Презентация к занятию по теме "Расстояние до звезд"

Акатова Г.С.,
преподаватель Г(О) ПОУ ЗПТ

10-11 класс
УМК Б.А.Воронцова-Вельяминова

Наше Солнце справедливо называют типичной звездой, но среди огромного многообразия мира звезд есть немало таких, которые значительно отличаются от него по физическим характеристикам.

Веста

Паллада

Веста

Паллада

Красный шар в центре снимка - звезда V838 Mon, окруженная множеством пылевых облаков.

Солнце существует уже несколько миллиардов лет и мало изменилось за это время, поскольку в его недрах все еще происходят термоядерные реакции, в результате которых из четырех протонов (ядер водорода) образуется альфа-частица (ядро гелия, состоящее из двух протонов и двух нейтронов).

Веста

Паллада

Более массивные звезды расходуют запасы водорода значительно быстрее (за десятки миллионов лет).

После того как водород израсходован, начинаются реакции между ядрами гелия с образованием устойчивого изотопа углерод-12 и другие реакции, продуктами которых являются кислород и тяжелые элементы (натрий, сера, магний и т. д.).
У наиболее массивных звезд прекращение всех возможных термоядерных реакций сопровождается мощным взрывом, который наблюдается как вспышка сверхновой звезды.

Веста

Паллада

Все элементы, которые входят в состав нашей планеты и всего живого на ней, образовались в результате термоядерных реакций, происходивших в звездах.
Именно термоядерные реакции являются характерной отличительной особенностью звезд от планет.
Планета – это космический объект, в котором за все время его существования не происходят никакие реакции термоядерного синтеза.

Веста

Паллада

Мысли о том, что звезды – это далекие солнца, высказывались еще в глубокой древности.
Еще Аристотель понимал, что если Земля движется, то, наблюдая положение кой-либо звезды из двух диаметрально противоположных точек земной орбиты, можно заметить, что направление на звезду изменится.

Это кажущееся (параллактическое) смещение звезды будет служить мерой расстояния до нее:
чем смещение больше, тем ближе к нам расположена звезда.

Но не только самому Аристотелю, но даже значительно позднее Копернику не удалось обнаружить это смещение.
Только в конце первой половины XIX в., когда телескопы были оборудованы приспособлениями для точных угловых измерений, удалось измерить такое смещение у ближайших звезд.

Годичным параллаксом звезды р называют угол, под которым со звезды можно было бы видеть большую полуось земной орбиты (равную 1 а. е.), перпендикулярную направлению на звезду

Расстояние до звезды 𝑫𝑫= 𝒂 𝐬𝐢𝐧 𝒑 𝒂𝒂 𝒂 𝐬𝐢𝐧 𝒑 𝐬𝐢𝐧 𝒑 𝐬𝐬𝐢𝐢𝐧𝐧 𝐬𝐢𝐧 𝒑 𝒑𝒑 𝐬𝐢𝐧 𝒑 𝒂 𝐬𝐢𝐧 𝒑 , где а – большая полуось земной орбиты.
Заменив синус малого угла величиной самого угла, выраженной в радианной мере (π рад = 180°), и приняв а = 1 а.е., получим следующую формулу для вычисления расстояния до звезды в астрономических единицах:
𝑫= 𝟐𝟎𝟔 𝟐𝟔𝟓" 𝒑

В 1837 г. впервые были осуществлены надежные измерения годичного параллакса.
Русский астроном Василий Яковлевич Струве (1793–1864) провел эти измерения для ярчайшей звезды Северного полушария Веги (α Лиры).

Василий Яковлевич Струве

Почти одновременно в других странах определили параллаксы еще двух звезд, одной из которых была α Центавра.
Эта звезда, которая с территории России не видна, оказалась ближайшей к нам.
Даже у нее годичный параллакс составил всего 0,75".
Под таким углом невооруженному глазу видна проволочка толщиной 1 мм с расстояния 280 м.

Расстояние до ближайшей звезды, параллакс которой р = 0,75", составляет
𝐷𝐷 = 206265" 0,75" 206265" 206265" 0,75" 0,75" 206265" 0,75" = 270 000 а. е.
Единицами для измерения столь значительных расстояний являются
парсек и световой год.

Парсек – это такое расстояние, на котором параллакс звезд равен 1".
Отсюда и название этой единицы: пар – от слова «параллакс», сек – от слова «секунда».
Расстояние в парсеках равно обратной величине годичного параллакса.
Например, поскольку параллакс α Центавра равен 0,75", расстояние до неё равно 1,3 парсека.
Световой год – это такое расстояние, которое свет, распространяясь со скоростью 300 000 км/с, проходит за год.

От ближайшей звезды свет идет до Земли свыше четырех лет, тогда как от Солнца около восьми минут, а от Луны немногим более одной секунды.
1 пк (парсек) = 3,26 светового года = 206 265 а.е. = 3•1013 км.

К настоящему времени с помощью специального спутника «Hipparcos» измерены годичные параллаксы более 118 тыс. звезд с точностью 0,001".
Измерением годичного параллакса можно надежно определить расстояния до звезд, удаленных от нас на 1000 пк, или 3000 св. лет.
Расстояние до более далеких звезд определяется другими методами.

Спутник «Hipparcos»

Упражнение 18, №3 (с.152)

Дано: Решение:
p = 0,11” T = D * 3,26 (1 парсек = 3,26 светового года)
D = 1/p
T = ? D = 1/0,11” ≈ 9 пк
T = 9 * 3,26 = 29,3 года
Ответ: 29,3 года

Домашнее задание

1) § 22
2) Решить задачу: Сколько лет надо было бы лететь по направлению к созвездию Лиры со скоростью 30 км/с, чтобы Вега стала вдвое ближе?

Воронцов-Вельяминов Б.А. Астрономия. Базовый уровень. 11 кл. : учебник/ Б.А. Воронцов-Вельяминов, Е.К.Страут. - М.: Дрофа, 2013. – 238с
CD-ROM «Библиотека электронных наглядных пособий «Астрономия, 9-10 классы». ООО «Физикон». 2003
https://get.wallhere.com/photo/galaxy-nature-space-stars-Milky-Way-atmosphere-spiral-galaxy-astronomy-outer-space-astronomical-object-284020.jpg
http://www.novate.ru/files/u34476/nasa-photos-08.jpg
https://silencetolight.files.wordpress.com/2013/12/new-stars.jpg
http://vsefacty.com/uploads/2016/05/interesnye_fakty_o_zvezdah_11.jpg
http://www.computerra.ru/wp-content/uploads/2014/10/Fusion-all.jpg
http://333v.ru/uploads/cf/cf1f29a0b56a835b8a0cef2e3e7e35b4.jpg
https://million-wallpapers.ru/wallpapers/4/40/17946521207881017241.jpg
http://rombobo.ru/imag/5/golubaya_planeta_1920x1080.jpg
http://college.ru/enportal/astrolite/content/chapter6/section1/paragraph2/images/06010201.jpg
http://fb.ru/misc/i/gallery/409/1250614.jpg
http://astrogalaxy.ru/bgnimg/005.gif
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/Position_Alpha_Cen.png