Bevezetés a csillagászatba II.

Átírás

1 Bevezetés a csillagászatba II. Dobos László dobos@complex.elte.hu É április 4.

2 Tematika Weboldal: Könyv: Carroll Ostlie: Introduction to Modern Astrophysics Koordinátarendszerek Távolságmérés A magnitúdóskála Sztellárstatisztika A Tejút szerkezete és csillagpopulációi A csillagközi anyag A Tejút csillagainak dinamikája Csillagtársulások A Tejút központi régiója Extragalaxisok Galaxisok magnitúdója Galaxisok távolságának mérése Galaxisok társulásai A sötét anyag Aktív galaxisok A kozmológia alapjai

3 Simbad:

4 Gömbi koordinátarendszerek Referenciapont vagy origó: topocentrikus: megfigyelő aktuális helyzete geocentrikus: földközéppontú heliocentrikus: napközéppontú baricentrikus: a Naprendszer tömegközéppontja galaktocentrikus A 0. szélességi kör szerint: horizontális ekvatoriális ekliptikus galaktikus sík szupergalaktikus sík

5 Az alt-azimuth koordinátarendszer A földi megfigyelő lokális horizontjához és a négy égtájhoz rögzített koordinátarendszer zenit: a megfigyelő feje fölötti pólus nadír: a zenittel átellenes pólus altitude: a horizonttól mért szög, a zenit irányába pozitív, a nadír irányába negatív azimuth: a déli égtájtól az óramutató járásával megegyező irányban mért szög jelentősége: alt-az rendszerű távcsövek tájolása

6

7 Az ekvatoriális koordinátarendszer 2 Tulajdonságai: égi egyenĺıtő: a Föld egyenĺıtői síkja jelöli ki északi és a déli pólus: a Föld forgástengelye döfi ki órakörök: az égi egyenĺıtőre merőleges, mindkét póluson átmenő főkörök deklináció 1 : az égi egyenĺıtőtől a pólusok irányába mért szög északi irányban pozitív, déli irányban negatív jelölése: Dec vagy δ a hosszúság jellegű mennyiséget a kezdő órakörtől mérjük 1 declination 2 equatorial coordinates

8

9 I. ekvatoriális koordinátarendszer A kezdő órakör a déli irányon megy át a hosszúság jellegű mennyiség az óraszög 3 jelölése: H vagy τ a τ = 0 h a déli irány, τ = 6 h a nyugati irány Alkalmazása: ekvatoriális felfüggesztésű távcső pozicionálása Stabilitása: a csillagok napi menete a szélességi körök mentén a Föld forgását az óragép kompenzálja 3 hour angle

10 II. ekvatoriális koordinátarendszer A kezdő órakör a tavaszponton 4 megy keresztül tavaszpont: az ekliptika és az égi egyenĺıtő metszéspontja A hosszúság jellegű mennyiség: rektaszcenzió az északi pólusból nézve a tavaszponttól az óramutató járásával ellentétes irányban jelölése: RA vagy α Alkalmazása: csillagászati katalógusok koordinátarendszere 4 vernal point

11 Az ekvatoriális koordinátarendszer stabilitása A Föld tengelyének precessziójából adódóan a tavaszpont helye lassan változik a tavaszpont 72 évente egy fokot mozdul el a koordinátarendszert ezért konkrét időponthoz rögzítik equinox: a koordinátarendszer tavaszpontja egy adott évre van megadva gyakran használt pl. 1950, 2000 Az időszámítást ld. később

12 Koordináták megadása A deklinációt előjeles fokban, ritkán radiánban fejezzük ki decimális fok: +10,23457 sexagesimális fok: A rektaszcenziót fokban vagy órában adjuk meg decimális fok: 49,3866 sexagesimális óra: 03 h 17 m 32 ṣ óra = = 15 Figyelem: a programozási nyelvek trigonometrikus függvényei általában radiánt várnak bemenetként!

13 Az I. és II. ekvatoriális koordinátarendszer A földi órák a Nap látszólagos mozgásához rögzítettek így egy év kb. 365,24 nap Az éggömb egy év alatt kb. 366,24-szer fordul görbe évente eggyel több sziderikus napsziderikus nap, mint szoláris sziderikus nap hossza: 365,24 366,24 23h 56 m 4 ṣ ,1s A sziderikus idő a helyi sziderikus idő a földrajzi hosszúságtól függ jelölése: s Átszámítás az I. és II. ekv. koordináták között egyszerűbb az átszámítás: τ = s α τ-t és α-t gyakran óra:perc:másodperc egységekben mérjük

14

15

16

17

18 A csillagidő A csillagok látszólagos pozíciója a Föld mozgásától függ tengely körüli forgás Nap körüli keringés forgástengely precessziója Föld Hold ár-apályerők rezonanciák, földrengések stb. Egy nap hossza: átlagos szoláris nap: ,002 s csillagnap: , s sziderikus nap: , s

19 Szabványosított idő Számos szabvány létezik: TAI: Temps atomique international atomórákhoz rögzített, relativisztikus effektusokra korrigált UTC: Temps universel coordonné a földi időszámítás alapja a csillagidőtől való eltérést reguláris szökőévekkel és időnként beszúrt szökőmásodpercekkel korrigálják ma a TAI-tól kb. 32,184 másodperccel tér el UT1, UT2, UT3... a Föld mozgásának különböző jelenségeire korrigált idők TT: Terrestrial Time elméleti idő, ld. ált. rel. TT = TAI + 32,184 = UTC + (szökőmásodpercek száma) + 32,184

20 Az idő egységei Másodperc: atomórák alapján definiált a 133 Cs atom egyik hiperfinom átmenetének periódusidejével definiált Julián év: pontosan 365,25 napos, melyben minden nap másodperc hosszú a J2000 epoch pontosan rögzítve lett: január 1. 12:00:00 TT

21 A Julián-dátum 5 A Julián-nap (JD) megadása a Kr. e év első napjától eltelt napok száma január 1. = 12 h 00 m 00 ṣ 00 UTC időszámításunk kezdete: JD április 3.: A JD törtrészének megadása a déli 12 óra óta eltelt idő a nap törtrészének egységében gyakran TT vagy TAI (szökőmásodpercek nélkül) alapján számítjuk az mai óra kezdete (UTC-ből számítva) április 3. 10:15:00 CEST = április 3. 8:15:00 UTC = ,84375 JD A módosított Julián-dátum (MJD): MJD = JD ,5 epoch: november 17, 00 h 00 m 00 ṣ 00 UTC 5 Julian day, Julian date

22 Gyakran használt ekvatoriális koordinátarendszerek FK4 a Fundamental Katalog 4 csillagaihoz rögzített epoch 6 : B1950, equinox 7 : 1950 FK5 a Fundamental Katalog 5 csillagaihoz rögzített epoch: J2000, equinox: 2000 ma a legelterjedtebb ICRS: International Celestial Reference System kvazárok segítségével definiálták epoch: J2000 az origója a Naprendszer baricentrumához rögzített 5 10 eltérés az FK5/J2000 koordinátáktól 6 epoch: a csillagok pozíciójának időpontja 7 equinox: a koordinátarendszer tavaszpontjának időpontja

23 Csillagok távolságának mérése Trigonometrikus parallaxis a Földpálya különböző pontjaiból nézve pontos pozíciómérést igényel csak közeli csillagokra Bessel (1838) Parsec, jele pc Az a távolság, ahonnan 1 AU egy ívmásodperc alatt látszik 1pc = 3, m = 3,26156ly

24 Csillagok mozgása Sajátmozgás 8 A csillagok mozgásából adódó koordinátaváltozás Haley (1718) Nagyon pontos asztrometria, vagy sok évtizedes, évszázados megfigyelés kell jele µ, mértékesége: mas yr 1 Radiális sebességek meghatározása Doppler-effektus spektrumvonalak eltolódása v = c z 8 proper motion

25 Csillagok standard elnevezése Konstellációk: 88 égterületet névvel, rövidítéssel IAU 9 hivatalos definíciója (1922) Közel 8000 csillag látható szabad szemmel legfényesebbeknek saját név: Betelgeuse Bayer: a konstelláció nevéből képzett név: α Ori Flamsteed: sorszámozás nyugatról keletre: 58 Ori Fényes változócsillagok betűjel R-től Z-ig, majd kettős betűk, pl. S Gem, RR Lyr később csak sorszámozás: V335 Peg Halvány csillagok katalógusban sorszám: HD koordináták: 2MASS J IAU: International Astronomical Union

26 Fontos csillagkatalógusok Történetileg fontos katalógusok Almagest (Ptolemaiosz, több mint 1000 csillag) Fundamental Katalog, néhány ezer fontos csillag Henry Draper-katalógus, több mint 200e csillag Hipparcos-katalógus: űrtávcső, 2,5M csillag, 20e paralaxissal Gaia: több mint 1 milliárd csillag, 2M parallaxissal On-line elérhető adatbázisok: Simbad: SDSS SkyServer: IRSA: NED: Gaia: