/
JD - Юлианские дни, в 1583 году,
Ж.Скалигер: JD = 1.0 в полдень 1.01.4713 г. до н.э.
На Гринвичском меридиане, т.е. GMT = 12 h, так,
в полдень GMT 28.02.2001 наступил JD=2 451 969

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Время и календарь
Время сейчас http://www.time.gov/
Вариации неравномерности времени из-за наклона оси Земли к эклиптике, (лиловая линия), и неравномерности движения Земли по эллиптической орбите (синяя линяя).
Уравнение времени - сумма этих двух эффектов.

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Время и календарь
Время и его измерение, история http://physics.nist.gov/

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Время и календарь
Время и его измерение, история http://physics.nist.gov/

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Время и календарь
Время и его измерение, история http://physics.nist.gov/

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Время и календарь
Время сейчас http://www.time.gov/
Уравнение времени - сумма
двух эффектов.
Аналемма Солнца

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Время и календарь
Время сейчас http://www.time.gov/

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Время и календарь
Время сейчас http://www.time.gov/
AM - ante meridiem (до полудня)
PM - post meridiem (после полудня)
GMT или UT - Всемирное время,
Гринвичское среднее время
ET - эфемеридное время,
IAT - атомное время
Поясное время - с 1884 года,
уточненные часовые пояса - с 1981 г,
декретное время (+1 час) - с 1930 г,
летнее время (+1 час) - с 1981 г.

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Небесная механика
Законы Кеплера и возмущения
Время сейчас http://www.time.gov/
3) Задача N-тел
2) задача 3-х тел
1) задача 2-х тел1) задача 2-х тел (1-2)
Возмущенное движение
Частное решение:
точки Лагранжа
ACE, SOHO...

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
Небесная механика
Законы Кеплера и возмущения
Частное решение:
точки Лагранжа
ACE, SOHO...

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
История астрономии - геоцентрическая система

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
История астрономии - Тихо Браге

(с) 2003
[email protected]
Астрономия
История астрономии - Исаак Ньютон

(с) 2003
[email protected]
Сообщение о работе студентов, изучающих снимки с Марса,
полученных с аппарата Mars Global Surveyer (MGS), на которых
изображены странные черные камни (mysterious black boulders)
Астрономия
AstroNews - новости астрономии
MGS
Марс