أسئلة.

1. الحركة الظاهرة للنجوم نتيجة لحركتها في الفضاء ودوران الأرض وثورتها حول الشمس.
2. - أصول تحديد الإحداثيات الجغرافية من الأرصاد الفلكية (ص4ص16).
3. أسباب تغير أطوار القمر وظروف حدوث وتكرار خسوف الشمس والقمر (ص6 فقرات 1،2).
4. ملامح الحركة اليومية للشمس عند خطوط العرض المختلفة وفي أوقات مختلفة من السنة (ص4 ص2، ص5).
5. مبدأ التشغيل والغرض من التلسكوب (ص2).
6. طرق تحديد المسافات إلى أجسام النظام الشمسي وأحجامها (Ap. 12).
7. إمكانيات التحليل الطيفي والملاحظات خارج الغلاف الجوي لدراسة الطبيعة الأجرام السماوية(ص14، “الفيزياء” ص62).
8. أهم اتجاهات ومهام البحث والتطوير الفضاء الخارجي.
9. قانون كبلر اكتشافه وأهميته وحدود تطبيقه (ص11).
10. الخصائص الرئيسية للكواكب الأرضية، الكواكب العملاقة (ص18،19).
11. السمات المميزة للقمر والأقمار الكوكبية (ص17-19).
12. المذنبات والكويكبات. أفكار أساسية حول أصل النظام الشمسي (ص20،21).
13. الشمس مثل نجم نموذجي. الخصائص الرئيسية (ص22).
14. أهم مظاهر النشاط الشمسي. ارتباطهم بالظواهر الجغرافية (ص 22 الفقرة 4).
15. طرق تحديد المسافات إلى النجوم. وحدات المسافات والوصلات بينها (ص23).
16. الخصائص الفيزيائية الأساسية للنجوم والعلاقة بينها (ص 23 فقرة 3).
17. المعنى الجسديقانون ستيفان بولتزمان وتطبيقه لتحديد الخصائص الجسديةالنجوم (ص24 ص2).
18. النجوم المتغيرة وغير الثابتة. أهميتها لدراسة طبيعة النجوم (ص25).
19. النجوم الثنائية ودورها في تحديد الخصائص الفيزيائية للنجوم.
20. تطور النجوم ومراحله ومراحله النهائية (ص26).
21. تكوين وهيكل وحجم مجرتنا (ص 27 الفقرة 1).
22. العناقيد النجمية، الحالة الفيزيائية للوسط النجمي (ص27 ص2، ص28).
23. الأنواع الرئيسية للمجرات وأنواعها ميزات مميزة(ص29).
24. أساسيات الأفكار الحديثة حول بنية الكون وتطوره (ص30).

المهام العملية.

1. مهمة خريطة النجوم.
2. تحديد خطوط العرض الجغرافية.
3. تحديد انحراف النجم عن طريق خطوط العرض والارتفاع.
4. حساب حجم النجم عن طريق المنظر.
5. شروط رؤية القمر (الزهرة، المريخ) حسب التقويم الفلكي المدرسي.
6. حساب الفترة المدارية للكواكب على أساس قانون كبلر الثالث.

الإجابات.

التذكرة رقم 1. تقوم الأرض بحركات معقدة: تدور حول محورها (T= 24 ساعة)، وتتحرك حول الشمس (T= سنة واحدة)، وتدور مع المجرة (T= 200 ألف سنة). وهذا يدل على أن جميع الملاحظات التي تم إجراؤها من الأرض تختلف في مساراتها الظاهرة. وتنقسم الكواكب إلى داخلية وخارجية (الداخلية: عطارد والزهرة؛ الخارجية: المريخ والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون وبلوتو). كل هذه الكواكب تدور بنفس الطريقة التي تدور بها الأرض حول الشمس، ولكن بفضل حركة الأرض، يمكن ملاحظة حركة الكواكب الشبيهة بالحلقة (التقويم ص 36). بسبب الحركة المعقدة للأرض والكواكب، تنشأ تكوينات كوكبية مختلفة.

تتحرك المذنبات والأجسام النيزكية على طول مسارات إهليلجية ومكافئة وقطعية.

التذكرة رقم 2. هناك 2 الإحداثيات الجغرافية: خط العرض الجغرافي وخط الطول الجغرافي. علم الفلك كعلم عملي يسمح للمرء بالعثور على هذه الإحداثيات (شكل "ارتفاع النجم عند الذروة العلوية"). ارتفاع القطب السماوي فوق الأفق يساوي خط عرض موقع الرصد. يمكنك تحديد خط عرض موقع المراقبة من خلال ارتفاع النجم عند الذروة العلوية ( ذروة- لحظة مرور النجم عبر خط الطول) حسب الصيغة:

ح = 90° - ي + د،

حيث h هو ارتفاع النجم، d هو الانحراف، j هو خط العرض.

خط الطول الجغرافي هو الإحداثي الثاني، ويتم قياسه من خط الطول الرئيسي لغرينتش إلى الشرق. تنقسم الأرض إلى 24 منطقة زمنية، والفارق الزمني هو ساعة واحدة. الفرق في التوقيت المحلي يساوي الفرق في خط الطول:

ل م - ل غرام = ر م - ر غرام

التوقيت المحلي- هذا هو التوقيت الشمسي في مكان معين على الأرض. يختلف التوقيت المحلي في كل نقطة، لذلك يعيش الناس وفقًا للتوقيت القياسي، أي وفقًا لوقت خط الطول الأوسط لمنطقة معينة. يقع خط التاريخ في الشرق (مضيق بيرينغ).

التذكرة رقم 3. ويتحرك القمر حول الأرض في نفس الاتجاه الذي تدور فيه الأرض حول محورها. وانعكاس هذه الحركة كما نعلم هو حركة القمر المرئية على خلفية النجوم باتجاه دوران السماء. يتحرك القمر كل يوم نحو الشرق بالنسبة للنجوم بنحو 13 درجة، وبعد 27.3 يومًا يعود إلى نفس النجوم، الموصوفة في المجال السماويدائرة كاملة.

إن الحركة الظاهرة للقمر تكون مصحوبة بتغير مستمر في مظهره - تغير في الأطوار. ويحدث هذا لأن القمر يشغل مواقع مختلفة بالنسبة للشمس والأرض التي تنيره.

عندما يظهر القمر لنا كهلال ضيق، فإن بقية قرصه يتوهج أيضًا قليلاً. تسمى هذه الظاهرة بالضوء الرمادي وتفسر بحقيقة أن الأرض تضيء الجانب الليلي من القمر بأشعة الشمس المنعكسة.

الأرض والقمر، المضاءان بالشمس، يلقيان مخاريط الظل ومخاريط الظل. عندما يقع القمر كليًا أو جزئيًا في ظل الأرض، يحدث خسوف القمر كليًا أو جزئيًا. ويمكن رؤيته من الأرض في وقت واحد في كل مكان حيث يكون القمر فوق الأفق. وتستمر مرحلة خسوف القمر الكلي حتى يبدأ القمر بالخروج من ظل الأرض، ويمكن أن تستمر لمدة تصل إلى ساعة و40 دقيقة. تسقط أشعة الشمس المنكسرة في الغلاف الجوي للأرض في مخروط ظل الأرض. في هذه الحالة، يمتص الغلاف الجوي بقوة الأشعة الزرقاء والمجاورة، ويمرر بشكل رئيسي الأشعة الحمراء إلى المخروط. ولهذا السبب يتحول لون القمر خلال مرحلة الخسوف الكبرى إلى اللون الأحمر ولا يختفي تمامًا. خسوف القمرهناك ما يصل إلى ثلاث مراتسنة وبالطبع فقط عند اكتمال القمر.

ولا يمكن رؤية كسوف الشمس كليًا إلا في حالة سقوط بقعة من ظل القمر على الأرض، ولا يتجاوز قطر البقعة 250 كيلومترًا. عندما يتحرك القمر خلال مداره، يتحرك ظله عبر الأرض من الغرب إلى الشرق، متتبعًا نطاقًا ضيقًا على التوالي من الكسوف الكلي. حيث يقع شبه ظل القمر على الأرض، ويلاحظ كسوف جزئي للشمس.

وبسبب التغير الطفيف في مسافات الأرض عن القمر والشمس، فإن القطر الزاوي الظاهري يكون أحيانا أكبر قليلا، وأحيانا أصغر قليلا من القطر الشمسي، وأحيانا يساويه. في الحالة الأولى يستمر الكسوف الكلي للشمس لمدة تصل إلى 7 دقائق و40 ثانية، وفي الحالة الثانية لا يغطي القمر الشمس بالكامل، وفي الحالة الثالثة للحظة واحدة فقط.

يمكن أن يكون هناك من 2 إلى 5 كسوفات شمسية في السنة، وفي الحالة الأخيرة تكون جزئية بالتأكيد.

التذكرة رقم 4. خلال العام، تتحرك الشمس على طول مسير الشمس. يمر مسير الشمس عبر 12 كوكبة زودياك. خلال النهار، تتحرك الشمس، مثل النجم العادي، بالتوازي مع خط الاستواء السماوي
(-23°27′ د £ +23°27′). يحدث هذا التغيير في الانحراف بسبب ميل محور الأرض إلى المستوى المداري.

وعند خط عرض مداري السرطان (جنوباً) والجدي (شمالاً)، تكون الشمس في ذروتها في أيام الانقلابين الصيفي والشتوي.

في القطب الشمالي، لا تغرب الشمس والنجوم في الفترة ما بين 21 مارس و22 سبتمبر. تبدأ الليلة القطبية في 22 سبتمبر.

التذكرة رقم 5. التلسكوبات تأتي على نوعين: تلسكوب عاكس، وتلسكوب كاسر (صور).

بالإضافة إلى التلسكوبات البصرية، هناك التلسكوبات الراديوية، وهي أجهزة تسجل الإشعاع الفضائي. التلسكوب الراديوي عبارة عن هوائي مكافئ يبلغ قطره حوالي 100 متر ويستخدم كقاعدة للهوائي التكوينات الطبيعية، مثل الحفر أو المنحدرات الجبلية. يتيح انبعاث الراديو استكشاف الكواكب وأنظمة النجوم.

التذكرة رقم 6 المنظر الأفقيهي الزاوية التي يمكن رؤية نصف قطر الأرض فيها من الكوكب، بشكل عمودي على خط الرؤية.

p² - اختلاف المنظر، r² - نصف القطر الزاوي، R - نصف قطر الأرض، r - نصف قطر النجم.

في الوقت الحاضر، يتم استخدام أساليب الرادار لتحديد المسافة إلى النجوم: فهي ترسل إشارة راديوية إلى الكوكب، وتنعكس الإشارة وتسجيلها بواسطة هوائي الاستقبال. بمعرفة زمن سفر الإشارة يتم تحديد المسافة.

التذكرة رقم 7. التحليل الطيفي هو أهم الوسائللاستكشاف الكون. التحليل الطيفي هو طريقة تستخدم لتحديد التركيب الكيميائيالأجرام السماوية ودرجة حرارتها وحجمها وبنيتها والبعد عنها وسرعة حركتها. يتم إجراء التحليل الطيفي باستخدام أدوات الطيف والمطياف. باستخدام التحليل الطيفي، تم تحديد التركيب الكيميائي للنجوم والمذنبات والمجرات وأجسام النظام الشمسي، حيث أن كل خط أو مجموعة خطوط في الطيف هي سمة من عناصر العنصر. يمكن استخدام شدة الطيف لتحديد درجة حرارة النجوم والأجسام الأخرى.

بناءً على طيفها، يتم تصنيف النجوم إلى فئة طيفية أو أخرى. من المخطط الطيفي يمكنك تحديد الحجم الظاهري للنجم، ومن ثم استخدام الصيغ:

م = م + 5 + 5سجل ص

سجل L = 0.4(5 - م)

أوجد الحجم المطلق واللمعان وبالتالي حجم النجم.

باستخدام صيغة دوبلر

خلق الحديث محطات فضائيةوالسفن القابلة لإعادة الاستخدام، وكذلك الإطلاق سفن الفضاءإلى الكواكب ("فيغا"، "المريخ"، "القمر"، "فوييجر"، "هيرميس") أتاحت تركيب التلسكوبات عليها، والتي من خلالها يمكن ملاحظة هذه النجوم عن قرب دون تدخل في الغلاف الجوي.

التذكرة رقم 8. تم تحديد بداية عصر الفضاء من خلال أعمال العالم الروسي K. E. Tsiolkovsky. واقترح استخدام المحركات النفاثة لاستكشاف الفضاء. وكان أول من اقترح فكرة استخدام الصواريخ متعددة المراحل لإطلاق المركبات الفضائية. وكانت روسيا رائدة في هذه الفكرة. أولاً قمر صناعيتم إطلاق الأرض في 4 أكتوبر 1957، أول تحليق فوق القمر مع التقاط صور - 1959، أول رحلة مأهولة إلى الفضاء - 12 أبريل 1961. أول رحلة أمريكية إلى القمر - 1964، إطلاق السفن الفضائية والمحطات الفضائية .

1. الأهداف العلمية:

• الوجود البشري في الفضاء؛
• استكشاف الفضاء؛
• تطوير تقنيات الطيران الفضائي؛

1. الأغراض العسكرية (الحماية ضد الهجوم النووي)؛
2. الاتصالات (الاتصالات عبر الأقمار الصناعية التي تتم باستخدام أقمار الاتصالات)؛
3. التنبؤات الجوية، والتنبؤ بالكوارث الطبيعية (أقمار الأرصاد الجوية)؛
4. أهداف الإنتاج:

• البحث عن المعادن.
• المراقبة البيئية.

التذكرة رقم 9 يعود الفضل في اكتشاف قوانين حركة الكواكب إلى العالم البارز يوهانس كيبلر.

القانون الأول. ويدور كل كوكب في شكل بيضاوي، وتكون الشمس في إحدى بؤرتيه.

القانون الثاني. (قانون المناطق). يصف ناقل نصف القطر للكوكب على فترات زمنية متساوية مساحات متساوية. ويترتب على هذا القانون أن سرعة الكوكب عندما يتحرك في مداره، كلما اقترب من الشمس كانت أكبر.

القانون الثالث. ترتبط مربعات الفترات الفلكية للكواكب على شكل مكعبات للمحاور شبه الرئيسية لمداراتها.

جعل هذا القانون من الممكن تحديد المسافات النسبية للكواكب من الشمس (في وحدات المحور شبه الرئيسي لمدار الأرض)، حيث تم حساب الفترات الفلكية للكواكب بالفعل. يتم أخذ المحور شبه الرئيسي لمدار الأرض كوحدة فلكية (AU) للمسافات.

التذكرة رقم 10. يخطط:

1. قائمة بجميع الكواكب.
2. تقسيم (الكواكب الأرضية: عطارد، المريخ، الزهرة، الأرض، بلوتو؛ والكواكب العملاقة: المشتري، زحل، أورانوس، نبتون)؛
3. تحدث عن ميزات هذه الكواكب بناءً على الجدول. 5 (ص 144) ؛
4. أشر إلى السمات الرئيسية لهذه الكواكب.

التذكرة رقم 11 . يخطط:

1. الظروف الفيزيائية على القمر (الحجم، الكتلة، الكثافة، درجة الحرارة)؛

والقمر أصغر من الأرض كتلةً بـ 81 مرة، ويبلغ متوسط ​​كثافته 3300 كجم/م3، أي أقل من كثافة الأرض. لا يوجد غلاف جوي على القمر، بل مجرد قشرة رقيقة من الغبار. يتم تفسير الاختلافات الكبيرة في درجة حرارة سطح القمر من النهار إلى الليل ليس فقط من خلال غياب الغلاف الجوي، ولكن أيضًا من خلال مدة النهار القمري والليل القمري، والتي تتوافق مع أسبوعين لدينا. تصل درجة الحرارة عند النقطة تحت الشمسية للقمر إلى +120 درجة مئوية، وفي النقطة المقابلة من نصف الكرة الليلي - 170 درجة مئوية.

1. الإغاثة والبحار والحفر.
2. الميزات الكيميائيةالأسطح؛
3. وجود النشاط التكتوني.

الأقمار الصناعية للكواكب:

1. المريخ (قمران صغيران: فوبوس ودييموس)؛
2. كوكب المشتري (16 قمرًا صناعيًا، أشهر 4 أقمار غاليلية: أوروبا، كاليستو، آيو، جانيميد؛ تم اكتشاف محيط من الماء في أوروبا)؛
3. زحل (17 قمرًا صناعيًا، تيتان مشهور بشكل خاص: له غلاف جوي)؛
4. أورانوس (16 قمرًا صناعيًا)؛
5. نبتون (8 أقمار صناعية)؛
6. بلوتو (قمر صناعي واحد).

التذكرة رقم 12. يخطط:

1. المذنبات (الطبيعة الفيزيائية، البنية، المدارات، الأنواع)، أشهر المذنبات:

• المذنب هالي (T = 76 سنة؛ 1910 - 1986 - 2062)؛
• المذنب إنك؛
• المذنب هياكوتاكي؛

1. الكويكبات (الكواكب الصغيرة). الأكثر شهرة هي سيريس، فيستا، بالاس، جونو، إيكاروس، هيرميس، أبولو (أكثر من 1500 في المجموع).

أبحاث المذنبات والكويكبات زخات نيزكوأظهرت أن لديهم جميعا نفس الطبيعة الفيزيائية ونفس التركيب الكيميائي. يشير تحديد عمر النظام الشمسي إلى أن عمر الشمس والكواكب متساوٍ تقريبًا (حوالي 5.5 مليار سنة). وفقا لنظرية أصل النظام الشمسي للأكاديمي O. Yu. Schmidt، نشأت الأرض والكواكب من سحابة غبار الغاز، والتي، بسبب القانون الجاذبية العالميةتم التقاطها بواسطة الشمس وتدويرها في نفس اتجاه الشمس. وتدريجيا، تشكلت التكاثفات في هذه السحابة، مما أدى إلى ظهور الكواكب. والدليل على أن الكواكب تشكلت من هذه التركيزات هو سقوط النيازك على الأرض والكواكب الأخرى. وهكذا، في عام 1975، لوحظ سقوط المذنب Wachmann-Strassmann على كوكب المشتري.

التذكرة رقم 13. الشمس هي النجم الأقرب إلينا، حيث يمكننا، على عكس جميع النجوم الأخرى، مراقبة قرصها واستخدام التلسكوب لدراسة التفاصيل الصغيرة عليه. تعتبر الشمس نجماً نموذجياً، وبالتالي فإن دراستها تساعد على فهم طبيعة النجوم بشكل عام.

كتلة الشمس أكبر بـ 333 ألف مرة من كتلة الأرض، وقوة الإشعاع الكلي للشمس 4 * 10 23 كيلو واط، ودرجة الحرارة الفعالة 6000 كلفن.

مثل كل النجوم، الشمس عبارة عن كرة غازية ساخنة. يتكون بشكل أساسي من الهيدروجين مع خليط من 10٪ (حسب عدد الذرات) من الهيليوم، و1-2٪ من كتلة الشمس تمثلها عناصر أثقل أخرى.

في الشمس، تكون المادة شديدة التأين، أي أن الذرات فقدت إلكتروناتها الخارجية وأصبحت معها جزيئات حرة من الغاز المتأين - البلازما.

متوسط ​​كثافة المادة الشمسية 1400 كجم/م3. ومع ذلك، هذا رقم متوسط، والكثافة في الطبقات الخارجية أقل بشكل غير متناسب، وفي الوسط أكبر 100 مرة.

تحت تأثير القوات جاذبية الجاذبية، موجهة نحو مركز الشمس، وينشأ في أعماقها ضغط هائل، يصل في المركز إلى 2*108 باسكال، عند درجة حرارة حوالي 15 مليون كلفن.

في مثل هذه الظروف، تكون نوى ذرات الهيدروجين ذات سرعات عالية جدًا ويمكن أن تتصادم مع بعضها البعض، على الرغم من عمل القوة التنافرية الكهروستاتيكية. تنتهي بعض الاشتباكات التفاعلات النوويةحيث يتشكل الهيليوم من الهيدروجين وتنطلق كمية كبيرة من الحرارة.

يتمتع سطح الشمس (الغلاف الضوئي) ببنية حبيبية، أي أنه يتكون من “حبيبات” يبلغ متوسط ​​حجمها حوالي 1000 كيلومتر. التحبيب هو نتيجة لحركة الغازات في منطقة تقع على طول الغلاف الضوئي. وفي بعض الأحيان، في مناطق معينة من الغلاف الضوئي، تزداد الفجوات المظلمة بين البقع، وتتشكل بقع داكنة كبيرة. من خلال مراقبة البقع الشمسية من خلال التلسكوب، لاحظ جاليليو أنها تتحرك عبر القرص المرئي للشمس. وعلى هذا الأساس استنتج أن الشمس تدور حول محورها مدة 25 يوماً. عند خط الاستواء و 30 يوما. بالقرب من القطبين.

البقع هي تكوينات غير مستقرة، تظهر في أغلب الأحيان في مجموعات. في بعض الأحيان تكون هناك تشكيلات ضوئية غير محسوسة تقريبًا مرئية حول البقع، والتي تسمى المشاعل. الميزة الرئيسيةالبقع والمشاعل هي وجود مجالات مغناطيسية يصل تحريضها إلى 0.4-0.5 تسلا.

التذكرة رقم 14. مظهر النشاط الشمسي على الأرض:

1. البقع الشمسية هي مصدر نشط الإشعاع الكهرومغناطيسي، مما تسبب في ما يسمى " العواصف المغناطيسية" تؤثر هذه "العواصف المغناطيسية" على الاتصالات التلفزيونية والإذاعية وتسبب الشفق القطبي القوي.
2. تبعث الشمس الأنواع التالية من الإشعاع: الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية والأشعة تحت الحمراء والأشعة الكونية (الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات والجسيمات الثقيلة الهادرونات). يتم حظر هذه الإشعاعات بالكامل تقريبًا بواسطة الغلاف الجوي للأرض. ولهذا السبب يجب أن يبقى الغلاف الجوي للأرض طبيعيا. تظهر بشكل دوري ثقوب الأوزونوهي تنقل إشعاعات الشمس التي تصل إلى سطح الأرض ولها تأثير ضار على الحياة العضوية على الأرض.
3. يحدث النشاط الشمسي كل 11 عامًا. آخر نشاط شمسي أقصى كان في عام 1991. الحد الأقصى المتوقع هو 2002. الحد الأقصى للنشاط الشمسي يعني أكبر عدد من البقع الشمسية والإشعاعات والبروزات. لقد ثبت منذ فترة طويلة أن التغيرات في النشاط الشمسي للشمس تؤثر على العوامل التالية:

• الوضع الوبائي على الأرض؛
• عدد أنواع الكوارث الطبيعية المختلفة (الأعاصير والزلازل والفيضانات وما إلى ذلك)؛
• حول عدد حوادث السيارات والقطارات.

الحد الأقصى لكل هذا يحدث خلال سنوات الشمس النشطة. كما أثبت العالم تشيزيفسكي، فإن الشمس النشطة تؤثر على رفاهية الشخص. منذ ذلك الحين، تم تجميع التوقعات الدورية لرفاهية الإنسان.

التذكرة رقم 15. تبين أن نصف قطر الأرض صغير جدًا بحيث لا يمكن استخدامه كأساس لقياس الإزاحة المنظرية للنجوم والمسافة إليها. لذلك، يستخدمون المنظر السنوي بدلاً من الأفقي.

المنظر السنوي للنجم هو الزاوية التي يمكن من خلالها رؤية المحور شبه الرئيسي لمدار الأرض من النجم إذا كان عموديًا على خط الرؤية.

أ- محور شبه رئيسيمدار الأرض,

ع - المنظر السنوي.

كما يتم استخدام وحدة المسافة بارسيك. الفرسخ الفلكي هو المسافة التي يبدأ منها المحور شبه الرئيسي لمدار الأرض، عمودي على الشعاعيمكن رؤية المنظر بزاوية 1².

1 بارسيك = 3.26 سنة ضوئية= 206265 أ. هـ = 3 * 10 11 كم.

من خلال قياس المنظر السنوي، يمكنك تحديد المسافة إلى النجوم بشكل موثوق لا يزيد عن 100 فرسخ فلكي أو 300 سنة ضوئية. سنين.

التذكرة رقم 16. يتم تصنيف النجوم وفقًا للمعايير التالية: الحجم واللون واللمعان والفئة الطيفية.

وتنقسم النجوم حسب حجمها إلى نجوم قزمة، ونجوم متوسطة، ونجوم عادية، ونجوم عملاقة، ونجوم عملاقة. النجوم القزمة - قمر صناعي للنجم سيريوس؛ الأوسط - الشمس، كابيلا (م الأعنة)؛ عادي (ر = 10 ألف كلفن) - له أبعاد بين الشمس وكابيلا؛ النجوم العملاقة - أنتاريس، أركتوروس؛ العمالقة الخارقون - منكب الجوزاء، الديبران.

حسب اللون، تنقسم النجوم إلى الأحمر (أنتاريس، منكب الجوزاء - 3000 كلفن)، الأصفر (الشمس، كابيلا - 6000 كلفن)، الأبيض (سيريوس، دينيب، فيجا - 10000 كلفن)، الأزرق (السبيكا - 30000 كلفن).

يتم تصنيف النجوم حسب لمعانها على النحو التالي. إذا أخذنا لمعان الشمس على أنه 1، فإن النجوم البيضاء والزرقاء لها لمعان 100 و10 آلاف مرة أكثر من لمعان الشمس، والأقزام الحمراء لها لمعان أقل من الشمس بعشر مرات.

بناءً على طيفها، تنقسم النجوم إلى فئات طيفية (انظر الجدول).

ظروف التوازن: كما هو معروف فإن النجوم هي الأجسام الوحيدة في الطبيعة التي تحدث فيها تفاعلات اندماج نووي حراري غير منضبطة، والتي يصاحبها إطلاق كمية كبيرة من الطاقة وتحديد درجة حرارة النجوم. معظم النجوم في حالة ثابتة، أي أنها لا تنفجر. تنفجر بعض النجوم (ما يسمى المستعرات والمستعرات الأعظم). لماذا النجوم عموما في حالة توازن؟ إن قوة الانفجارات النووية في النجوم الثابتة تتوازن مع قوة الجاذبية، ولهذا السبب تحافظ هذه النجوم على التوازن.

التذكرة رقم 17. يحدد قانون ستيفان-بولتزمان العلاقة بين الإشعاع ودرجة حرارة النجوم.

e = sТ 4 s - المعامل s = 5.67 * 10 -8 واط/م 2 إلى 4

هـ - الطاقة الإشعاعية لكل وحدة سطح النجم

L هو لمعان النجم، R هو نصف قطر النجم.

باستخدام صيغة ستيفان-بولتزمان وقانون فيينا، يتم تحديد الطول الموجي الذي يحدث عنده الحد الأقصى للإشعاع:

ل ماكس T = ب ب - ثابت فيينا

يمكنك البدء بالعكس، أي استخدام اللمعان ودرجة الحرارة لتحديد أحجام النجوم.

التذكرة رقم 18. يخطط:

1. القيفاويات
2. نجوم جدد
3. المستعرات الأعظمية

التذكرة رقم 19 يخطط:

1. يتضاعف بصريا، مضاعفات
2. الزوجي الطيفية
3. كسوف النجوم المتغيرة

التذكرة رقم 20. هناك أنواع مختلفة من النجوم: مفردة، مزدوجة ومتعددة، ثابتة ومتغيرة، عملاقة وقزمة، المستعرات والمستعرات الأعظم. هل هناك أي أنماط في هذا التنوع من النجوم، في فوضاها الظاهرة؟ توجد مثل هذه الأنماط، على الرغم من اختلاف سطوع النجوم ودرجات حرارتها وأحجامها.

1. لقد ثبت أن لمعان النجوم يزداد مع زيادة الكتلة، ويتم تحديد هذا الاعتماد من خلال الصيغة L = m 3.9، بالإضافة إلى أن القانون L » R 5.2 صالح للعديد من النجوم.
2. اعتماد L على t° واللون (اللون - مخطط اللمعان).

كلما كان النجم أكثر ضخامة، كلما كان الوقود الرئيسي - الهيدروجين - يحترق بشكل أسرع، ويتحول إلى الهيليوم ( ). العمالقة الزرقاء والبيضاء الضخمة تحترق في غضون 10 إلى 7 سنوات. النجوم الصفراء مثل كابيلا والشمس تحترق خلال 10 10 سنوات (t Sun = 5 * 10 9 سنوات). تحترق النجوم البيضاء والزرقاء وتتحول إلى عمالقة حمراء. تركيب 2C + He ® C 2 يحدث فيها. ومع احتراق الهيليوم، ينكمش النجم ويتحول إلى قزم أبيض. ويتحول القزم الأبيض في النهاية إلى نجم كثيف للغاية، يتكون فقط من النيوترونات. يؤدي تقليل حجم النجم إلى دورانه بسرعة كبيرة. يبدو أن هذا النجم ينبض، وينبعث منه موجات الراديو. يطلق عليهم النجوم النابضة - المرحلة الأخيرة من النجوم العملاقة. بعض النجوم التي كتلتها أكبر بكثير من كتلة الشمس تنضغط لدرجة أنها تتحول إلى ما يسمى "الثقوب السوداء"، والتي بسبب الجاذبية لا تنبعث منها إشعاعات مرئية.

التذكرة رقم 21. نظامنا النجمي - المجرة هو أحد المجرات الإهليلجية. درب التبانةوالتي نراها ليست سوى جزء من مجرتنا. باستخدام التلسكوبات الحديثة يمكنك رؤية النجوم حتى حجمها 21. عدد هذه النجوم هو 2 * 10 9، لكن هذا لا يمثل سوى جزء صغير من سكان مجرتنا. ويبلغ قطر المجرة حوالي 100 ألف سنة ضوئية. من خلال مراقبة المجرة، يمكنك ملاحظة "الانقسام" الناتج عن الغبار بين النجوم، والذي يغطي نجوم المجرة عنا.

سكان المجرة.

هناك العديد من العمالقة الحمراء والنجوم القيفاوية قصيرة المدة في قلب المجرة. تحتوي الفروع البعيدة عن المركز على العديد من العمالقة الفائقة والقيفاويات الكلاسيكية. تحتوي الأذرع الحلزونية على عمالقة ساخنة و Cepheids الكلاسيكية. تدور مجرتنا حول مركز المجرة الذي يقع في كوكبة هرقل. النظام الشمسييرتكب بدوره الكاملحول مركز المجرة لمدة 200 مليون سنة. بناءً على دوران النظام الشمسي، يمكن تحديد الكتلة التقريبية للمجرة - 2 * 10 11 م من الأرض. تعتبر النجوم عمومًا ثابتة، لكنها في الواقع تتحرك. ولكن بما أننا بعيدون عنها بشكل كبير، فلا يمكن ملاحظة هذه الحركة إلا على مدى آلاف السنين.

التذكرة رقم 22. في مجرتنا، بالإضافة إلى النجوم المنفردة، هناك نجوم مدمجة في مجموعات. هناك نوعان من مجموعات النجوم:

1. العناقيد النجمية المفتوحة، مثل عنقود الثريا النجمي الموجود في كوكبتي الثور والقلائص. بعين بسيطةفي الثريا يمكنك رؤية 6 نجوم، لكن إذا نظرت من خلال التلسكوب يمكنك رؤية تناثر النجوم. حجم المجموعات المفتوحة هو عدة فرسخ فلكي. تتكون العناقيد النجمية المفتوحة من مئات من نجوم التسلسل الرئيسي والعمالقة الفائقة.
2. يصل حجم العناقيد النجمية الكروية إلى 100 فرسخ فلكي. تتميز هذه العناقيد بفترة قصيرة من القيفاويات وحجم غريب (من -5 إلى +5 وحدات).

اكتشف عالم الفلك الروسي V. Ya. Struve أن امتصاص الضوء بين النجوم موجود. إن امتصاص الضوء بين النجوم هو الذي يخفف من سطوع النجوم. وسط بين النجوممليئة بالغبار الكوني، الذي يشكل ما يسمى بالسدم، مثل السدم المظلمة، وسحب ماجلان الكبيرة، ورأس الحصان. يوجد في كوكبة أوريون سديم غبار غازي يتوهج بالضوء المنعكس من النجوم القريبة. يوجد في كوكبة الدلو سديم كوكبي عظيم، يتشكل نتيجة انبعاث الغاز من النجوم القريبة. أثبت فورونتسوف-فيليامينوف أن انبعاث الغازات من النجوم العملاقة يكفي لتكوين نجوم جديدة. تشكل السدم الغازية طبقة في المجرة يبلغ سمكها 200 فرسخ فلكي. وهي تتكون من H، He، OH، CO، CO 2، NH 3. يصدر الهيدروجين المحايد طولًا موجيًا قدره 0.21 مترًا، ويحدد توزيع هذا الانبعاث الراديوي توزيع الهيدروجين في المجرة. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي المجرة على مصادر للانبعاثات الراديوية (الأشعة السينية) (الكوازارات).

التذكرة رقم 23. وضع ويليام هيرشل الكثير من السدم على خريطة النجوم في القرن السابع عشر. اتضح لاحقًا أن هذه مجرات عملاقة تقع خارج مجرتنا. باستخدام Cepheids، أثبت عالم الفلك الأمريكي هابل أن أقرب مجرة ​​لنا، M-31، تقع على مسافة 2 مليون سنة ضوئية. وقد تم اكتشاف حوالي ألف مجرة ​​من هذا القبيل في كوكبة فيرونيكا، التي تبعد عنا ملايين السنين الضوئية. أثبت هابل أن هناك تحولًا أحمرًا في أطياف المجرات. ويكون هذا الإزاحة أكبر كلما ابتعدت المجرة عنا. بمعنى آخر، كلما كانت المجرة أبعد، زادت سرعة ابتعادها عنا.

إزاحة V = D * H H - ثابت هابل، D - التحول في الطيف.

تم تأكيد نموذج الكون المتوسع بناءً على نظرية أينشتاين من قبل العالم الروسي فريدمان.

يتم تصنيف المجرات إلى أنواع غير منتظمة وإهليلجية وحلزونية. توجد المجرات الإهليلجية في كوكبة الثور، ومجرة حلزونية تابعة لنا، وسديم المرأة المسلسلة، ومجرة غير منتظمة في سحب ماجلان. بالإضافة إلى المجرات المرئية، هناك ما يسمى بالمجرات الراديوية في الأنظمة النجمية، أي مصادر قوية للانبعاث الراديوي. في مكان هذه المجرات الراديوية، تم العثور على أجسام صغيرة مضيئة، ذات تحول أحمر مرتفع للغاية بحيث من الواضح أنها تبعد عنا مليارات السنين الضوئية. لقد تم تسميتها بالكوازارات لأن إشعاعها يكون في بعض الأحيان أقوى من إشعاع المجرة بأكملها. من الممكن أن تكون الكوازارات هي نوى أنظمة نجمية قوية جدًا.

التذكرة رقم 24. ويحتوي أحدث كتالوج النجوم على أكثر من 30 ألف مجرة ​​أكثر سطوعا من حجم 15، ويمكن تصوير مئات الملايين من المجرات بتلسكوب قوي. كل هذا، إلى جانب مجرتنا، يشكل ما يسمى بالمجرة. من حيث حجمها وعدد الأشياء، فإن المجرة الفائقة لا نهائية؛ ليس لها بداية ولا نهاية. بواسطة الأفكار الحديثةوفي كل مجرة ​​يحدث انقراض النجوم والمجرات بأكملها، وكذلك ظهور نجوم ومجرات جديدة. العلم الذي يدرس كوننا ككل يسمى علم الكونيات. وفقا لنظرية هابل وفريدمان، مع الأخذ بعين الاعتبار كوننا النظرية العامةأينشتاين، مثل هذا الكون يتوسع منذ حوالي 15 مليار سنة، وكانت أقرب المجرات أقرب إلينا مما هي عليه الآن. في مكان ما في الفضاء، تنشأ أنظمة نجمية جديدة، ومع الأخذ في الاعتبار الصيغة E = mc 2، حيث يمكننا القول أنه بما أن الكتل والطاقات متكافئة، فإن تحولها المتبادل إلى بعضها البعض يمثل أساس العالم المادي.

1. سيريوس، صن، الغول، ألفا سنتوري، ألبيرو. ابحث عن كائن إضافي في هذه القائمة واشرح قرارك. حل:الكائن الإضافي هو الشمس. جميع النجوم الأخرى مزدوجة أو متعددة. ويمكن الإشارة أيضًا إلى أن الشمس هي النجم الوحيد في القائمة الذي تم اكتشاف الكواكب حوله. 2. قم بتقدير قيمة الضغط الجوي على سطح المريخ إذا علم أن كتلة غلافه الجوي أقل بـ 300 مرة من كتلة الغلاف الجوي للأرض، ونصف قطر المريخ أقل بحوالي مرتين من نصف قطر الأرض. حل:يمكن الحصول على تقدير بسيط ولكنه دقيق إلى حد ما إذا افترضنا أن الغلاف الجوي بأكمله للمريخ متجمع في طبقة قريبة من السطح ذات كثافة ثابتة، تساوي الكثافة على السطح. ومن ثم يمكن حساب الضغط بواسطة صيغة معروفةحيث كثافة الغلاف الجوي بالقرب من سطح المريخ هي التسارع السقوط الحرعلى السطح، هو ارتفاع هذا الجو المتجانس. سيكون مثل هذا الجو رقيقًا جدًا، لذا يمكن إهمال التغييرات مع الارتفاع. لنفس السبب، يمكن تمثيل كتلة الغلاف الجوي حيث يقع نصف قطر الكوكب. بما أن كتلة الكوكب، ونصف قطره، وثابت الجاذبية، يمكن كتابة التعبير عن الضغط على الصورة: النسبة تتناسب مع كثافة الكوكب، وبالتالي فإن الضغط على السطح متناسب. ومن الواضح أن نفس المنطق يمكن تطبيقه على الأرض. وبما أن متوسط ​​كثافة الأرض والمريخ - وهما كوكبان أرضيان - متقاربان، فيمكن إهمال الاعتماد على متوسط ​​كثافة الكوكب. نصف قطر المريخ أصغر بحوالي مرتين من نصف قطر الأرض، لذلك يمكن تقدير الضغط الجوي على سطح المريخ مثل الضغط الجوي على الأرض، أي. حول كيلو باسكال (في الواقع يتعلق الأمر بالكيلو باسكال). 3. ومن المعروف أن السرعة الزاويةدوران الأرض حول محورها يتناقص مع مرور الوقت. لماذا؟ حل:بسبب وجود المد والجزر القمرية والشمسية (في المحيط والغلاف الجوي والغلاف الصخري). تتحرك حدبات المد والجزر على طول سطح الأرض في الاتجاه المعاكس لاتجاه دورانها حول محورها. وبما أن حركة حدبات المد والجزر على سطح الأرض لا يمكن أن تحدث دون احتكاك، فإن حدبات المد والجزر تبطئ دوران الأرض. 4. أين يكون اليوم أطول في 21 مارس: في سانت بطرسبرغ أم ماجادان؟ لماذا؟ خط عرض ماجادان هو . حل:يتم تحديد طول اليوم من خلال متوسط ​​انحراف الشمس خلال النهار. وفي محيط يوم 21 مارس، يزداد انحراف الشمس مع مرور الوقت، وبالتالي سيكون اليوم أطول حيث يأتي يوم 21 مارس لاحقًا. تقع ماجادان شرق سانت بطرسبرغ، وبالتالي فإن طول اليوم في 21 مارس في سانت بطرسبرغ سيكون أطول. 5. يوجد في قلب المجرة M87 ثقب أسود كتلته كتلة الشمس. أوجد نصف قطر الجاذبية للثقب الأسود (المسافة من المركز الذي تكون عنده سرعة الهروب الثانية تساوي سرعة الضوء)، وأيضًا متوسط ​​الكثافةالمواد داخل دائرة نصف قطرها الجاذبية. حل:سرعة الهروب الثانية (المعروفة أيضًا باسم سرعة الهروب أو السرعة المكافئة) لأي الجسم الكونييمكن حسابها باستخدام الصيغة: أين

من بحر المعلومات الذي نغرق فيه، إلى جانب تدمير الذات، هناك مخرج آخر. يمكن للخبراء ذوي النظرة الواسعة بما فيه الكفاية إنشاء ملاحظات أو ملخصات محدثة تلخص بإيجاز الحقائق الرئيسية في منطقة معينة. نقدم محاولة سيرجي بوبوف لعمل مثل هذه المجموعة معلومات حيويةفي الفيزياء الفلكية.

إس بوبوف. تصوير آي ياروفايا

وخلافًا للاعتقاد الشائع، لم يكن التدريس المدرسي لعلم الفلك في أفضل حالاته في الاتحاد السوفييتي أيضًا. رسميًا، كان الموضوع مدرجًا في المنهج الدراسي، لكن في الواقع لم يتم تدريس علم الفلك في جميع المدارس. في كثير من الأحيان، حتى لو تم عقد الدروس، استخدمها المعلمون في دروس إضافية في مواضيعهم الأساسية (الفيزياء بشكل أساسي). وفي حالات معزولة للغاية، كان التدريس ذا جودة كافية لتمكين تلاميذ المدارس من تكوين صورة مناسبة للعالم. بالإضافة إلى ذلك، تعد الفيزياء الفلكية واحدة من أسرع العلوم تطورًا على مر السنين. العقود الماضية، أي. إن المعرفة بالفيزياء الفلكية التي تلقاها البالغون في المدرسة منذ 30 إلى 40 عامًا قد عفا عليها الزمن بشكل كبير. دعونا نضيف أنه لا يوجد الآن علم فلك تقريبًا في المدارس. ونتيجة لذلك، فإن معظم الناس لديهم فكرة غامضة إلى حد ما عن كيفية عمل العالم على نطاق أكبر من مدارات كواكب النظام الشمسي.

المجرة الحلزونية NGC 4414

مجموعة من المجرات في كوكبة شعر فيرونيكا

كوكب يدور حول نجم فم السمكة الكبيرة

في مثل هذه الحالة، يبدو لي أنه سيكون من الحكمة القيام بـ "جدًا". دورة قصيرةعلم الفلك." أي تسليط الضوء على الحقائق الأساسية التي تشكل أسس الصورة الفلكية الحديثة للعالم. بالطبع، قد يختار المتخصصون المختلفون مجموعات مختلفة قليلاً من المفاهيم والظواهر الأساسية. ولكن من الجيد أن يكون هناك عدة إصدارات جيدة. من المهم أن يتم تقديم كل شيء في محاضرة واحدة أو دمجه في مقال قصير واحد. وبعد ذلك سيتمكن المهتمين من توسيع معرفتهم وتعميقها.

لقد حددت لنفسي مهمة إنشاء مجموعة من أهم المفاهيم والحقائق في الفيزياء الفلكية والتي يمكن وضعها في صفحة واحدة مقاس A4 (حوالي 3000 حرف مع مسافات). في هذه الحالة، بالطبع، من المفترض أن يعرف الشخص أن الأرض تدور حول الشمس ويفهم سبب حدوث الكسوف وتغير الفصول. أي أن الحقائق "الطفولية" غير مدرجة في القائمة.

منطقة تشكل النجوم NGC 3603

السديم الكوكبي NGC 6543

بقايا المستعر الأعظم Cassiopeia A

أظهرت الممارسة أن كل شيء في القائمة يمكن تقديمه في محاضرة مدتها ساعة تقريبًا (أو درسين في المدرسة، مع مراعاة الإجابات على الأسئلة). بالطبع، خلال ساعة ونصف من المستحيل تكوين صورة مستقرة لجهاز العالم. ومع ذلك، فمن الضروري اتخاذ الخطوة الأولى، وهنا يجب أن تساعد مثل هذه "الدراسة في السكتات الدماغية الكبيرة"، والتي تلتقط جميع النقاط الرئيسية التي تكشف عن الخصائص الأساسية لبنية الكون.

تم استلام جميع الصور تلسكوب فضائي"هابل" مأخوذ من الموقعين http://heritage.stsci.edu و http://hubble.nasa.gov

1. الشمس هي نجم عادي (واحد من حوالي 200-400 مليار) على مشارف مجرتنا - نظام من النجوم وبقاياها والغاز بين النجوم والغبار والمادة المظلمة. المسافة بين النجوم في المجرة عادة ما تكون عدة سنوات ضوئية.

2. يمتد النظام الشمسي إلى ما بعد مدار بلوتو وينتهي حيث يقارن تأثير جاذبية الشمس مع تأثير جاذبية النجوم القريبة.

3. تستمر النجوم في التشكل حتى يومنا هذا من الغاز والغبار الموجود بين النجوم. خلال حياتهم وفي نهاية حياتهم، تقوم النجوم بتفريغ جزء من مادتها، المخصب بالعناصر المركبة، في الفضاء بين النجوم. هكذا يتغير التركيب الكيميائي للكون هذه الأيام.

4. الشمس تتطور. عمره أقل من 5 مليارات سنة. وفي غضون حوالي 5 مليارات سنة، سوف ينفد الهيدروجين الموجود في قلبها. ستتحول الشمس إلى عملاق أحمر ثم إلى قزم أبيض. تنفجر النجوم الضخمة في نهاية حياتها، مخلفة وراءها نجمًا نيوترونيًا أو ثقبًا أسود.

5. مجرتنا هي واحدة من العديد من هذه الأنظمة. هناك حوالي 100 مليار مجرة ​​كبيرة في الكون المرئي. وهي محاطة بأقمار صناعية صغيرة. ويبلغ حجم المجرة حوالي 100 ألف سنة ضوئية. أقرب مجرة ​​كبيرة تبعد حوالي 2.5 مليون سنة ضوئية.

6. لا توجد الكواكب حول الشمس فحسب، بل توجد أيضًا حول نجوم أخرى، وتسمى الكواكب الخارجية. أنظمة الكواكب ليست متشابهة. نحن نعرف الآن أكثر من 1000 كوكب خارجي. من الواضح أن العديد من النجوم لديها كواكب، لكن جزءًا صغيرًا منها فقط قد يكون مناسبًا للحياة.

7. إن العالم كما نعرفه محدود العمر - أقل بقليل من 14 مليار سنة. في البداية، كانت المادة في حالة شديدة الكثافة والساخنة. ولم تكن جسيمات المادة العادية (البروتونات والنيوترونات والإلكترونات) موجودة. الكون يتوسع ويتطور. أثناء التمدد من الحالة الساخنة الكثيفة، برد الكون وأصبح أقل كثافة، وظهرت الجسيمات العادية. ثم نشأت النجوم والمجرات.

8. نظرًا لسرعة الضوء المحدودة والعمر المحدود للكون الذي يمكن ملاحظته، لا يمكننا الوصول إلا إلى منطقة محدودة من الفضاء للمراقبة، لكن العالم المادي لا ينتهي عند هذه الحدود. على مسافات كبيرة، وبسبب سرعة الضوء المحدودة، نرى الأشياء كما كانت في الماضي البعيد.

9. غالبية العناصر الكيميائيةالتي نواجهها في الحياة (والتي نتكون منها) نشأت في النجوم خلال حياتهم نتيجة لذلك التفاعلات النووية الحراريةأو في المراحل الأخيرة من حياة النجوم الضخمة - في انفجارات السوبرنوفا. قبل أن تتشكل النجوم، كانت المادة العادية موجودة في المقام الأول في شكل الهيدروجين (العنصر الأكثر وفرة) والهيليوم.

10. تساهم المادة العادية بحوالي نسبة قليلة فقط من الكثافة الإجمالية للكون. حوالي ربع كثافة الكون يرجع إلى المادة المظلمة. وتتكون من جزيئات تتفاعل بشكل ضعيف مع بعضها البعض ومع المادة العادية. حتى الآن نحن نلاحظ فقط تأثير الجاذبية للمادة المظلمة. حوالي 70% من كثافة الكون تعود إلى الطاقة المظلمة. وبسبب ذلك، فإن توسع الكون يسير بشكل أسرع وأسرع. طبيعة الطاقة المظلمةغير واضح.

1.2 بعض المفاهيم والصيغ الهامة من علم الفلك العام

قبل أن نبدأ في وصف النجوم المتغيرة الكسوفية، وهي موضوع هذا العمل، دعونا نتأمل بعض المفاهيم الأساسية التي سنحتاجها في المستقبل.

إن القدر النجمي لجرم سماوي هو مقياس لتألقه المقبول في علم الفلك. اللمعان هو شدة الضوء الذي يصل إلى الراصد أو الإضاءة الناتجة عند مستقبل الإشعاع (العين، لوحة التصوير الفوتوغرافي، المضاعف الضوئي، وما إلى ذلك). ويتناسب اللمعان عكسيا مع مربع المسافة التي تفصل بين المصدر والراصد.

يرتبط الحجم m والحجم E بالصيغة:

في هذه الصيغة، E i هو سطوع نجم من القدر i -th، E k هو سطوع نجم من القدر m k -th. باستخدام هذه الصيغة، من السهل أن نرى أن النجوم من الحجم الأول (1 م) أكثر إشراقا من النجومالقدر السادس (6 م) والتي يمكن رؤيتها عند حدود الرؤية بالعين المجردة 100 مرة بالضبط. كان هذا الظرف هو الذي شكل الأساس لبناء مقياس الحجم.

وبأخذ لوغاريتم الصيغة (1) ومع الأخذ بعين الاعتبار السجل 2.512 =0.4 نحصل على:

, (1.2)

(1.3)

توضح الصيغة الأخيرة أن الفرق في مقادير النجوم يتناسب طرديا مع لوغاريتم نسبة الضوء. تشير علامة الطرح في هذه الصيغة إلى أن الحجم يزداد (ينقص) مع انخفاض (زيادة) في السطوع. يمكن التعبير عن الفرق في مقادير النجوم ليس فقط كعدد صحيح، ولكن أيضًا ككسر. باستخدام مقاييس ضوئية كهروضوئية عالية الدقة، من الممكن تحديد الفرق في مقادير النجوم بدقة تبلغ 0.001 متر. تبلغ دقة التقييمات البصرية (العين) التي يجريها مراقب ذو خبرة حوالي 0.05 متر.

تجدر الإشارة إلى أن الصيغة (3) تسمح لك بحساب ليس الأحجام النجمية، ولكن الاختلافات بينهما. لإنشاء مقياس حجم، تحتاج إلى تحديد نقطة صفر معينة (نقطة مرجعية) لهذا المقياس. تقريبًا، يمكن اعتبار Vega (a Lyrae)، وهو نجم ذو حجم صفر، نقطة الصفر هذه. هناك نجوم ذات مقادير سلبية. على سبيل المثال، سيريوس (أ كانيس ميجور) هو ألمع نجم في سماء الأرض ويبلغ حجمه -1.46 م.

يسمى سطوع النجم الذي يتم تقييمه بالعين بصريًا. وهو يتوافق مع الحجم المشار إليه بـ m u. أو م التأشيرات. . يُطلق على سطوع النجوم، الذي يتم تقييمه من خلال قطر صورتها ودرجة السواد على لوحة التصوير الفوتوغرافي (تأثير التصوير الفوتوغرافي)، اسم التصوير الفوتوغرافي. وهو يتوافق مع حجم التصوير الفوتوغرافي m pg أو m phot. الفرق C = m pg - m photo، اعتمادًا على لون النجم، يسمى مؤشر اللون.

هناك العديد من أنظمة القياسات المقبولة تقليديًا، وأكثرها استخدامًا هي أنظمة القياسات U وB وV. يشير الحرف U إلى مقادير الأشعة فوق البنفسجية، ويرمز B إلى اللون الأزرق (بالقرب من التصوير الفوتوغرافي)، ويرمز V إلى اللون الأصفر (بالقرب من التصوير الفوتوغرافي) مرئي). وبناء على ذلك يتم تحديد مؤشرين للألوان: U – B وB – V، وهما يساويان الصفر بالنسبة للنجوم البيضاء النقية.

معلومات نظرية عن خسوف النجوم المتغيرة

2.1 تاريخ اكتشاف وتصنيف النجوم المتغيرة الكسوفية

تم اكتشاف أول نجم متغير كسوف الغول (ب بيرسي) في عام 1669. عالم الرياضيات والفلكي الإيطالي مونتاناري. تم استكشافه لأول مرة في نهاية القرن الثامن عشر. عالم الفلك الإنجليزي الهاوي جون جودريك. وتبين أن النجم الوحيد ببرساي، المرئي بالعين المجردة، هو في الواقع نظام متعدد لا ينفصل حتى مع المشاهدات التلسكوبية. يدور اثنان من النجوم الموجودة في النظام حول مركز مشترك للكتلة في يومين و20 ساعة و49 دقيقة. في لحظات معينة من الزمن، يقوم أحد النجوم المتضمنة في النظام بحجب نجم آخر عن الراصد، مما يتسبب في إضعاف مؤقت للسطوع الإجمالي للنظام.

منحنى ضوء ألغول، كما هو موضح في الشكل. 1

يعتمد هذا الرسم البياني على ملاحظات كهروضوئية دقيقة. يمكن رؤية خفتين: حد أدنى أساسي عميق - الكسوف الرئيسي (يتم إخفاء المكون الساطع خلف العنصر الأضعف) وتعتيم طفيف - الحد الأدنى الثانوي، عندما يطغى المكون الأكثر سطوعًا على العنصر الأضعف.

تتكرر هذه الظواهر بعد 2.8674 يومًا (أو يومين و20 ساعة و49 دقيقة).

من الرسم البياني لتغيرات السطوع يتضح (الشكل 1) أن Algol مباشرة بعد الوصول إلى الحد الأدنى الرئيسي ( أصغر قيمةيلمع) يبدأ صعوده. وهذا يعني حدوث كسوف جزئي. وفي بعض الحالات يمكن أيضًا ملاحظة الكسوف الكلي الذي يتميز بالحفاظ على الحد الأدنى من قيمة سطوع المتغير في الحد الأدنى الرئيسي لفترة زمنية معينة. على سبيل المثال، بالنسبة للنجم المتغير الكسوف U Cephei، والذي يمكن ملاحظته باستخدام مناظير قوية وتلسكوبات للهواة، تبلغ مدة المرحلة الإجمالية في الحد الأدنى الرئيسي حوالي 6 ساعات.

بعد فحص الرسم البياني لتغيرات سطوع ألغول بعناية، يمكن للمرء أن يجد أنه بين الحد الأدنى الرئيسي والثانوي، لا يظل سطوع النجم ثابتًا، كما قد يبدو للوهلة الأولى، ولكنه يتغير قليلاً. ويمكن تفسير هذه الظاهرة على النحو التالي. خارج الكسوف، يصل الضوء من كلا مكونات النظام الثنائي إلى الأرض. لكن كلا المكونين قريبان من بعضهما البعض. لذلك، فإن المكون الأضعف (غالبًا ما يكون أكبر حجمًا)، المضاء بمكون ساطع، ينثر الحادث الإشعاعي عليه. ومن الواضح أن أكبر قدر من الإشعاع المتناثر سيصل إلى الراصد الأرضي في اللحظة التي يقع فيها العنصر الخافت خلف العنصر الساطع، أي. بالقرب من لحظة الحد الأدنى الثانوي (من الناحية النظرية، يجب أن يحدث هذا فورًا في لحظة الحد الأدنى الثانوي، لكن السطوع الإجمالي للنظام يتناقص بشكل حاد بسبب حدوث كسوف لأحد المكونات).

ويسمى هذا التأثير تأثير إعادة الانبعاث. على الرسم البياني، يتجلى ذلك من خلال زيادة تدريجية في السطوع الإجمالي للنظام مع اقترابه من الحد الأدنى الثانوي وانخفاض في السطوع، وهو ما يتوافق مع زيادته بالنسبة إلى الحد الأدنى الثانوي.

في عام 1874 اكتشف جودريك النجم المتغير الكسوف الثاني - ب ليرا. يتغير السطوع ببطء نسبيًا مع فترة 12 يومًا و21 ساعة و56 دقيقة (12.914 يومًا). على عكس Algol، فإن منحنى الضوء له شكل أكثر سلاسة. (الشكل 2) ويفسر ذلك بقرب المكونات من بعضها البعض.

تتسبب قوى المد والجزر الناشئة في النظام في تمدد كلا النجمين على طول خط يربط بين مركزيهما. لم تعد المكونات كروية، بل إهليلجية. أثناء الحركة المدارية، تقوم الأقراص المكونة، ذات الشكل الإهليلجي، بتغيير مساحتها بسلاسة، مما يؤدي إلى تغيير مستمر في سطوع النظام حتى خارج الكسوف.

في عام 1903 تم اكتشاف المتغير الكسوف W لكوكب الدب الأكبر، بفترة مدارية تبلغ حوالي 8 ساعات (0.3336834 يومًا). خلال هذا الوقت، لوحظ وجود حدين أدنى لعمق متساوٍ أو متساوٍ تقريبًا (الشكل 3). وتبين دراسة منحنى ضوء النجم أن المكونات متساوية تقريبا في الحجم وأسطحها تكاد تكون متلامسة.

بالإضافة إلى النجوم مثل Algol وb Lyrae وW Ursa Major، هناك أجسام نادرة تصنف أيضًا على أنها نجوم متغيرة كاسفة. هذه نجوم إهليلجية تدور حول محور. تغيير منطقة القرص يسبب تغييرات طفيفةيشرق.

أما الهيدروجين، في حين أن النجوم التي تبلغ درجة حرارتها حوالي 6 آلاف كلفن لها خطوط من الكالسيوم المتأين تقع على حدود الأجزاء المرئية والأشعة فوق البنفسجية من الطيف. لاحظ أن طيف شمسنا لديه هذا النوع الأول. يُشار إلى تسلسل أطياف النجوم الناتج عن التغير المستمر في درجة حرارة طبقاتها السطحية بالأحرف التالية: O، B، A، F، G، K، M، من الأكثر سخونة إلى...

لن يتم ملاحظة أي خطوط (بسبب ضعف الطيف الفضائي)، بل خطوط الطيف النجم الرئيسيسوف تتقلب بنفس الطريقة كما في الحالة الأولى. إن فترات التغيرات التي تحدث في أطياف النجوم المزدوجة الطيفية، والتي من الواضح أنها أيضًا فترات ثورتها، مختلفة تمامًا. أقصر فترة معروفة هي 2.4H (ز الدب الأصغر)، وأطولها عشرات السنين. ل...