làm quen với bầu trời

báo cáo làm quen với bầu trời

Ti liệu tham khảo Lm quen với bầu trời Nhóm thiên văn quan sát Trởng nhóm: Phan Văn Đồng Trợ lý: Nguyễn Anh Vinh Nguyễn Đức Phờng Phần I : Các khái niệm cơ bản I.Các hệ toạ độ cơ bản trong thiên văn học Trong thiên văn, để xác định chính xác vị trí của các thiên thể trên bầu trời nguời ta xây dựng các hệ toạ độ. Theo đó, mỗi thiên thể có một toạ độ nhất định. 1.Thiên cầu Thiên cầu l một hình cầu tuởng tuợng m tâm l Trái Đất. Bởi vì các thiên thể ở rất xa chúng ta nên coi mặt cầu chứa các thiên thể. Ngoi ra, các nh thiên văn còn xây dựng các thiên cầu phụ. Tại đó, các hình chiếu của các thiên thể trong thiên cầu phụ tuơng đuơng với hình chiếu của thiên thể trong thiên cầu chính. 2.Sự quay của nhật động Do sự quay của Trái Đất , các thiên thể mọc ở phía Đông, lặn ở phía Tây. Quá trình ny cứ tuần hon theo thời gian ngy qua ngy. Hầu hết các ngôi sao ở rất xa coi vị trí của chúng không thay đổi v đựơc gắn chặt vo thiên cầu. Vì vậy chúng ta tửơng tợng rằng thiên cầu đang quay. Chiều quay của thiên cầu nguợcvới chiều quay của Trái Đất. Sự quay của thiên cầu trong một ngy gọi l nhật động. 3.Các điểm, đuờng v vòng cơ bản trên thiên cầu - Cực vũ trụ: Thiên cầu không phải quay ngầu nhiên m quay quanh một trục gọi l trục cực. Cực ny cắt thiên cầu tại hai điểm gọi l hai cực vũ trụ : cực vũ trụ Bắc v cực vũ trụ Nam. Hiện nay cực vũ trụ Bắc gần với sao Bắc cực. Do hiện tuợng tiến độngv chuơng động của Trái Đất m sao alpha trong chòm sao Tiểu Hùng chỉ cách cực vũ trụ bắc khoảng 1 0 , nhng tuơng lai, cực Trái Đất sẽ di chuyển v chỉ gần một sao khác. Ngôi sao ny sẽ thay thế sao Alpha Tiêu Hùng để trở thnh sao Bắc cực mới. Quỹ đạo vị trí thiên cực bắc trên bầu trời theo thời gian -Đuờng chân trời: Mặt phẳng ngang, hay mặt phẳng chân trời, cắt thiên cầu theo một vòng tròn lớn gọi l đuờng chân trời. -Đuờng thẳng đứng: Đuờng thẳng vuông góc với mặt phẳng chân trời v cắt mặt phẳng chân trời tại vị trí nguời quan sát gọi l đuờng thẳng đứng. Đuờng thẳng dứng cắt thiên cầu tại một điểm gọi l thiên đỉnh. -Xích đạo trời: Mặt phẳng xích đạo của Trái Đất kéo di v cắt thiên cầu theo một vòng tròn lớn gọi l xích đạo trời. -Kinh tuyến trời, vĩ tuyến nhật động: Vòng tròn lớn đi qua thiên cực Bắc, thiên đỉnh v thiên cực Nam của thiên cầu gọi l kinh tuyến trời. Do nhật động các ngôi sao vẽ lên thiên cầu những vòng tròn song song với nhau. Những vòng tròn ny gọi l vĩ tuyến nhật động. Vĩ tuyến nhật động no cng gần cực thì chu vi vòng tròn cng nhỏ. -Những ngôi sao không bao giờ mọc v những ngôi sao không bao giờ lặn: Tại một vĩ độ nhất định trên bề mặt Trái Đất. Nếu điểm quan sát ở bán cầu Bắc của Trái Đất thì vùng không gian của thiên cầu chứa thiên cực Bắc đuợc giới hạn vòng vĩ tuyến nhật động trên thiên cầu m tiếp xúc với đuờng chân trời tại một điểm phía Bắc sẽ chứa những ngôi sao không bao giờ lặn. Tuơng tự, vùng không gian của thiên cầu chứa thiên cực Nam ( quan sát viên ở thiên cực Bắc không nhìn thấy) đuợc giới hạn bởi vòng vĩ tuyến nhật động trên thiên cầu m tiếp xúc với đuờng chân trời tại một điểm phía Nam, sẽ chữa những ngôi sao không bao giờ mọc. Chúng ta có thể định nghiã hiện tuợng tuơng tự đối với quan sát viên ở một điểm bất kỳ ở nam bán cầu. -Thiên cầu Bắc v thiên cầu Nam: Xícdạo trời chia thiên cầu thnh hai nửa: Nửa chứa thiên cực Bắc gọi l thiên cầu Bắc, nửa kia chứa thiên cực Nam gọi l thiên cầu Nam. II.Các hệ toạ độ cơ bản 1.Hệ toạ độ đuờng chân trời. Trong hệ toạ độ ny, hai khái niệm cơ bản l mặt phẳngtrời v thiên đỉnh. Những vòng tròn lớn qua thiên đỉnh vuông góc với đuờng chân trời gọi l vòng thẳng đứng. Giả sử có một ngôi sao S trên thiên cầu. Toạđộ của sao S sẽ đuợc biểu diễn qua hai thông số: Độ cao v phuơng vị. -Độ cao của thiên thể l khoảng cách góc từ đuờng chân trờ đến thiên thể trên vòng thẳng đứng đi qua thiên thể. Trong một số truờng hợp nguời ta dùng khoảng cách thiên đỉnh để thay chodọ cao. Đó chính l khoảng cách góc tính từ thiên đỉnh đến thiên thể trên vòng thẳng đứng đi qua thiên thể. Độ cao h Khoảng cách thiên đỉnh z: z= 90 0 -h -Phuơng vị A l khoảng cách góc giữa mặt phẳng chứa kinh tuyến trời (gọi tắt l mẳt phẳng kinh tuyến trời) v mặt phẳng chứa vòng thẳng đứng qua thiên thể. Giá trị của phuơng vị tính theo chiều kim đồng hồ. 2.Hệ toạ độ xích đạo Khái niệm cơ bản l mặt phẳng xích đạo trời, thiên cực Bắc v thiên cực Nam. Mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng xích đạo chứa cực vũ trụ v cắt thien cầu theo một vòng tròn lớn đi qua sao S gọ l mặt xích vĩ. Vòng tròn trên gọi l vòng xích vĩ hay vòng giờ. Vị trí của sao S trên thiên cầu đuợc xác định bởi hai thông số: xích vĩ v góc giờ. -Xích vĩ của thiên thể l khoảng cách góc tính từ xích đạo trời đến thiênthể trên vòng xích vĩ đi qua thiên thể . đơn vị tính l độ, radian. Giá trị của xích vĩ tính từ 0 0 90 0 . Nếu thiên thể ở trên thiên cầu Bắc thì xích vĩ có giá trị duơng, còn nếu ở thiên cầu nam thì sẽ có giá trị âm. Trong một số truơng hợp nguời ta thay xích vĩ bằng khoảng cách cực p. Khoảng cách cực p đuợc tính từ cực vũ trụ đén thien thể trên vòng xích vĩ qua thiên thể. p = 90 0 - - Góc giờ t l khoảng cách góc giữa mặt phẳng kinh tuyến trời v mặt phẳng xích vĩ đi qua thiên thể Góc giờ đợc tính theo đơn vị thời gian. Giá trị của góc giờ đợc tính theo chiều kim đồng hồ từ 0h00m00s đến 24h00m00s. Nh vậy do nhật động góc giờ t thay đổi. Hệ toạ độ ny còn đuợc gọi l hệ toạ độ xích đạo thứ nhất. Để tiện lợi cho quá trình đo đạc thiên văn, các nh thiên văn đa vo một hệ toạđộ mới gọi l hệ toạ độ xích đạo thứ hai. Về cơ bản hệ toạ độ thứ hai giống nh hệ toạ độ thứ nhất chỉ khác l thay góc giờ t bằng một thông số khác gọi l xích kinh. Mặt phẳng hong đạo: Mặt phẳng chứa quỹ đạo của Trái Đất cắt thiên cầu theo một vòng tròn lớn gọi l vòng hong đạo, v mặt phẳng đó gọi l mặt phẳng hong đạo. Vòng hong đạo cắt mặt phẳng xích đạo trời tại hai điểm l xuân phân v thu phân. Hai điểm ny l cố định trên xích đạo trời. Để khắc phục sự thay đổi giá trị của góc giờ t theo thời gian, các nh thiên văn lây điểm xuân phân lm mốc để tính một đơn vị mới, xích kinh. Nh vậy xích kinh của thiên thể S lkhoảng cách góc giũa vòng giờ qua thiênthể v vòng giờ đi qua điểm xuân phân . Do điểm xuân phân l cố định nên nó cùng tham gia vo nhật động. Vì lý do ny m giá trị của xích kinh của thiên thể không thay đổi . giá trị của xích kinh cũng đợc tình theo đơn vị thời gian. Ng y nay, hầu hết các đi thiên văn trên thể giới đều sử dụng hệ toạ độ xích đạo thứ hai để xác định vị trí cuả các thiên thể trên bầu trời vì những tiện lợi của hệ toạ độ ny. 3.Hệ toạ độ hong đạo Mặt cơ bản l mặt phẳng hong đạo. Các điểm cơ bản l hong cực, bao gồm hong cực bắc v hong cực Nam. Các vòng trong đi qua hong cực v vuông góc với mặt phẳng hong đạo gọi l hong vĩ.Toạ độ của ngôi sao đợc biểu diễn bởi hai thông số l hong kinh v hong vĩ. Hong vĩ l khoảng cách góc tính từ mặt phẳng hong đạo đến ngôi sao trên hong vĩ. Hong vĩ có giá trị từ 0 - 90 0 . Hong kinh l khoảng cách góc tính giữa vòng hong vĩ đĩ qua ngôi sao v vòng hong vĩ đi qua điểm xuân phân. Hong kinh có giá trị từ 0 đến 360 0 . 4.Hệ toạ độ thiên h Mặt cơ bản l mặt phẳng thiên h. III.Các phép đo thời gian trong thiên văn học 1.Giờ sao: Khoảng cách giữa hai lần liên tiếp điểm xuân phân đi qua vị trí cao nhất ở một địa điểm gọi l ngy sao. Cũng giống nh ngy bình thờng,ngỳa sao đợcchia lm 24 giờ, mỗi giờ có 60 phút, mội phút lại đợc chia thnh 60giây. Giờ sao tại một thời điểm có giá trị bằng xích kinh của thiên thể ở vị trí cao nhất. 2.Giờ Mặt trời thực: Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp tâm của đĩa Mặt trời thực đi qua vị trí cao nhất ở một địa điểm gọi l ngy Mặt trời thực. Một ngy Mặt Trời thực đợc chia lm 24 giờ, mồi giờ 60 phút, mỗi phút 60giây. 3.Giờ mặt trời trung bình: Do Trái Đất chuyển động không đều xung quanh Mặt Trời ở những thời gian khác nhau trong năm. Hơn nữa do hong đạo nghiêng với xích đạo trời nên các ngy Mặt trời thực khoong bằng nhau. Vì vậy các nh thiên văn phải đa vo một khái niệm mới gọi l ngy Mặt trời trung bình. III.Độ sáng, cấp sao, độ trng. Mu sắc v phổ của sao Các sao phát ra ánh sáng. Có sao sáng, sao mờ. Nh vậy cần thiết phải có một tiêu chuẩn nhát định để đánh giá khả năng phát sáng của sao. 1.Độ sáng biểu kiến v cấp sao biểu kiến Độ sáng biểu kiến l độ sáng của ngôi sao m chúng ta nhìn thấy từ Trái Đất. Căn cứ vo độ sáng biểu kiến, các nh thiên văn phân các sao thnh các cấp tuỳ theo độ sáng của chúng. Theo quy định, độ sáng biểu kiến của hai cấp sao liên tiếp l một cấp số nhân với hệ số k = 2,512. Các sao cng mờ thì cấp sao cng lớn v có cấp sao dơng. Ngợc lại các sao cng sáng có cấp sao cng nhỏ, thậmchí có sao có cấp sao âm. Mắt thờng có thể nhìn đợc sao cấp +6 trong điều kiện quan sát tốt. Vì vậycác nh thiên văn quy định sao cấp 1 sáng hơn sao cấp 6 l 100 lần. Nh vậy k 5 =100 (1) Suy ra k= 5 100 k =2,512 Kí hiệu cấp sao l m v m đợc gọi l cấp sao biểu kiến. Nếu ta có hai sao có cấp sao lần lợt l m v m ( m>m). Tức l sao có cấp sao m mờ hơn sao có cấp sao m. Độ sáng biểu kiến của hai sao l e m v e m . Ta có tỷ số 'm m e e = k m-m log e m - loge m = (m-m)logk (2) Từ (1) k 5 =100 nên logk = 0,4. Nh vậy (2) sẽ có dạng: loge m - loge m = 0,4 (m-m) (3) hay m-m = 2,5 (log e m loge m ) (4) 2.Độ sáng tuyệt v cấp sao tuyệt đối Độ sáng biểu kiến của ngôi sao phụ thuộc vo khoảng cách của ngôi sao đó tới Trái Đất. Nh vậy nó không phản ánh đợc độ sáng thực của ngôi sao. Vì vậy để biết đợc độ sáng thực của ngôi sao, các nh thiên văn phải so sánh chúng ở cùng một khoảng cách. Theo quy ớc thì khoảng cách đó l 10 parsec ứng với thị sai l 0,1. Cấp sao tuyệt đối của một ngôi sao l cấp sao của nó khi ngôi sao đó ở cách chúng ta 10 parsec. Tơng tự ta có độ sáng tuyệt đối của ngôi sao. Ký hiệu cấp sao tuyệt đối của ngôi sao l M Giả sử có một ngôi sao ở cách chúng ta khoảng cách D, với cấp sao biểu kiến l m v cấp sao tuyệt đối l M. D l khoảng cách có giá trị l 10 passec. Vì vẻ sáng của ngôi tỷ lệ với bình phơng khoảng cách. k m-M = 2 0 2 D D 2,512 m-M = 2 0 2 D D (5) Từ thức (4) v (5) ta có: M m = 2,5 log 2 0 2 D D = 5 (logD 0 log D) Với D 0 = 10 parsec M - m = 5 - 5logD M = m + 5 - 5logD Ví dụ: Cấp sao biểu kiến của Mặt trời l m=-26,8. Mặt trời cách chúng ta khoảng cách D = 1/206265 parsec. Cấp sao tuyệt đối của Mặt trời: M = -26,8 + 5 + 5log206265 M = +4,79 3.Độ trng Độ trng của ngôi sao l tỷ số giữa độ sáng tuyệt đối của ngôi sao đó với độ sáng tuyệt đối của Mặt Trời. Gọi độ trng của một ngôi sao l L. Ta có: L=2,512 4,79-M 4.Mu sắc của sao Khi ngớc nhìn lên bầu trời chúng ta nhận thấy rằng có những ngôi sao mu xanh, có những sao mu đỏ, lại có những sao khác nữa mu cam. Sở dĩ [...]... thể tham gia vo chơng trình HOU VII.Thực hnh quan sát bầu trời Chúng ta không thể không rung động mỗi khi ngẩng mặt ngắm nhìn bầu trời sao Đó l một kiệt tác nghệ thuật vĩ đại của tự nhiên Đợc hun đúc bởi lòng khao khát ham hiểu biết, chúng ta hayc cùng nhau khám phá bầu trời để thởng ngoạn trọn vẹn cái vẻ đẹp m m tạo hoá đã ban tặng 1.Lm quen với bầu trời sao Ban đầu chúng ta không thể trránh khỏi sự... toạ độ đờng chân trời Một trục của kính thiên văn đặt nằm trong mặt phẳng đờng chân trời tro hệ toạ độ đờng chân trời Trục kia sẽ đặt vuông góc với mặt phẳng đờng chân trời theo đờng dây rọi hớng lên thiên đỉnh b.Đặt kính thiênvăn theo hệ toạ độ xích đạo trời Một trục của kính thiên văn đẳt trùng với trục cực nối thiên cực Bắc v thiên cực Nam của thiên cầu trong hệ toạ độ xích đạo trời Trục kia đặt... trục đặt vuông góc với nhau Đối với các kính thiên văn hiện đại, hệ thống ny còn có nhiều chức năng khác nữa đợc trang bị với hệ thống điện tử v máy tính tinhvi v phức tạp 2.Các phơng pháp đặt kính thiên văn Có hai phơng pháp đặt kính thiên văn: Đặt kính theo hệ toạ độ đờng chan trời v đặt kính theo hệ toạ độ xích đạo trời Về cơ bản kính thien văn đợc quay theo hai trục vuông gócvới nhau a.Đặt kính... tồn tại của hnh tinh ngoi hệ Mặt trời thông qua các quan sát đợc thực hiện với kính viễn vọng có độ mở tự do nhỏ hơn 16 inches Trong đó, có trờng hợp phát hiểna hnh tinh ngoi hệ Mặt Trời bởi một nh thiên văn Mỹ vo đầu tháng 7/2005 Nh thiên văn ny đã sử dụng viễn kính 14 inches thuộc hệ kính Schidt_Cassegrain v SBIG CCD để tiến hnh trắc quang sao 7.Quan sát Mặt Trời Với hệ kính giao thoa vô tuyến đợc... cng gần vật kính hơn Để khắcphục hiện tuợng cầu sai, đối với kính thiên văn khúc xạ, ngời ta dùng các thấukính ó cấu tạo phức tạp với các mặt cong khác nhau Đối với kính phản xạ thay vì dùng gơng cầu tròn thì nguời ta thay thế bằng các gơng parabol b.Hiện tợng nhiễu xạ Do bản chất của ánh sáng có tính chất sóng ánh sáng từ một nguồn điểm trên bầu trời sau khi đi qua kính thiên văn sẽ cho ta ảnh của nguồn... Ban đầu chúng ta không thể trránh khỏi sự lúng túng khi đứng trớc vô vn các vì sao Cha biết quy luật của bầu trời l gì v trong đầu chúng ta đặt ra rất nhiều những câu hỏi cùng một lúc cộng với việc vì sao no cũng muốn ngắm thế l tâm trí rối bời, lúng túng Những câu hỏi m những ngời mới lm quen với thiên văn học, đặc biệt l thiên văn thực hnh, thờng đặt ra l: sao Bắc cực nằm ở đâu? Đờng hong đạo nằm... sao? Dải Ngân H ở dâu trên bầu trời? Lm thếno để tìmđợc thiê thể mình cần tìm? vân vân v vân vân Đừng căng thẳng quá, cứ bình tĩnh lm theo chỉ dẫn v tập hiểu các khái niệm cơ bản dới đây thì mọi sẽ sẽ ổn Bằng mắt thờng trong điều kiện quan sát tốt (trời quang, không bị ô nhiễm bởi ánh sáng thnh phố, Mặt Trăng ) chúng ta có thể nhìn thấy tất cả khoảng 6000 ngôi sao trên ton bộ bầu trời Cấp sao mờ nhất m... về các giai đoạn khác nhau trong suốt quá trình tiến hoácủa một ngôi sao theo khối lợng của nó Phần II: Kính thiên văn v bầu trời I.Các khái niệm cơ bản 1.Định nghĩa Kính thiên văn l một dụng cuk quang học có tác dụng khuyếch đại cờng độ ánh sáng v hình ảnh của thiên thể trên bầu trời Cócậutạo cơ bản l một hệ thống quang học gồm một thấu kính hội tụ có tiêu cự di gọi l vật kính V một thấu kính hội tụ... kiếm các tiểu hnh tinh, thiên thạch gần Trái Đất Khả năng của thiết bị hon ton có thể đáp ứng đợc mục đích ny 6.Tìm kiếm các hnh tinh ngoi Hệ Mặt trời Để phát hiện các hnh tinhngoi hệ mặt trời khôngphải chỉ thực hiệnđợc với những viễn vọng kính lớn trên thế giới Với kính 16LX200 của chúng ta hon ton có thể tham gia vo chơng trình ny Thông qua việc trắc quang, phân tích ánh sáng của sao sẽ cung cấp những... triển nh dự án HOU Vậy, với cơ sở vật chất hiện có, chúng tôi có thể tham gia đợc những nghiên cứu gì? ở đây xin phép trình by một cách sơ lợc 1.Trắc quang UBV Sử dụng kính 16LX200 với các filter lọc để thực hiện phép trắc quang UBV từ đó khảo sát mu sắc v nhiệt độ của sao theo những vùng bớc sóng chọn lọc trong phổ sao 2.Tham gia chơng trình tìm kiếm sao mới v siêu sao mới Với kính 16LX200, CCD ST-7 . trên bầu trời theo thời gian -Đuờng chân trời: Mặt phẳng ngang, hay mặt phẳng chân trời, cắt thiên cầu theo một vòng tròn lớn gọi l đuờng chân trời. . Ti liệu tham khảo Lm quen với bầu trời Nhóm thiên văn