Что такое собственное движение звезды

Собственные движения звёзд

Полезное

Смотреть что такое «Собственные движения звёзд» в других словарях:

СОБСТВЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ — (свободные колебания), колебания, которые совершаются за счет энергии, сообщенной системе в начале колебательного движения (например, в механической системе через начальное смещение тела или придание ему начальной скорости, а в электрической… … Современная энциклопедия

собственные колебания гироскопической системы — Составляющая собственного движения гироскопической системы с высокой частотой и малой амплитудой. Примечание Эти движения в ряде источников называются нутационными. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 118. Гироскопия. Академия наук СССР.… … Справочник технического переводчика

Собственные колебания — (свободные колебания), колебания, которые совершаются за счет энергии, сообщенной системе в начале колебательного движения (например, в механической системе через начальное смещение тела или придание ему начальной скорости, а в электрической… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

СОБСТВЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ — свободные колебания, колебания, совершающиеся в динамич. системе при отсутствии внешнего воздействия при сообщении ей в начальный момент внешнего возмущения, выводящего систему из состояния равновесия. Характер С. к. в основном определяется… … Математическая энциклопедия

Параллактические движения звёзд — кажущиеся перемещения звёзд на небесной сфере, обусловленные движением Солнечной системы относительно этих звёзд; являются частью собственных движений звёзд (См. Собственные движения звёзд). П. д. з. направлены к точке, называемой… … Большая советская энциклопедия

Пекулярные движения звёзд — (от лат. peculiaris собственный) перемещения звёзд на небесной сфере, обусловленные их действительными движениями в пространстве. П. д. з. являются частью собственных движений звёзд (См. Собственные движения звёзд), не зависящей от… … Большая советская энциклопедия

Интегралы движения — В механике функция где обобщённые координаты, обобщённые скорости системы, называется интегралом движения (данной системы), если на каждой траектории данной системы, но функция не является тождественно постоянной. Интегралы движения … Википедия

Источник

Что такое собственное движение звезды

Санкт-Петербургский государственный университет

Кратко излагается история открытия собственных движений звезд и наблюдательных программ, связанных с исследованиями кинематики звездных движений. Главные результаты исследований: определено движение Солнца относительно ближайших звезд, установлено дифференциальное вращение Галактики, найдены расстояния до удаленных групп звезд на основе вековых и статистических параллаксов.

Введение

Обоснование инерциальной системы координат в астрономии

Собственные движения звезд

Меридианные собственные движения

Фотографические собственные движения звезд

B конце прошлого века в практику наблюдательной астрономии прочно внедрилась фотография. Существенно возросли проницающая сила телескопов и информативность наблюдений. Появилась реальная возможность определять миллионы собственных движений звезд, включая самые слабые (до 21-й звездной величины). Международная астрономическая общественность согласовала несколько кооперативных проектов фотографических наблюдений всего неба.

По поводу фотографических собственных движений звезд необходимо сделать несколько важных замечаний.

Фотографические собственные движения звезд определяются сравнением измеренных положений звезд на различных пластинках, полученных в разные эпохи. В силу этого фотографические собственные движения неизбежно остаются относительными, то есть определяют движение одних звезд относительно некоторой группы других звезд (так называемых опорных звезд), о движении которых делаются более или менее правдоподобные предположения. Таким образом, чтобы перейти от фотографических собственных движений звезд к меридианным (имеющим смысл инерциальных или «абсолютных»), необходимо выполнить дополнительное исследование, которое астрономы иногда называют абсолютизацией и которое редко бывает безупречным.

Главное достоинство фотографических собственных движений в их относительно высокой точности и массовости в отношении самых слабых звезд. Это обстоятельство делает их незаменимым наблюдательным материалом при статистических исследованиях, связанных с определением дисперсий пекулярных (индивидуальных) движений звезд и распределением движений звезд, отнесенных к разным типам звездного населения.

Существенным недостатком фотографических собственных движений звезд является их несвобода от разного рода систематических ошибок, связанных с фотографическим методом наблюдений. Это так называемые ошибки «уравнения блеска», «уравнения цвета» и некоторые другие, связанные с несовершенством оптики широкоугольных телескопов, применяемых в астрофотографии. Перечисленные ошибки выражаются в систематическом смещении изображений звезд на пластинке в зависимости от яркости, цвета звезд и их положения на пластинке. Эти ошибки трудно калибруются, так как они зависят еще от постоянно изменяющихся условий наблюдений (прозрачности атмосферы, ветра, качества изображений).

Третий проект, предложенный международному астрономическому сообществу, в значительной мере связан с попыткой преодолеть трудности установления системы фотографических собственных движений (см. замечание 1) и, напротив, использовать все преимущества, вытекающие из их массовости (см. замечание 2).

Главные результаты, полученные на основе изучения собственных движений звезд

В итоге выполнения трех международных программ фотографических наблюдений всего неба, а также других работ известно более миллиона собственных движений звезд, причем для звезд до 9-й величины список их собственных движений практически исчерпан. На основе этих наблюдательных данных выполнены многочисленные исследования движений звезд в окрестностях Солнца, а также кинематики и динамики нашей Галактики. Отметим следующие важнейшие результаты.

Все звезды в окрестностях Солнца обладают параллактическим движением, отражающим факт движения Солнца. Это параллактическое движение, так называемый вековой параллакс, звезды может служить мерой расстояния звезды от Солнца. Расстояния до многих звезд в Галактике определены с помощью вековых параллаксов.

Заключение

Исследования собственных движений звезд лежат в основе наших знаний о звездном мире, к которому принадлежит наше Солнце. Успехи звездной астрономии, начатые трудами знаменитых астрономов XVIII и XIX веков Брадлея, Гершеля, Бесселя, Струве, не были бы столь значительны, если бы «неподвижные» звезды не обладали собственными движениями.

Источник

Собственное движение

Собственным движением называются изменения координат звёзд на небесной сфере, вызванные относительным движением звёзд и Солнечной системы. В них не включают периодические изменения, вызванные движением Земли вокруг Солнца (параллакс).

Более строгое определение: «Собственным движением звезды в астрономии называют величины, характеризующие её угловое перемещение на небесной сфере в заданной системе координат за единицу времени»

Если какая-либо звезда наблюдалась дважды в эпоху и эпоху и её видимые координаты — прямое восхождение (α) и склонение (δ) — приведены в систему фундаментального каталога FK5 (эпоха T0), то её собственное движение определяется как

размерность — секунда времени в год,

размерность — угловая секунда в год.

Определённые таким способом собственные движения звёзд иногда называют меридианными, так как они определяются в результате сравнения двух положений, полученных посредством наблюдений на меридианных кругах. Массовые определения меридианных собственных движений звёзд стали возможными уже в XIX веке в результате создания нескольких десятков меридианных каталогов, приведённых к некоторой одной фундаментальной системе. Наибольшее число (33 342) положений и собственных движений звёзд (в том числе слабых — до 9-й звёздной величины) в одной системе приведено в известном общем каталоге «General Catalogue» Льюиса Босса (1910 год). Ошибки собственных движений в этом каталоге составляют ± (0.005—0.15)″/год. Положения и движения звёзд несвободны от систематических ошибок. Новые фундаментальные каталоги звёзд FK4 и FK5 сохраняют ошибки собственных движений на уровне ± (0.002—0.005)″/год, однако эти каталоги охватывают лишь небольшое число избранных, в основном ярких звёзд. К 1995 году было известно не менее 50 000 меридианных собственных движений звёзд от самых ярких до 9-й звёздной величины. Ошибки этих собственных движений могут быть от ± 0.002″ до ± 0.010″ в зависимости от продолжительности истории наблюдений. По величине большинство известных собственных движений меньше 0.050″/год, однако встречаются и большие собственные движения. Так, самое высокое значение собственного движения имеет «летящая» Звезда Барнарда — 10.358″. Вторую и третью строчку в рейтинге самых быстро перемещающихся звёзд на небесной сфере занимают Звезда Каптейна (8.670″/год) и Лакайль 9352 (6.896″/год).

Связь между расстоянием и собственным движением звезды определяется из соотношения:

Здесь — проекция на небесную сферу пространственной скорости звезды в системе координат, движущейся вместе с Солнцем, D — расстояние до звезды в парсеках (1 пк = 206 265 астрономических единиц = 3,26 световых лет). Размерность — км/с, размерность ″ — угловая секунда в год.

В конце XIX века в практику наблюдательной астрономии прочно внедрилась фотография. В связи с этим развились фотографические методы определения собственных движений звёзд.

Фотографические собственные движения звёзд определяются сравнением измеренных положений звёзд на различных пластинках, полученных в разные эпохи. В силу этого фотографические собственные движения неизбежно остаются относительными, то есть определяют движение одних звёзд относительно некоторой группы других звёзд (так называемых опорных звёзд), о движении которых делаются более или менее правдоподобные предположения. Таким образом, чтобы перейти от фотографических собственных движений звёзд к меридианным (имеющим смысл инерциальных или «абсолютных»), необходимо выполнить дополнительное исследование, которое астрономы иногда называют абсолютизацией и которое редко бывает безупречным.

Главное достоинство фотографических собственных движений в их относительно высокой точности и массовости в отношении самых слабых звёзд. Это обстоятельство делает их незаменимым наблюдательным материалом при статистических исследованиях, связанных с определением дисперсий пекулярных (индивидуальных) движений звёзд и распределением движений звёзд, отнесенных к разным типам звёздного населения.

Существенным недостатком фотографических собственных движений звёзд является их несвобода от разного рода систематических ошибок, связанных с фотографическим методом наблюдений. Это так называемые ошибки «уравнения блеска», «уравнения цвета» и некоторые другие, связанные с несовершенством оптики широкоугольных телескопов, применяемых в астрофотографии. Перечисленные ошибки выражаются в систематическом смещении изображений звёзд на пластинке в зависимости от яркости, цвета звёзд и их положения на пластинке. Эти ошибки трудно калибруются, так как они зависят ещё от постоянно изменяющихся условий наблюдений (прозрачности атмосферы, ветра, качества изображений).

Новой эпохой в определении собственного движения звёзд стал полёт спутника Hipparcos (HIgh Precision PARarallax COllecting Satellite), который за 37 месяцев работы провёл миллионы измерений звёзд. В результате работы получилось два звёздных каталога. Каталог HIPPARCOS содержит измеренные с ошибкой порядка одной тысячной угловой секунды координаты, собственные движения и параллаксы для 118 218 звёзд. Такая точность для звёзд достигнута в астрометрии впервые. Во второй каталог — TYCHO приводятся несколько менее точные сведения для 1 058 332 звёзд. Создание этих двух каталогов ознаменовало рождение нового направления — космической астрометрии.

История открытия

Открытие движений «неподвижных» звёзд принадлежит знаменитому английскому астроному Эдмунду Галлею, обнаружившему в 1718 году, что некоторые яркие звёзды из каталога Гиппарха-Птолемея заметно изменили свои положения среди других звёзд. Это были Сириус, сместившийся к югу почти на полтора диаметра Луны, Арктур — на два диаметра к югу и Альдебаран, сместившийся на 1/4 диаметра Луны к востоку. Замеченные изменения нельзя было приписать ошибкам каталога Птолемея, не превосходившим, как правило, 6′ (1/5 диаметра Луны). Открытие Галлея вскоре (1728 год) было подтверждено другим английским астрономом, Джеймсом Брадлеем, который известен более как первооткрыватель годичной аберрации света. В дальнейшем определениями движений звёзд занимались Тобиас Майер (1723—1762), Никола Лакайль (1713—1762) и многие другие астрономы вплоть до Фридриха Бесселя (1784—1846), положившие начало современной фундаментальной системе положений звёзд.

Источник

Собственное движение звёзд

Рис. 22. Изменение вида ковша Большой Медведицы за 10 000 лет

Собственным движением звезды называется угол μ, на ко­торый сместилась звезда по небесной сфере в течение года вследствие своего движения в пространстве.

В древности считали, что звёзды прикреплены к небесной сфере и, следовательно, не мо­гут передвигаться, и называли их неподвижными. Теперь известно, что звезды — это свободные тела, естественно, свобод­но перемещающиеся в пространстве. Однако они очень дале­ки, и, несмотря на то что они движутся с достаточно больши­ми скоростями, движение их проекций на небесную сферу об­наружить очень трудно. Движение звезды приводит к тому, что её координаты изменяются. Смещаясь, звезда описывает на небесной сфере дугу, т. е. её положение смещается на угол, соответствующий этой дуге.

Собственные движения звёзд невелики. О них можно су­дить по рисунку 22. Собственные движения звёзд Большой Медведицы далеко не самые малые. Самая быстрая звезда — Летящая Барнарда в Змееносце — смещается на ви­димый диаметр Луны за 180 лет. Её собственное движение равно 10,5” в год.

Для большинства звёзд собственные движения меньше 0,02” в год. Тем не менее, изучение даже столь малых смещений даёт много информации о строении нашей звёздной системы.

Звезды перемещаются в пространстве со скоростью v̅, ко­торую можно представить в виде суммы двух скоростей (рис. 23), одна из которых направлена по лучу зрения (её на­зывают лучевой скоростью v_r), другая — перпендикулярно ей (эту скорость называют тангенциальной v_t). Тангенциальная скорость выражается через параллакс и собственное движение следующим образом:

где π” — параллакс звезды, a v — скорость (км/с). Лучевая скорость определяется из спектральных исследований по эф­фекту Доплера. Материал с сайта http://wikiwhat.ru

Эффект Доплера

Эффект Доплера заключается в следующем. Пусть длина волны света, принимаемого от неподвижного источника, равна λ₀.Тогда от движущегося относитель­но наблюдателя тождественного источника придёт свет с длиной волны λ = λ₀(l + v/c), где v — скорость по лучу зрения; c — скорость света. Лучевая скорость положи­тельна, если источник удаляется от нас; в этом случае все спектральные линии смещаются в сторону больших длин волн, т. е. к красному концу спектра.

Сфотографировав спектр звезды (или любого друго­го объекта), измерив длины волн и сравнив их с дли­нами волн в стандартном спектре неподвижного источ­ника, можно определить его лучевую скорость.

Если каким-то образом удаётся определить угол меж­ду направлениями на звезду и полной скорости v (а это ино­гда удаётся, причём сразу для группы звёзд), то приведённая формула даёт возможность определить расстояния до этих звёзд.

Источник

Астрономия в Санкт-Петербургском университете

Кратко излагается история открытия собственных движений звезд и наблюдательных программ, связанных с исследованиями кинематики звездных движений. Главные результаты исследований: определено движение Солнца относительно ближайших звезд, установлено дифференциальное вращение Галактики, найдены расстояния до удаленных групп звезд на основе вековых и статистических параллаксов.

Введение

Обоснование инерциальной системы координат в астрономии

Собственные движения звезд

Меридианные собственные движения

(1)

(2)

Фотографические собственные движения звезд

B конце прошлого века в практику наблюдательной астрономии прочно внедрилась фотография. Существенно возросли проницающая сила телескопов и информативность наблюдений. Появилась реальная возможность определять миллионы собственных движений звезд, включая самые слабые (до 21-й звездной величины). Международная астрономическая общественность согласовала несколько кооперативных проектов фотографических наблюдений всего неба.

По поводу фотографических собственных движений звезд необходимо сделать несколько важных замечаний.

Фотографические собственные движения звезд определяются сравнением измеренных положений звезд на различных пластинках, полученных в разные эпохи. В силу этого фотографические собственные движения неизбежно остаются относительными, то есть определяют движение одних звезд относительно некоторой группы других звезд (так называемых опорных звезд), о движении которых делаются более или менее правдоподобные предположения. Таким образом, чтобы перейти от фотографических собственных движений звезд к меридианным (имеющим смысл инерциальных или «абсолютных»), необходимо выполнить дополнительное исследование, которое астрономы иногда называют абсолютизацией и которое редко бывает безупречным.

Главное достоинство фотографических собственных движений в их относительно высокой точности и массовости в отношении самых слабых звезд. Это обстоятельство делает их незаменимым наблюдательным материалом при статистических исследованиях, связанных с определением дисперсий пекулярных (индивидуальных) движений звезд и распределением движений звезд, отнесенных к разным типам звездного населения.

Существенным недостатком фотографических собственных движений звезд является их несвобода от разного рода систематических ошибок, связанных с фотографическим методом наблюдений. Это так называемые ошибки «уравнения блеска», «уравнения цвета» и некоторые другие, связанные с несовершенством оптики широкоугольных телескопов, применяемых в астрофотографии. Перечисленные ошибки выражаются в систематическом смещении изображений звезд на пластинке в зависимости от яркости, цвета звезд и их положения на пластинке. Эти ошибки трудно калибруются, так как они зависят еще от постоянно изменяющихся условий наблюдений (прозрачности атмосферы, ветра, качества изображений).

Третий проект, предложенный международному астрономическому сообществу, в значительной мере связан с попыткой преодолеть трудности установления системы фотографических собственных движений (см. замечание 1) и, напротив, использовать все преимущества, вытекающие из их массовости (см. замечание 2).

Главные результаты, полученные на основе изучения собственных движений звезд

В итоге выполнения трех международных программ фотографических наблюдений всего неба, а также других работ известно более миллиона собственных движений звезд, причем для звезд до 9-й величины список их собственных движений практически исчерпан. На основе этих наблюдательных данных выполнены многочисленные исследования движений звезд в окрестностях Солнца, а также кинематики и динамики нашей Галактики. Отметим следующие важнейшие результаты.

Все звезды в окрестностях Солнца обладают параллактическим движением, отражающим факт движения Солнца. Это параллактическое движение, так называемый вековой параллакс, звезды может служить мерой расстояния звезды от Солнца. Расстояния до многих звезд в Галактике определены с помощью вековых параллаксов.

Заключение

Исследования собственных движений звезд лежат в основе наших знаний о звездном мире, к которому принадлежит наше Солнце. Успехи звездной астрономии, начатые трудами знаменитых астрономов XVIII и XIX веков Брадлея, Гершеля, Бесселя, Струве, не были бы столь значительны, если бы «неподвижные» звезды не обладали собственными движениями.

Примечание. Статья написана для соросовского образовательного журнала.

Источник