АСТРОНОМІЯ - М. В. Головко 2018
Частина 1. Космографія
Розділ І. Вступ до астрономії
ТЕМА 1.1. ЗОРЯНЕ НЕБО І НЕБЕСНА СФЕРА
§ 5. ЗОРЯНІ МАПИ Й КАТАЛОГИ НЕБЕСНИХ ОБ'ЄКТІВ
Мапи зоряного неба певною мірою є аналогом географічних мап — на них також наносять координатну сітку, що дозволяє знаходити координати небесних світил. У зв'язку з цим треба пригадати принципи побудови географічних мап, відомі вам з курсу географії.
Методичні поради щодо опанування навчального матеріалу
Зверніть увагу на те, що перепис об'єктів зоряного неба й визначення положень зір на небесній сфері почали робити ще в давнину. Без цього було неможливо вирішувати практичні завдання, як от: орієнтуватися на місцевості, зокрема у відкритому морі, а також визначати час і укладати календарі. Так виникли каталоги небесних об'єктів, які відтоді є неодмінним атрибутом в астрономії, бо вони містять координати та інші параметри різних небесних об'єктів. Саме в цьому полягає їх цінність.
Докладнішу інформацію про астрономічні каталоги подано в методичному посібнику І. Крячка «Нове в астрономії : книга для вчителя та учня».
Мапи зоряного неба для навчальних цілей можна виготовити самостійно, наприклад, з допомогою комп'ютерної програми Cartes du Ciel (Зоряні мапи). Її версію українською вміщено на сайті http://www.ap-i.net/skychart/uk/start.
Пояснювальний текст
Мапа зоряного неба — це проекція (зображення) небесної сфери на плоску поверхню. Нині мапи зоряного неба, виконані на папері, під час астрономічних спостережень поступаються цифровим носіям інформації про координати небесних об'єктів (каталогам). Також часто, а надто аматори астрономії, застосовують електронні планетарії, фактично візуалізатори зоряного неба, для того щоб попередньо визначити ділянку небесної сфери чи положення небесного об'єкта, який заплановано спостерігати.
1. Мапи зоряного неба. Першу мапу зоряного неба, виготовлену друкарським способом (на відміну від накреслених вручну в рукописах), вигравірував Альбрехт Дюрер у 1515 р. На ній зображено 48 сузір'їв з «Альмагеста» Птолемея. Малюнки подано в оберненому вигляді, як на небесному глобусі. У першому (1603 р.) великому зоряному атласі (збірник мап) «Уранометрія» Йоган Байєр помістив мапи всіх сузір'їв «Альмагеста» й додав 12 нових сузір'їв
південного неба, виділених голландськими мореплавцями. В атласі Байєра подано 2 тис. зір — удвічі більше, ніж у Дюрера, для позначення яких використано літери грецької абетки.
Рис. 5.1. Перша мапа зоряного неба, виготовлена друкарським способом з гравюр Альбрехта Дюрера;
б) Мапа зоряного неба з «Уранометрії» Й. Байєра.
Застосування телескопа підвищило точність картографування небесної сфери й дозволило Джону Флемстиду створити «Атлас неба» (опублікований у 1729 р. вже після смерті вченого). Ця робота стимулювала Йогана Боде до укладання в 1801 р. «Уранографії» — першого атласу, де вказано всі зорі, видимі неозброєним оком (а також багато слабких — усього 17 тис. зір). У ньому вперше було введено поняття меж сузір'їв. Боде, як і його попередники, використовував грецькі зображення сузір'їв. У ХІХ ст. від такого ілюстративного підходу відмовилися заради точніших позначень положень зір та їхньої яскравості. Наприклад, такий підхід застосував німецький астроном Фрідріх Вільгельм Аргеландер (1799—1875) в атласі «Боннський огляд».
Рис. 5.2. Мапа зоряного неба з «Уранографії» Й. Боде.
У ХХ ст. завдяки застосуванню фотографії відбулися значні зміни в картографуванні небесної сфери. У 50-х рр. минулого століття в обсерваторії Маунт-Паломар створено широко відомий в астрономії «Паломарський атлас неба».
Рис. 5.3. Прямокутна мапа зоряного неба.
Мапи зоряного неба зазвичай виконують у формі прямокутника або круга (рис. 5.4 а та 5.4 б). На мапі, що має вигляд прямокутника, по горизонталі відкладено пряме піднесення α, по вертикалі — схилення δ світил. На мапі, що має вигляд круга, в центрі показано північний (або південний) полюс світу. Пряме піднесення α зір проставлено на обводі мапи. Радіальні лінії, що сходяться до центра мапи — це проекції кіл схилень. Принаймні вздовж чотирьох із них проставляють схилення світил δ.
Рис. 5.4. Мапа зоряного неба у вигляді круга
2. Каталоги небесних об'єктів. Перший каталог положень зір (тобто список зір із зазначенням їх координат), що дійшов до наших днів, уклав на підставі власних спостережень найвідоміший стародавній астроном Гіппарх (бл. 190—125 рр. до н.е.). Поштовхом до створення перепису всіх світил стала буцімто поява на небосхилі нової зорі. Каталог Гіппарха відтворив у своїй відомій праці «Альмагест» уславлений грецький астроном Птолемей (власне завдяки цьому до нас і дійшла робота Гіппарха). Каталог Гіппарха містить дані для 1025 зір станом (в астрономії говорять належить до епохи) на 138 р.
Перший каталог, що містить прямі піднесення і схилення зір (друга екваторіальна система координат), уклав польський астроном Ян Гевелій з допомогою кутомірного інструмента секстанта. У ньому вказано 1564 зорі для епох 1661 і 1701 рр.
Після появи телескопів (1609 р.) та меридіанних інструментів, положення зір на небесній сфері стали вимірювати значно точніше. Наприклад, пасажний інструмент і меридіанне коло дозволяють фіксувати момент проходження зорі через меридіан, а отже, її екваторіальну координату — пряме піднесення, а також визначати висоту, на якій зоря перетинає небесний меридіан, а отже, обчислювати другу екваторіальну координату — схилення.
Відтоді й дотепер на підставі великої кількості спостережень створено кілька сотень каталогів не лише зір, а й інших небесних об'єктів. Від певного часу роботи з укладання каталогів виконують, головно, у рамках міжнародної кооперації. Метою створення Головної астрономічної обсерваторії НАН України, зокрема, було виконання робіт з укладання каталогів небесних об'єктів.
Велику допомогу в роботі над створенням нових каталогів надають астрономам космічні апарати. Наприклад, спеціалізований супутник «Гіппаркос» (Hipparcos, від англ. HighPrecision Parallaxes Collecting Satellite — супутник, що визначає високоточні паралакси) дозволив створити каталог «Тіхо-2», який містить не лише координати понад 2,5 млн зір, але й їх зоряні величини, власні рухи та ін. Для майже 120 000 зір з високою точністю також визначено паралакси, а отже, й відстані.
Робота зі створення нових каталогів небесних об'єктів та картографування небесної сфери тривають і в сучасну пору. Таку роботу виконує з 2013 р. новий космічний апрарат «Ґайя» (Gaia, Global Astrometric Interferometer for Astrophysics). За результатами його роботи буде створено новий каталог, до якого мають увійти точні координати майже одного відсотка зір нашої галактики. Окрім точних координат, буде визначено відстані до цих зір, що дозволить скласти тривимірну карту Галактики.
Зрозуміло, що каталоги — це астрономічні ресурси, що вміщують дуже важливу інформацію, систематизовану за певними параметрами. Нині в астрономії існує багато різних каталогів, де вміщено інформацію про один певний тип небесних об'єктів (наприклад,
галактики) чи про різні космічні тіла, але спостережувані в якомусь одному діапазоні електромагнітного спектра.
Ще донедавна астрономічні каталоги друкували в книжках і журналах. За будь-яких умов їх наклад був обмежений, і відповідно, доступ до них також (хоча астрономи вже давно налагодили обмін науковою інформацією, тому знайти потрібний каталог для роботи було не надто складно). Тепер найважливіші каталоги укладають, а отже, й публікують, у цифровому форматі, і, що дуже важливо, передають на зберігання в Міжнародний центр астрономічних даних у Страсбурзі. Тож будь-хто з науковців, якщо треба, може звернутися до цього сховища й отримати потрібну для його роботи інформацію з відповідного каталогу.
Типова задача
Знайти на мапі зоряного неба об'єкти з координатами: 1) a = 06h45m09s, δ = -16°42'58"; 2) a = 18h36m56s, δ = +38°47'01"; 3) a = 13h25m12s, δ = -11°09'4Γ; 4) a = 04h35m55s, δ = +16°30'33''; 5) a = 05h55m 10s, δ = +07°24'25" та з'ясувати їхні назви, видимі зоряні величини і сузір'я, в яких містяться ці світила.
Відповідь: 1) Сиріус (-1,43), сузір'я Великого Пса; 2) Вега (+0,03), сузір'я Ліри; 3) Спіка (+0,98), сузір'я Діви; 4) Альдебаран (+0,85), сузір'я Тельця; 5) Бетельгейзе (+0,2), сузір'я Оріона.
ВИСНОВКИ
Мапа зоряного неба - це проекція небесної сфери на плоску поверхню. Каталоги небесних об'єктів вміщують їхні координати на небесній сфері, а також інформацію про ці об'єкти (відстань від Землі, спектральні характеристики тощо).
