Реферат: Измерение количественных и качественных характеристик звезд
На протяжении почти 2000 лет астрономы считали, что расстояние от Земли до Солнца равно 1200 расстояниям Земли, т.е. допуская ошибку примерно в 20 раз! Впервые эти данные были уточнены только в конце XXVII века как 140 млн. км, т.е. с ошибкой на 6,3% астрономами Кассини и Рише. Они же определили скорость света как 215 км/c, что было существенным прорывом в астрономии, так как раньше считали, что скорость света бесконечна. Примерно в это же время Ньютоном был открыт закон всемирного тяготения и разложения света на спектр, что положило начало спектральному анализу через несколько веков.
В конце XVIII - начале XIX века был открыт метод спектрально анализа, с помощью которого было обнаружено присутствие на Солнце нескольких химических элементов, включая неизвестный ранее гелий.
Расстояния до других планет солнечной системы в настоящее время определяются с помощью III закона Кеплера: (Tа /Tb )2 =(Ra /Rb )3 ,где Tа и Tb — периоды обращения планет, а Ra и Rb — радиусы их орбит. Периоды обращения планет могут быть измерены непосредственно (для Земли — 365,26 суток, для Венеры — 224,70 суток...). Таким образом, зная радиус орбиты Земли можно найти радиус орбиты любой другой планеты солнечной системы. Массу других планет Солнечной системы и Солнца также определяют с помощью законов Кеплера. (Rпл )3 =G (Mпл +MС )*(Tпл )2
Благодаря научно-технической революции в наше время стало возможным исследование различных космических объектов, включая звезды с огромной точностью, что позволило выяснить строение не только солнечной системы, но и всей галактики, а также других галактик.
Солнце.
Солнце ближе к нам, чем другие звезды, поэтому его можно изучить особенно подробно, и сравнивать характеристики других звезд уже с характеристиками Солнца для большей наглядности. Еще Галилей в 17 веке проводил наблюдения за Солнцем, обнаружив на нем пятна, и по их вращению сделал вывод о вращении Солнца вокруг своей оси. Например, полное излучение Солнца составляет ~3.79*1026 Ватт, диаметр Солнца ~1,4*109 м., что ~в 109 раз больше диаметра Земли, масса Солнца ~2*1030 кг., температура фотосферы ~6000K, расстояние до Солнца ~1,49*1011 м. (что принято за единицу измерения расстояний в Солнечной системе- 1 астрономическую единицу). Наиболее удобно изучать химический состав короны Солнца во время солнечных затмений, при которых она видна наиболее отчетливо, однако затмение явление достаточно редкое и в 1930 г Лио изобрел коронограф- прибор, позволяющий наблюдать корону и протуберанцы в любое время. В процессе исследования спектра Солнца были открыты три новых элемента - гелий, короний и небулий. Два последних в последствии оказались сильно ионизированными атомами кислорода и железа.
Таблица 6: Химический состав Солнца.
| Элемент | содержание в короне по объему (%) | по числу атомов (%) |
| водород | 81,760 | 90,7 |
| гелий | 18,170 | 9,1 |
| кислород | 0,03 | 0,09 |
| магний | 0,02 | — |
| азот | 0,01 | 0,01 |
| кремний | 0,006 | — |
| углерод | 0,003 | 0,05 |
| железо | 0,0008 | 0,007 |
| кальций | 0,0003 | меньше 0,01 |
| неон | — | 0,01 |
Недра Солнца, согласно теоретическим расчетам должны быть беднее водородом. Солнце представляет собой желтый карлик класса G4, находящийся в главной последовательности. Наблюдения за Солнцем проводятся как в обычные оптические телескопы с затененными стеклами, так и в неоптические телескопы, что позволяет получить информацию о строении поверхности Солнца более подробно. Например, с помощью исследования и анализа гамма излучения от Солнца в момент вспышки удалось обнаружить дейтерий и тритий, что является косвенным доказательством теоретических выкладок о термоядерных реакциях на Солнце. Благодаря наблюдениям за Солнцем создана теория эволюции звезд, сделаны важные открытия в области астрофизики, физики термоядерных реакций, химии и многих других областях.
Движение солнечной системы.
Для точного определения истинных скоростей звезд естественно необходимо внести коррективу на скорость самой солнечной системы. Предположив, что движение звезд беспорядочно, на небе берется участок с большим числом звезд и измеряется средняя скорость движения в них. Таким образом, хаотичные движения взаимно исключаются и остается только то движение, которое является для них общим. Также с помощью спектрального анализа можно установить, в каком участке неба звезды в среднем с наибольшей скоростью от нас удаляются, а в каком — приближаются. Из анализа полученных данных можно выяснить скорость и направление движения солнечной системы. Как было выяснено солнечная система движется со скоростью ~20 км/c по направлению к границе созвездий Лиры и Геркулеса.