Небесният свод, горящ със слава звездна, прониква тайнствено от дълбини

Надя Кискинова

НАОП, Стара Загора
1.

ЗВЕЗДИ И СЪЗВЕЗДИЯ

движение на Слънцето

зодиакални съзвездия

Стихове Тютчев

Тютчев не е единственият поет, който възпява красотата на осеяното със звезди небе.

Едва ли има на Земята човек, който вглеждайки се в звездното небе да не чувства цялата негова красота и величие, който да не е изпитвал желание да опознае неговите тайни.

Видимите с просто око звезди от нашето местоположение са повече от 3000. Едно от първите небесни открития може би е това, че звездите не менят местоположението си една спрямо друга. Някои ярки звезди са пътеводители, които и ние ще можем да разчитаме.
5. “…той се осмели да преброи звездите

и да предаде имената им на потомството,

което дори за боговете е смело начинание…”

Плиний Стари

древногръцкият астроном Хипарх

ІІ век пр.н.е
звездни величини
m – magnitudо

Древногръцкият астроном Хипарх, живял през ІІ век пр.н.е., прекарвал дълги часове в своята обсерватория. Веднъж той съзрял появила се нова звезда. Скоро звездата изчезнала от погледа, но Хипарх решил подробно да фиксира положението на повече от 1 000 звезди и да ги подреди по блясък.

Така Хипарх в своя звезден каталог за първи път в историята на астрономията приписал числа на звездите и ги нарекъл техни звездни величини - (m – magnitudо – лат.), характеризиращи блясъка им. Той разделил звездите на 6 групи:

най-ярките 15 звезди били от 1-ва звездна величина;

следващите 45 по-слаби звезди били от 2-ра звездна величина;

звездите от 3-та звездна величина вече станали 208 и т.н.

С някои малки промени и уточнения тази скала на звездните величини се използва и досега в астрономията като мярка за блясъка на звездите, а това означава, че не е било просто хрумване на Хипарх.
6. Хипарх интуитивно се опрял на формулираното психофизиологично свойство на човешкото зрение от ХVІІ век, известно като закон на Вебер-Фехнер:
Изменението на усещането е пропорционално на относителното изменение на дразнещия фактор.
При преминаването от една звездна величина към следващата окото забелязва една и съща разлика в блясъка на звездите, т.е. усещането за относително изменение на яркостта е едно и също.
или

Ако силата на дразнителя се увеличава

в геометрична прогресия,

то усещането нараства в аритметична прогресия.

7. формула на Погсън, 1856

lg(Е1/Е2) =0.4(m2 - m1)

Слънце – видима зв.в. – минус 26,8

Сириус минус 1,46
За основа на скалата на звездните величини, определени чрез формулата на Погсън, била приета 0-ва звездна величина за определени, приети за стандарти звезди, спрямо които скалата на звездните величини се разделила на положителна и отрицателна част:

с отрицателна звездна величина е най-ярката звезда на небето Сириус - /-1,46 m/;

Венера и Юпитер от планетите също имат / - / звездна величина;

Луната в пълнолучие е от /- 12,7 m/;

Слънцето е най-яркото светило на небето ни и ограничава в отрицателната част скалата на звездните величини до /-26,8 m/. То грее 440 000 пъти повече от пълната Луна, 16 милиона пъти повече от най-слабите звезди от 6-та звездна величина, видими с просто око и 40 милиона пъти повече от най-слабите звезди, достижими за съвременните телескопи.

Най-слабите звезди и обекти, които могат да се наблюдават със съвременните наземни телескопи са от 25-26 звездна величина, а тези, регистрирани от космическия телескоп “Хъбъл” – от 30-32 звездни величини.

9. СВЕТИМОСТ на звездите

Пълната енергия, която излъчва звездата за

1-ца време от цялата си повърхност,

се нарича нейна

светимост – L.
Светимост на Слънцето:

L☺ = 3,8 . 10х26 W
Блясъкът на звездите и съответната видима звездна величина са мярка само за количеството светлинна енергия, достигнала до нас и не отчита действителното разстояние до космическия обект. Една ярка звезда може да е по-близо до нас, но неголяма по размери. Има гигантски звезди, които са на по-далечно разстояние, но блясъкът им е съизмерими с по-малките и близки звезди.

Ако приемем, че звездата излъчва като абсолютно черно тяло, според закона на Стефан-Болцман единица повърхност от звездата излъчва с мощност, равна на σТ4, където σ = 5.67×10-8 Wm-2K-4 е константа на Стефан-Болцман, а Т е температурата на звездата.

Влечините, които отчитат разстоянията и действителното количество светлинно лъчение за единица време са светимостта и абсолютната звездна величина.

10. Абсолютна звездна величина, М

За мощността на излъчване на една звезда или нейната светимост, бихме могли да съдим по звездната й величина в случай, че мислено поставим звездите на стандартно разстояние от

10 парсека.

В този случай говорим за

АБСОЛЮТНА ЗВЕЗДНА ВЕЛИЧИНА
Ако мислено отдалечим Слънцето на разстояние 10 рс, то ще свети като звезда на границата на видимост с просто око

4,8 зв.в.
11.

12. Формулата на Погсън можем да запишем и във вида:

М = m + 5 – 5 lg r

Ако знаем разстоянията до звездите, чрез абсолютната звездна величина, можем да достигнем до важната звездна характеристика – мерило за мощността на излъчването им – светимостта. Бихме могли да си дадем сметка за големината итипа на звездата.

Когато гледаме звездното небе, струва ни се, че звездите са безброй и са хаотично разпръснати.

При системни наблюдения ще забележим, че фигурите, образувани от по-ярките звезди, остават неизменни. Групите от звезди наричаме съзвездия.

Древните ловджийски племена са заселвали небесата със зверове и птици, които са изпълвали техния живот. А земеделските народи са давали имена, свързани с техния бит – рала, коли, воловари, домашни животни…

Правело впечатление и появата на едни и същи съзвездия на небето през различните сезони. Видимостта на някои съзвездия била свързана със стопанската дейност и в съответствие с това били наименувани.
15.

В тази група от ярки звезди древните гърци са виждали своя митологичен ловец Орион. Така е прието да се нарича тази група звезди на съвременните звездни карти – съзвездието Орион.

16.

Най-древните съзвездия са 47 на брой и са на възраст отпреди пет хиляди години. Те се виждат добре от Гърция и повечето от имената им са от гръцката митология.

Разглеждайки древна звездна карта, прави впечатление, че очертанията на съзвездията не включват всички звезди. Има такива, които не се причисляват към никое съзвездие. Това често водело до объркване местоположението на едно или друго небесно тяло.
18.

В зората на Великите географски открития през ХVІ век европейските моряци за първи път виждат южното звездно небе. Те го заселват с названия от своя труден и опасен живот. Затова звездната карта на южното небе е изпъстрена с имена като Кил, Корабни платна, Летяща рибка, Тукан, Компас. Ако се наложи сега да даваме имена на съзвездията, сигурно щяхме да изпълним небето с коли и локомотиви, компютри и самолети, телевизори и ракети….

През 1922 г. на първия си конгрес Международният астрономически съюз въвежда правило за разделяне на небето на 88 области с граници по небесните паралели и меридиани, вътре в които са конфигурациите от ярки и недотам ярки звезди, дали древните имена на съзвездията и най-важното - решава те никога повече да не бъдат променяни.

Работата по очертаването на новите граници на съзвездията продължила до 1930 г.

Заедно с имената и точните граници на съзвездията астрономите въвеждат и единен международен начин за записване им – на латински език.

Съзвездията можем да разделим на няколко групи: съзвездията като Орион и прилежащите му, които изгряват и залязват за нашето местоположение и имат характерен сезон на видимост; зодиакални съзвездия; съзвезия, които нямат видимост за дадено място – такива за нас са съзвездията дълбоко на юг – те са винаги под нашия хоризонт; съзвездия, които се виждат приз цялата година – това са 7 съзвездия за нашата географска ширина: Голяма и Малка мечка, Дракон, Цефей и Касиопея, Рис и Жираф. Сред тях най-известни са Голямата и Малка мечка.

Отделни групи от звезди в дадено съзвездие имат свои наименования – Черпакът от Голямата мечка или Поясът на Орион (Плеядите и Хиадите от Бик). До средата на ХVІІ век думата астеризъм е била синоним на “съзвездие”.

Поради собственото движение на звездите Черпакът на Голямата мечка е доста разкривен назад въввремето или вдалечното бъдеще. Поради огромните разстояния до звездите, съзвездията променят очертанията си, но за хиляди години.

До средата на ХVІІ век думата астеризъм е била синоним на “съзвездие”.

Около един и същи астеризъм различните народи виждали различни фигури от свой бит, митология.

Независимо от това каква фигура са виждали около астеризма, съществували са неписани правила за ориентация. Като това за откриването на Полярната звезда, сочеща винаги посоката Север на хоризонта. Намирайки астеризма на Голямата мечка и продължавайки правата, свързваща крайните две звезди от тялото на Мечката, тя ще ни отведе към не толкова ярката звезда от опашкатат на Малката мечка – Полярната звезда.

Към 300 ярки звезди са дошли до наши времена със собствените си имена. Те са преобладаващо с арабски произход и обикновено в превод означават част от тялото на съществото, на което е наречено съзвездието.

След изчерпване на 24-те букви от гръцката азбука, Байер е използвал тези от латинската азбука – от а до z за звездите от 25 до 50 по отслабваща яркост, после и главните от A до Z

За звездите от 51 до 76 във всяко съзвездие.

Най-старата система на названия, популярна и досега, е била въведена от Йохан Байер през 1603 г. в звездния каталог Уранометрия. Както много негови предшественици и последователи, той е използвал съзвездията за определяне положението на звездите на небето с гръцки букви, приблизително в порядъка на тяхната яркост. Така, най-ярката е била обозначена като алфа, втората по яркост – бета и т.н.

Не винаги е така Напр. най-ярката звезда в съзвездието Близнаци, Gemini е Beta Geminorus – това е Полукс. Alpha Geminorum е Кастор е втората по яркост звезда в това съзвездие.

Българският народ също имал свои имена на съзвездия като Голямата и Малка кола вместо Голямата и Малка мечка, както и имена на звезди.

В част от съзвездието Орион и Голямо куче нашият народ е виждал Орач с впрегнатите си в рало волове, а съзвездието Малко куче е само Кучето.

12 от съзвездията са по-особени и се наричат зодиакални. Зодиак или кръг от животни.

33.

Зодиакалните съзвездия имат собствени знаци, както планетите, Луната и Слънцето. Те символизират съответното наименование. Използват се и в астрономията.

Според астролозите звездите влияят върху съдбата на хората, особено тези от зодиакалните съзвездия. На техен фон се проектира Слънцето, Луната и планетите, което усилва или намалява проявата на едни или други черти от характера на даден човек.

Странното е, че така както преди векове е било прието да се счита, че Земята е в центъра на света, така и сега астролозите разгадават и предсказват съдбата на отделния човек, съдейки по видимото движение на небесните тела.

Проекцията на земната орбита сред звездите е еклиптиката – голям кръг от небесната сфера, по която видимо се премества слънчевия диск за една година. Думата идва от древните гърци, които забелязали, че когато Луната пресече пътя на Слънцето в т.н. Възли – пресечните точки на лунната и земна орбити, се получават слънчеви или лунни затъмнения. Еклиптика означава затъмнение.
36.

Земята се върти около Слънцето с период от 1 земна година.

От положението на земни наблюдатели, движейки се заедно със Земята в пространството, на нас ни се струва, че слънчевият диск се премества на фона на зодиакалните съзвездия. Там, където е Слънцето е дневната половина от небето. Зодиакалното съзвездие, където е Слънцето и съседните съзвездия нямат видимост за определен период. Добре видими и характерни за периода са съзвездията от противоположната (нощна) област от небето. Затова делим съзвездията според годишните сезони на зимни, пролетни, летни и есенни.

Можем да си представим проекцията на слънчевия диск, пробягващ по еклиптиката.

В зависимост от големината на фигурата, дала име на съзвездие, сегашните области, включващи тази фигура също са с различна големина. Това може всеки да установи, ако разгледа една звездна карта. Също така всеки може да установи времето на действителното пребиваване на Слънцето в рамките на едно или друго зодиакално съзвездие и периода. Веднага ще забележи значителното разминаване между астролози и астрономи. Няма как да не забележи и наличието на 13-то съзвездие – Змиеносец. То е също толкова отдавна на звездните карти, както и останалите зодиакални съзвездия, но не е зодиакално, именно защото е 13-то поред, а в общоприетия календар има 12 месеца. На всичко отгоре в него Слънцето пребивава по-дълго, отколкото в съседното съзвездието Скорпион, което обаче е прието за зодиакално!

Разминаването с почти цял месец между периодите, в които Слънцето действително е в дадено зодиакално съзвездие и приетите периоди от астролозите се дължи на явлението прецесия.
40. прецесия

Явлението прецесия е открито от Хипарх през ІІ век пр.н.е., който сравнявал определените от него положения на звездите с тези, направени 150 години по-рано от предшествениците му Аристил и Тимохарис. Това разминаване се дължало на преместването на пролетната равноденствена точка, поради което равноденствието настъпвало по-рано. Точно това означава думата прецесия – изпреварване на равноденствията.

Качественото динамично обяснение на прецесията е дадено едва от Нютон.
41.

Движенията на нашата планета в пространството най-общо казано са доста сложни. Без да се впущам в подробен анализ, прецесията се дължи на отклонението на земната ос в пространството, дължащо се на гравитационното въздействие на Слънцето и Луната от една страна и всички останали планети от друга. Затова говорим за слънчево-лунно и планетна прецесия. Общата прецесия за една година дава отклонение от 50,25641" и това е т.н. константа на прецесията.

Тези гравитационни влияния от космическото обкръжение водят до цикличното отклонение на оста в пространството, подобно на оста на въртящ се пумпал.

През 1747 г. Брадли открива друго явление, свързано с прецесията, наречено нутация. Лунната орбита е под наклон спрямо земната (приблизително 5°) и възлите на двете орбити се приплъзват с период от над 18 години. Така и ъгълът между лунната орбита и небесния екватор се мени периодично, т.е. върху прецесията се наслагва периодично смущение – нутация.

Всъщност разграничаването на движението на земната ос на прецесия и нутация е условно, което има своята историческа и методическа обосновка.

Поради прецесията, земната ос, прецесирайки описва кръгообразно движение с период от почти 26 000 години, върху което се наслагват 1 400 периодични нутационни трептения около тази окръжност с периоди от над 18 години.
45. прецесия
общата прецесия за една година

дава отклонение от 50,25641"

и това е т.н.

константа на прецесията
26 000 години

период на прецесията

Прецесионно движение на земната ос в пространството води до промяна на положението на основни точки от небесната сфера, а оттам – и до промяна в координатите на звездите. За около 26 000 години, колкото е периодът на прецесията, северният небесен полюс примерно прави една прецесионна окръжност сред звездите.

Това означава, че ако сега той е на около градус от Полярната звезда, то преди 3000 години е бил до звездата Тубан от Дракон, а след 14 000 години ще е близо до Вега от Лира. Едва след 26 000 години отново ще бъде, където е сега – до Полярната звезда от Малка мечка.

Същото се касае и за други основни точки като точките на пролетното и есенно равноденствие. Преди 2 000 години, откакто е сегашната последователност на зодиакалните съзвездия, пролетната равноденствена точка е била в съзвездието Овен. И досега носи обозначението на това съзвездието, а днес вече е в Риби. Есенната равноденствена точка сега е в Дева, а преди 2000 години е била във Везни. Точно затова така се нарича единственото зодиакално съзвездие, което не е живо същество. Везните олицетворяват равноденствието преди хилядолетия. Оттук идва едно от разминаванията с цяло съзвездие между астролозите и астрономите.