Презентація на тему «Скорость звезд»

Тема: Пространственная скорость звезд
Самую узнаваемую группа звезд на небе Северного полушария – Большой Ковш (часть созвездия Большой Медведицы, имеет различные имена у разных народов). Пять звезд Большого Ковша расположены в одном месте в пространстве и возможно, что образовались примерно в одно время.
Воронецкий Никита

Собственное движение звезды
Собственное движение измеряется в секундах дуги в год μ [ ″/год ].
В 720г И. Синь (683-727, Китай) в ходе углового изменения расстояния между 28 звездами, впервые высказывает догадку о перемещении звезд.
   В 1718г Э. Галлей (1656-1742, Англия) открывает собственное движение звезд, исследуя и сравнивая каталоги Гиппарха (125г до НЭ) и Дж. Флемстида (1720г). Первой звездой, у которой он в 1717г обнаружил собственное движение была Арктур (α Волопаса), находящуюся в 36 св.г.  и имеющей собственное движение
2,3"/ год.
Из наблюдений было замечено, что координаты звезд медленно меняются вследствие их перемещения по небу.
Итак, звезды движутся, т.е. меняют со временем свои координаты. К концу 18 века измерено собственное движение 13 звезд, а В. Гершель в 1783г открыл, что наше Солнце также движется в пространстве.

Изменение положения звезд на небе
Звезда Бернарда в созвездии Змееносца самая быстро перемещающаяся (10,31”/год) звезда на небе.
Смещение звезд за 100 лет в сравнении с диском Луны.
Звезды движутся с разными скоростями, в разном направлении и находятся на разном расстоянии от нас. Вследствие этого взаимное расположение звезд меняется со временем, что можно заметить в течение тысячелетий.
Взаимное расположение группы звезд Большой Медведицы со временем.
Какие звезды скорее всего принадлежит к одной группе?

Пространственная скорость
Так как  r =a/π , то с учетом смещения μ получим
r.μ =a.μ/π; но r.μ/год=υ, тогда подставляя числовые данные получим тангенциальную скорость υτ =4,74.μ/π.
  
Лучевую скорость υr  определяют по спектру [эффект Х. Доплера (1803-1853, Австрия), установившего в 1842г, что длина волны источника изменяется в зависимости от направления движения]
υr =∆λ.с/λо
Применимость эффекта к световым волнам была доказана в 1900 году в лабораторных условиях
А. А. Белопольским (1854-1934).
Состоит из:
Vr - лучевая (по лучу зрения) скорость
Vτ - тангенциальная скорость
Из рисунка по теореме Пифагора

Лучевая скорость
На рисунках показано смещение линии водорода в спектре звезды в зависимости от направления движения звезды относительно Земли.
Приближение - смещается к Фиолетовому (знак "-").
Удаление - смещается к Красному (знак "+").
Закон Доплера, где V – проекция скорости источника на луч зрения
   Первым измерил лучевые скорости нескольких ярких звезд  в 1868г Уильям Хеггинс (1824 - 1910, Англия).  С 1893г впервые в России Аристарх Аполлонович Белопольский (1854 - 1934) приступил к фотографированию звезд и проведя многочисленные точные измерения определил лучевые скорости 220 ярких (2,5-4m) звезд.

Связь собственного движения звезд с их координатами
Положение любой звезды в пространстве характеризуется экваториальными координатами.
α - прямое восхождение
δ - склонение
Вследствие обращения Земли вокруг Солнца со скоростью V≈30 км/с, линии в спектре удаляющихся звезд дополнительно смещаются к красному концу спектра на ∆λ/λ=V/с=10-4, а при приближении на такую же величину к фиолетовому.
Собственное движение звезд характеризуется:
μα - собственное движение по прямому восхождению
μδ - собственное движение по склонению
Изменение координат звезды за год определяют по формулам:
Δα=3,07с+1,34сsinα.tanδ  
Δδ=20,0".cosα

Самые быстрые звезды неба
    Самая быстро перемещающаяся по небу звезда
ß Змееносца (летящая Барнарда), открыта в 1916г
Э. Барнард (1857-1923, США).
m=9,7m , r=1,828 пк, μ =10,31"/год , красный карлик
Лучевая скорость=106,88 км/с,
Пространственная (под углом 38°)=142км/с.
Собственные движения и лучевые скорости ярких звезд
Звезда
m
υr
Звезда
m
υr
Звезда
m
υr
Звезда
m
υr
Альдебаран
0,199
+54
Бетельгейзе
0,029
+21
Кастор
0,254
+5,2
Регул
0,249
+6
Альтаир
0,661
-26
Вега
0,350
-14
Поллукс
0,628
+3
Ригель
0,002
+21
Антарес
0,025
-3
Денеб
0,002
-4,5
Полярная
0,046
-17
Сириус
1,339
-8
Арктур
2,279
-5,3
Капелла
0,434
+30
Процион
1,258
-4,1
Спика
0,054
+1
После измерения собственных движений > 50000 звезд, выяснилось, что самая быстрая звезда неба в созвездии Голубя (μ Col) имеет пространственную скорость=583км/с.
    На ряде обсерваторий мира, располагающих крупными телескопами, в том числе Крымской астрофизической, ведутся многолетние определения лучевой скорости звёзд.
Но наиболее успешные измерения проведены КА для высокоточных измерений параллаксов «Гиппарх» (HIPPARCOS, работа 1990-1993гг).