370 likes | 621 Views
JAR113 Stjörnufræði 1. hluti. Þorsteinn Barðason. Fyrstu stjörnuathuganir. Stjörnufræði er sú vísindagrein sem fæst við að rannsaka eðli og ástand alls í himingeimnum. Menn tengdu stjörnur við hið yfirnáttúrlega, guðina sjálfa.
E N D
JAR113Stjörnufræði 1. hluti Þorsteinn Barðason
Fyrstu stjörnuathuganir • Stjörnufræði er sú vísindagrein sem fæst við að rannsaka eðli og ástand alls í himingeimnum. • Menn tengdu stjörnur við hið yfirnáttúrlega, guðina sjálfa. • Með því að fylgjast með gangi himintungla var hægt að henda reiður á árstíðum • Vitað er að margar fornþjóðir svo sem Egiptar og Kínverjar fylgdust með og skráðu ýmsar upplýsingar um stjörnurnar.
Almagest • Fyrstu heilstæðu skrána um innbyrðis afstöðu stjarnanna var frá grískum stjörnufræðingi, Hipparkosi, sem var uppi á 2. öld fyrir Krist. • Ptólómeus sem var uppi um 120 e. Krist, bætti skrána til muna, en þekktust er Arabísk útgáfa hennar Almagest.
Stjörnumerkin • Forfeður okkar skiptu stjörnum himinsins upp í merki. Í nútíma stjörnufræði notar mörg merki frá Babíloníumönnum og Grikkjum. • Helsta viðmið okkar er gangur sólar um stjörnumerki Dýrahringsins, ásamt miðbaug og pól jarðar.
88 stjörnumerki • Venja er að skipta stjörnuhimninum í 88 stjörnumerki, en helmingur þeirra hefur verið þekktur frá því 270 f.kr. • Frá Íslandi sjást 53 stjörnumerki. Sum þeirra hafa fengið Íslensk nöfn svo sem fjósakonurnar og fjósakarlarnir í Óríon.
Færsla jarðar • Stjörnumerkin færast dálítið til á himninum, vegna þess að jörðin snýst umhverfis sólina. Þessi færsla virkar þannig að hver stjarna kemur upp fjórum mínútum fyrr en kvöldið áður.
Stjörnumerkin • Sólin virðist færast eftir dýrahringnum, en í raun er það jörðin sem snýst umhverfis sólina sem breytir um afstöðu.
Reikistjörnur • Fornmenn tóku eftir að nokkrar stjörnur voru ekki fastar á himinhvelfingunni, heldur hreyfðust um himininn. Þetta voru þær reikistjörnur sem sjást frá jörðinni með berum augum, en héldu sig samt innan dýrahringsins. • Þetta voru: Merkúr, Venus, Mars, Júpíter og Saturn.
Heimsmynd Ptólemaíosar • Sú heimsmynd sem var viðurkennd allt fram á daga Galíleós, var að jörðin væri í miðju heimsins, og aðrar plánetur, sól og tungl snérust um hana. • Frávik frá brautinni voru skýrð með lykkjum á leið stjaranna.
Tímatöl, árstíðir • Menn hafa alltaf haft þörf fyrir að mæla tímann. • Sólahringur, sá tími sem tekur jörðina að snúast 1 hring um möndul sinn. • Tunglmánuður, sá tími sem tekur tunglið að fara einn hring umhverfis jörðina. • Ár, sá tími sem tekur jörðina að snúast einn hring umhverfis sólina.
Tímatöl • Tímatal Múhameðstrúarmanna er 12 tunglmánuðir, þannig að árstíðirnar færast til um nokkra daga hjá þeim. • Júlíanska tímatalið, sem Júlíus Cæsar kom á 46 f. Kr, var árið 365 dagar, en 4. hvert ár var árið 366 dagar. Þar sem þetta tímatal er ekki nægjanlega nákvæmt færðust árstíðirnar um brot úr degi smám saman.
Gregoríanska tímatalið • Gregoríanska tímatalið er það sem við notum í dag, innleitt árið 1582. • Eitt ár er 365 dagar, hlaupár 4. hvert ár, og þá er bætt við einum degi, nema á aldamótaárum, nema þau aldamótaár sem 400 gengur upp í (t.d. Árið 2000). • Var lögleitt á Íslandi árið 1700
Síríus • Mörg forn menningarsamfélög notuðu stjörnuna Sirius sem tímamæli. Þegar Síríus birtist við sjóneildahring byrjaði nýtt ár.
Pólstjarnan • Áður en menn þekktu virkni áttavita sigldu menn eftir stjörnunum. • Pólstjarnan sem er auðþekkt á stjörnuhimninum sem fastastjarna, rétt norðan við norðupóls himins var leiðarstjarna sjófara.
Kópernikus • Kópernikus var sannfærður um að sólmiðjukenningin væri rétt, og allar reikistjörnurnar að jörðinni meðtalinni snérust um sólina. • Hann fann líka út að brautir reikistjarnanna væru ekki nákvæmlega hringlaga, og hraði þeirra væri ekki jafnmikill á brautinni. • Hann skýrði árstíðirnar með möndulhalla jarðar.
Sjónaukar • Fram að aldamóunum 1600 voru stjörnuathuganir gerðar með berum augum. • Um aldamótin 1600 gerðu Hollenskir gleraugnasmiðir fyrsta sjónaukann. • Galíleo Galíleí (1564-1642) bjó til fyrsta sjónaukann sérhannaður til að skoða stjörnur.
Galíleó Galíleí • Galíleó fann lögmál til að skýra fallhreyfingu hluta. • Hann var einn af öflugustu fylgismönnum sólmiðjukenningarinar. • Hann fann bletti á sólinni, gíga á tunglinu og 4 af tunglum Júpíters. • Hann sá líka kvartelaskipti á Venus, lík og á tunglinu.
Galíleó frh. • Litlu munaði að Galíleó hefði verið brenndur á báli fyrir skoðanir sínar, en hann varð að afneita þeim til að bjarga lífi sínu. • Verk hans gjörbreyttu viðhorfi manna til stjörnuhiminsins, og stjörnukíkirar hans urðu grundvallartæki við stjörnuathuganir.
Jóhannes Kepler • Jóhannes Kepler (1571-1630) var Þýskur stjörnufræðingur, sem fékkst við að reikna út brautir reikistjarnanna. • Þrjú af grundvallarlögmálum stjarnfræði og eðlisfræði eru hluti af verkum hans.
Lögmál Keplers • 1. lögmál • Brautir reikistjarnanna eru á sporbaug með sólina í öðrum brennipunkti. • 2. lögmál • Tengilína sólar og reikistjörnu fer ævinlega yfir jafnstórann flöt á jafnlöngum tíma
Ísak Newton • Ísak Newton (1642-1727), var þekktastur fyrir þrjú hreyfilögmál. • Hann setti fram þyngdarlögmálið og þá krafta sem verka milli tveggja massa. • Þessi lögmál gilda að sjálfsögðu um krafa milli sólar, reikistjarna og tungla, og eru því grundvallarlögmál í útreikningum á hreyfingu þeirra.
Áhrif lofthjúpsins á stjörnuathuganir • Ljósgeisli sem ekki fellur hornrétt, brotnar vegna áhrifa frá lofthjúp jarðar á leið sinni til jarðar. • Aðeins lítið brot af rafsegulgeislun á bylgjulengdum eins og gamma, röntgen, ljós, útvarpsbylgjur komast til jarðar vegna síunar í lofthjúpinum. (ósonlagið, súrefni, köfnunarefni.....)
Litli Björn • Á norðurhveli jarðar er skær stjarna í stjörnumerkinu Litli björn. • Þetta er pólstjarnan, sem var leiðarstjarna ferðalanga fyrr á öldum, og er í norður frá jörð.
Norðurpóll himins • Pólstjarnan er við norðurpól himins. • Ef myndavél er bent að pólstjörnunni, og ljósopi hennar haldið opnu nokkrar klukkustundir, virðist “hvelið” snúast um ákveðinn ás. • Pólstjarnan er skærust.
Birtustig stjarna • Birtustig er mælikvarði á skærleika stjarna. • Því skærari sem stjarna er því lægra gildi er gefið. • Skærustu stjörnur fá birtustigið -1 eða minna • Stjarna með birtustig 6 er ekki sýnileg með berum augum.
Stjörnuathuganir nú á tímum • Geimför hafa farið til sólar, tunglsins, reikistjarna, halastjarna og smástirna. • Þau innihalda myndavélar og mælitæki sem senda upplýsingar til jarðar með útvarpsbylgjum • Útvarpsbylgjurnar eru síðan þýddar í tölvum yfir í myndir sem gefa upplýsingar um sólkerfið
Rannsóknir á sólkerfinuMerkúr • Maríner 10 • Þetta geimfar var sent á braut umhverfis sólu á árunum 1973 – 1975, og tók myndir af skýjahulu Venusar og 2700 af yfirborði merkúríusi.
Sólin • Ódysseifur • Var skotið á loft af geimskutlunni Discovery árið 1990. Til að komast á braut umhverfis sólina þurfti að senda hann sporbaug fyrst til Júpíter og síðan á retta braut um Sól. • Tók mikilvægar myndir af sólinni á árunum 1994 - 1995
Venus • Venusarkönnuður – Pioneer Venus • Fór á braut umhverfis Venus árið 1978, og hélst á braut umhverfis reikistjörnuna í 14 ár. • Tók myndir gegnum skýjahuluna með radar, og kortlagði yfirborð hennar.
Mars • Fyrsta geimfarið sem lenti á Mars var Mariner 4 in 1965. • Víkingur 1 og Víkingur 2 • Áætlun sem hófst árið 1975, og stendur ennþá yfir um að rannsaka og leita að lífi á Mars. En þá lenti Víkingur árið 1976 • Mars Pathfinder lendi á Mars 1997 . • Árið 2004 lenti síðan könnunarförin "Spirit" og "Opportunity" og hafa veið að senda ómetanlegar myndir þaðan um nokkurt skeið.
Júpíter • Galíleó geimfarinu var skotið á loft árið 1989. Ferðalagið tók 6 ár, en árið 1995 skaut það könnunarfari inn í andrúmsloft Júpíters. • Mjög nákvæmar myndir og ómetanleg þekking fékkst þarna.
Satúrnus • Cassini geimfarinu var skotið á loft árið 1997, og kemur til Satúrnusar árið 2004. • Það sendir ómetanlegar myndir til jarðarinnar, þegar það flýgur 60 hringi umhverfis plánetuna.
Úranus og Neptúnus • Voyager 2 (Ferðalangurinn 2) var skotið á loft árið 1977, og fór framhjá Úranusi árið 1986 og Neptúnusi árið 1989. Hann ásamt Voyager 1 senda enn upplýsingar til jarðarinnar frá endimörkum sólkerfisins.
Halastjörnur • Giotto geimfarið fór móts við Hally halastjörnuna arið 1986 og sendi myndir frá henni. • Smástyrnageimfarið NEAR fór á braut um smástirnið Eros árið 1999