Павлова Юлия ОКОЛОПОЛЮСНЫЕ СОЗВЕЗДИЯ - НАДЕЖНЫЕ ОРИЕНТИРЫ
Земляне
«Земляне»
ОКОЛОПОЛЮСНЫЕ СОЗВЕЗДИЯ – НАДЕЖНЫЕ ОРИЕНТИРЫ
Автор: Павлова Юлия Константиновна, МОУ «Гимназия №27», 10 класс, г.
Курган, Курганская обл.
Научный руководитель: Зайцева Светлана Владимировна,
педагог дополнительного образования, МОУ ДОД «Дворец детского
(юношеского) творчества»
апрель, 2011 г
Содержание
Введение…………………………………………………………….………..…..……..……..4
I.Теоретическая часть
3. Ориентирование по звездам………………………………………………….…….……..5
3.1. Астронавигация. Навигационные звезды……………………………....…….…….8
3.2. Способы звездного ориентирования…………………………………...…...……….9
II.Практическая часть
1. Мониторинг «Ориентиры звездного неба»……………………………….………..…...11
2. Результаты участия в астрономическом марафоне Мессье ………………...…………
11
3.Сезонные наблюдения за созвездиями Северного полушария, с
использованием небесных указателей ……………………………………………………………….……....13
Заключение…………………….……………………………………..……………….…….19
Список литературы……………………….…………………………………..…………….21
Приложения………………………………………………………….…………..………….22
Введение
На протяжении веков люди любовались и изучали звездное небо — одно из
величайших зрелищ Природы. Сейчас, говоря словами Циолковского,
наступила «эра пристального изучения неба». Космические полеты
приблизили к нам звезды, и теперь даже те, кто далек от астрономии,
хотят не только любоваться звездным небом, но и понять истинный смысл
этой картины. Знание созвездий — азбука астрономии. Оно совершенно
необходимо и любителю астрономии и тем более астроному-специалисту. В
наши дни методы ориентировки по созвездиям должны быть хорошо известны
и туристам, и разведчикам, и морякам, и летчикам, — всем тем, для кого
земные ориентиры иногда могут оказаться недейственными. Хорошо знать
созвездия должны также наблюдатели искусственных спутников Земли и
космических ракет, космонавты и те, кто занимается поиском новых звезд
и комет. В своей работе я попыталась в доступной, наглядной форме
разгадать сложные и запутанные ходы звездных лабиринтов, а также
выявила наиболее простые способы ориентировки по надежным небесным
светилам и представила результаты собственных наблюдений и
исследований. Объект исследования: околополюсные созвездия Северного
полушария. Предмет исследования: особенности происхождения, строения и
расположения околополюсных созвездий. Цель: Всесторонне изучить
околополюсные созвездия Северного полушария и определить их роль в
звездном ориентировании.
Задачи:
1. Познакомить с историей возникновения околополюсных созвездий.
2. Выявить отличительные особенности околополярных созвездий.
3. Выделить основные способы звездного ориентирования.
4. Предоставить результаты участия в марафоне Мессье и мониторинга
«Ориентиры звездного неба».
5. Провести сезонные наблюдения за созвездиями Северного полушария.
6. Определить с помощью карты и атласа звездного неба главные небесные
указатели.
7. Доказать актуальность и практическую значимость данной работы.
8. Наметить перспективы дальнейшей деятельности.
Методы:
1. Теоретические: анализ, синтез;
2. Эмпирические: наблюдение, сравнение;
3. Математические: метод визуализации данных, статистический.
I.Теоретическая часть
1. Ориентирование по звездам.
1.1. Астронавигация. Навигационные звезды
Астронавигация — ориентирование по звёздам — сохранила своё зна¬чение
и в наши дни. В авиации, мореплавании, сухопутных экспедициях и в
космических полётах без неё не обойтись. Хотя самолёты и морские суда
оборудованы новейшей радиона¬вигационной и радиолокационной техникой,
бывают ситуации, когда приборами воспользоваться невоз¬можно:
предположим, они вышли из строя или в магнитном поле Земли разыгралась
буря. Навигационные звёзды — звёзды, с помощью которых в авиации,
мореплавании и космонавтике определяют местонахождение и курс корабля.
Из 6 тыс. звёзд, видимых невооружённым глазом, навигационными
счита¬ются 26. Для ориентирования в Северном полушарии Земли
используются 18 на-вигационных звёзд.
1.2. Способы звездного ориентирования
Основные способы астронавигации: 1. Знание местоположения Полярной
звезды очень важно, так как она указывает на северную сторону
горизонта и тем самым помогает определить и остальные стороны света.
Не менее важно уметь находить местоположение Полярной звезды с
помощью, видимых на небе ярких звезд и созвездий. 2. Ориентироваться
можно и по ручке ковша Большой Медведицы. В полночь весной она
направлена на восток, летом – на юг, осенью - на запад, зимой на
север. 3. Ориентироваться можно и с помощью других созвездий.
Например, над точкой юга в полночь бывают Волопас - в мае, Лебедь и
Орел - в июле, квадрат Пегаса – в сентябре.
II. Практическая часть
1. Мониторинг «Ориентиры звездного неба».
Цель мониторинга: определение уровня знаний в области звездного
ориентирования. Все вопросы к мониторингу составлены из раздела
звездной астрономии. В опросе принимали участие старшеклассники (9-10
классы). Из 115 опрошенных 75 человек имеют низкий уровень знаний в
данной области познания (от 1 до 5 правильных ответов), 31 человек
имеет средний уровень общих знаний по этой теме (от 6 до 8 правильных
ответов) и всего 9 человек показали высокий уровень знаний в области
звездного ориентирования (9-10 правильных ответов). Таким образом,
проведенный мною мониторинг позволил сделать вывод о том, что
старшеклассникам необходимо не только расширить свой кругозор, но и
углубить знания в области звездного ориентирования, которые,
несомненно, пригодятся им в дальнейшей жизни.
Вопросы к мониторингу «Ориентиры звездного неба»
1. В каком созвездии находится полярная звезда? (Малая Медведица-
Большая Медведица)
2. Если встать лицом к Полярной звезде, то какая сторона горизонта
будет слева? (Запад- Восток)
3. Какое созвездие находится между Большой и Малой медведицей? (Дракон-
Гидра)
4. Звезды, каких созвездий образуют знаменитый летне-осенний
треугольник? (Пегас, Рыбы, Водолей-Лира, Лебедь, Орел)
5. Какая звезда связана с наступлением летнего периода, и по латыни
называется Каникула? (Спика-Сириус)
6. Назовите красивое зимнее созвездие Северного полушария, которое
охраняют Большой Пес и Малый Пес. (Пегас-Орион)
7. Какое околополюсное созвездие выглядит в виде букв: «М» или «W»?
(Цефей-Кассиопея)
8. По какой звезде Б.Медведицы определяют зрение? (Алькор (Дзета)-
Дубхе (Альфа)
9. Какое зодиакальное созвездие напоминает утюг? (Дева-Лев)
10. Как иначе называют звездное ориентирование?
(Астроориентация-Астронавигация)
2. Результаты участия в астрономическом марафоне Мессье.
16 марта 2010г. мне удалось принять участие в марафоне Шарля Мессье,
ставшим традиционным и популярным во всем мира среди астрономов-
любителей. Особенность этого марафона заключается в том, что за одну
безлунную ночь, в период с 15 марта по 5 апреля, нужно зафиксировать
как можно больше объектов из каталога Мессье. Всю дистанцию нужно
пройти по памяти, без помощи записей и таблиц. Наблюдение проводилось
в фазу новолуния, когда Луна находилась в созвездии Овна. За одну ночь
с помощью зеркального телескопа «Алькор» мне удалось обнаружить 17
объектов из каталога Мессье. Погода в эту ночь была ясная и
безветренная. Место для наблюдений выбрано на холме, за городом при
отсутствии искусственного освещения. Результаты наблюдений приведены
ниже.
№ Время наблю-дений Обозначение по каталогу Мессье Тип объекта
Созвездие Детали, видимые в телескоп «Алькор»
1. 00ч05м М109 Спиральная галактика с перемычкой Большая Медведица
Слабое диффузное пятно, которое очень сложно заметить
2. 00ч30м М110 Эллиптическая галактика Андромеда Напоминает легкое
облачко, яркость - в разных частях различна
3. 00ч50м М32 Эллиптическая галактика Андромеда Имеет очень яркое
звездообразное пятно
4. 01ч05м М31 Спиральная галактика Андромеда Имеет крупное и очень
яркое центральное пятно
5. 01ч15м М52 Рассеянное звездное скопление Кассиопея Выглядит как
небольшое скопление из десятка звезд
6. 01ч35м М97 Планетарная туманность Большая Медведица Имеет вид
туманного размытого пятна округлой формы
7. 01ч45м М101 Спиральная галактика Большая Медведица Имеет округлую,
четко выраженную форму
8. 01ч50м М102 Спиральная галактика Дракон По внешнему виду
напоминает тонкую иглу
9. 02ч05м М103 Рассеянное звездное скопление Кассиопея В «Алькор»
доступны несколько звезд на фоне слабой звездной вуали
10. 02ч10м М34 Рассеянное звездное скопление Персей Удалось
зафиксировать 40 звезд. В центре отчетливо видны 5 ярких звезд
11. 02ч20м М60 Эллиптическая галактика Дева Выглядит как небольшое
круглое пятнышко
12. 02ч35м М59 Эллиптическая галактика Дева Слабое туманное пятна
неопределенных очертаний
13. 02ч50м М61 Спиральная галактика Дева Имеет яркое центральное ядро,
похожее на звезду
14. 02ч55м М86 Эллиптическая галактика Дева Имеет круглую форму и
яркое ядро
15. 03ч10м М87 Эллиптическая галактика Дева Отчетливо видно ядро и
гало
16. 03ч35м М84 Эллиптическая галактика Дева Имеет вид небольшого
линзообразного пятна
17. 03ч55м М66 Спиральная галактика Лев Отчетливо видны спиральные
рукава
После завершения марафона, воспользовавшись Интернетом, я сравнила
свои результаты исследований с результатами начинающих астрономов из
московского Астрономического клуба, оказалось, что самому опытному
участнику удалось обнаружить 78 объектов из каталога Мессье за одну
ночь, а наблюдатель Алешин А. зафиксировал 22 объекта. Мой результат -
17 объектов. Я думаю, что в следующий раз в период весеннего
обострения астрономической лихорадки мне посчастливится увидеть еще
больше красивейших объектов из знаменитого каталога Мессье и получить
от этого колоссальное удовольствие.
3. Сезонные наблюдения за созвездиями Северного полушария, с
использованием небесных указателей.
«Путешествуя» по небесным просторам среди бесчисленных звезд и
туманностей не мудрено заблудиться, не зная надежных ориентиров –
небесных указателей. Вооружившись глобусом, подвижной картой и
атласами звездного неба, я попыталась самостоятельно определить
небесные указатели, характерные для каждого времени года. Они будут
представлены ниже, отдельно для каждого сезона. Наблюдения за
созвездиями северного полушария проводились с помощью линзового
телескопа рефрактора (F=600мм, Fок=10мм). Наблюдения осуществлялись в
безлунную ясную ночь, т. е. когда Луна находилась в фазе новолуния (IV
фаза) или «Молодого серпа» (I фаза). Собственные фотографии
Б.Медведицы и Кассиопеи сделаны с помощью фотоаппарата «Кодак» с
выдержкой 1.5 минуты. Поиск созвездий происходил с помощью выявленных
мною небесных указателей. Удалось с помощью сезонных указателей
увидеть самые интересные и запоминающиеся созвездия, яркие звезды
которых образуют так называемые «сезонные треугольники». Представляю
результаты своих исследований.
Весенний период.
Небесные указатели:
1) δ + ε Б.Медведицы → β Волопаса; Арктур
2) δ + γ Б.Медведицы → γ Льва;
3) α + β Б.Медведицы → α Девы; Регул
4) α + β Б.Медведицы → ε Волопаса;
5) α + δ Б.Медведицы → α Волопаса. Спика
Март Апрель Май
Дата
наблюдений Время наблюдений Дата наблюдений Время наблюдений Дата
наблюдений Время наблюдений
14.03.09
15.03.09
13.03.10
14.03.10
20.03.10
21.03.10 00ч45мин
00м50мин
00ч45мин
00ч55мин
01ч20мин
01ч10мин 18.04.09
25.04.09
26.04.09
10.04.10
11.04.10 01ч10мин
01ч20мин
01ч15мин
01ч55мин
00ч55мин 2.05.09
3.05.09
15.05.10
16.05.10 00ч40мин
00ч45мин
02ч15мин
01ч10мин
Достопримечательности созвездий, образующих летний треугольник,
видимых невооруженным глазом (н/гл) и с помощью телескопа (т). Лев
(Регул) т τ – кратная звезда, NGC3351 (М95) спиральная галактика,
NGC3368 спиральная галактика, NGC3379 (М105) эллиптическая галактика,
триплет галактик (М65, М66, NGC3628 - спиральные)
н\г α, β Денебола, δ, γ Альгеба двойная звезда
Дева (Спика) т γ, θ, τ – двойные звезды, М49 (NGC4472) эллиптическая
галактика, М58 (NGC4549) спиральная галактика, М104 (NGC4594)
«Сомбреро», NGC5634 спиральная галактика
н\г α «колос пшеницы», β Завия, ε Виндемиатрикс
Волопас (Арктур) т χ, ξ, υ – двойные звезды, NGC5466 шаровое
скопление
н\г α – «Сторож медведя», β Некар, γ Сегинус, ε Изар, κ двойная
звезда, μ двойная звезда
Летний период
Небесные указатели:
1) γ + β М.Медведица → α Змееносца; Денеб
2) α + η Дракона → α Лиры;
3) γ +α Цефея → α Лебедя;
4) α + γ Лиры → α Орла; Альтаир
5) β М.Медведицы + δ Дракона → Лебедя. Вега
Июнь Июль Август
Дата
наблюдений Время наблюдений Дата наблюдений Время наблюдений Дата
наблюдений Время наблюдений
15.06.09
18.06.09
12.06.10
13.06.10 01ч 40мин
01ч 25мин
02ч 10мин
01ч 40мин 15.07.09
16.07.09
19.07.09
20.07.09
10.07.10
11.07.10 00ч 50мин
00ч 45мин
00ч 50мин
00ч 55мин
00ч 50мин
01ч 10мин 02.08.09
10.08.10
12.08.10
13.08.10 00ч 25мин
00ч 50мин
02ч 05мин
01ч 45мин
Достопримечательности созвездий, образующих летний треугольник,
видимых невооруженным глазом (н/гл) и с помощью телескопа (т). Лебедь
(Денеб) т β – красивая двойная звезда, планетарная туманность, NGC6992
туманность, χ переменная звезда, ο двойная звезда
н\г α; Ущелье Лебедя (темная полоса пыли), Северная Америка NGC700 –
большое пятно яркой туманности
Орел (Альтаир) т Рассеянное скопление NGC6709; шаровое скопление
NGC6760; планетарная туманность NGC6603
н\г α – яркая звезда, η одна из ярких цефеид, β – яркая звезда
Лира (Вега) т β и δ – двойные затменные звезды, ζ двойная звезда,
планетарная туманность М57 (NGC6720 – Кольцо)
н\г α яркая звезда, ε известная, как Двойная (видна только при
остром зрении)
Осенний период Полярная звезда
Небесные указатели:
1) β + θ Возничего → α М. Медведицы;
2) α + β Андромеды → α Пегаса;
3) β + γ Кассиопеи → α Возничего; Дубхе
4) α М. Медведицы + γ Андромеды → α Овна;
5) α М. Медведицы + β Кассиопеи → α Андромеды. Капелла
Сентябрь Октябрь Ноябрь
Дата
наблюдений Время наблюдений Дата наблюдений Время наблюдений Дата
наблюдений Время наблюдений
19.07.09
27.09.09 00ч55мин
01ч05мин 11.10.09
18.10.09
24.10.09
9.10.10
10.10.10 00ч30мин
00ч30мин
00ч45мин
01ч10мин
01ч00мин 14.11.09
22.11.09
22.11.09
6.11.10
7.11.10
28.11.10 23ч50мин
23ч25мин
02ч20мин
\01ч00мин
02ч05мин
01ч45мин
Возничий (Капелла) т Θ двойная звезда, М36 (NGС1960) рассеянное
звездное скопление, NGС2281 рассеянное звездное скопление, туманность
«Пылающая звезда» IC405
н\г α, ε двойная звезда, βМенкалинан
М.Медве-дица (Поляр
ная) т γ переменная звезда (блеск меняется за несколько часов)
н\г α (1о от Северного полюса), β Кохаб, δ Иилдун
Б.Медведи-ца (Дубхе) т М83 (NGС3031) спиральная галактика, М82
(NGC3034) вытянутая галактика, М104 (NGС5457) спиральная галактика,
М97 планетарная туманность Сова
н\г α, β, δ, γ, ε, ζ, η (образующие видимый Большой Ковш)
Зимний период Процион
Небесные указатели:
1) δ + ε Б.Медведицы → β Близнецов; Бетельгейзе
2) κ + ε Ориона → ζ Персея;
3) γ + α Персея → β Ориона; Сириус
4) α + υ Близнецов → α Малого Пса.
Январь Февраль Декабрь
Дата
наблюдений Время наблюдений Дата наблюдений Время наблюдений Дата
наблюдений Время наблюдений
3.01.09
25.01.09
31.01.09
31.01.09
16.01.10
17.01.10 23ч20мин
23ч50мин
23ч00мин
23ч45мин
02ч00мин
01ч15мин 1.02.09
22.02.09
28.02.09
13.02.10
14.02.10 00ч05мин
00ч15мин
00ч45мин
00ч20мин
00ч30мин 5.12.09
6.12.09
4.12.10
5.12.10 00ч25мин 01ч10мин 00ч15мин
00ч35мин
Достопримечательности созвездий, образующих летний треугольник,
видимых невооруженным глазом (н/гл) и с помощью телескопа (т). Орион
(Бетельгейзе) т NGC2194 рассеянное звездное скопление, NGC2024
туманность «Пламя», NGC1788 отражающая туманность (шарообразная
структура)
н\г α – полурегулярная, не переменная звезда, β Ригель, γ
Беллатрикс, ε Альнилам «нитка жемчуга», Большая туманность Ориона
NGC1976 (M24)
Б.Пес (Сириус) т NGC2359 туманность Улитка, рассеянные звездные
скопления NGC2362, NGC2360, NGC2343
н\г α – самая яркая звезда неба, β Мурзим, δ Везен, М41 крупное
рассеянное скопление NGC2287
М.Пес (Процион) т S переменная звезда, γ, ε
н\г α – восьмая по яркости звезда небосвода, β Гомейза переменная
звездя,изменяющая блеск
Выводы: Каждое время года по-своему интересно для астрономических
наблюдений. В наших довольно высоких широтах от сезона зависит не
только то, какая часть небесной сферы доступна наблюдениям, но также
продолжительность ночи и погода. Хотя длинные зимние ночи позволяют
увидеть почти все светила, холодная и облачная погода сильно
затрудняет наблюдения. Летние же ночи слишком коротки для детального
изучения неба. Поэтому многие наблюдатели предпочитают раннюю осень
или весну. Впрочем, для настоящего любителя астрономии любой сезон
хорош.
Заключение
В процессе реализации данной работы я изучила и проанализировала
большое количество справочной и научной литературы об истории,
местоположении и особенностях околополюсных созвездий. А также
выделила основные способы звездного ориентирования, представила
результаты участия в марафоне Мессье и сезонных наблюдений за
созвездиями Северного полушария, самостоятельно определила главные
небесные указатели. Проведенный мною мониторинг показал низкий уровень
осведомленности старшеклассников в звездном ориентировании. Поэтому я
постаралась сделать данную работу, своего рода, руководством или
путеводителем для самостоятельных астрономических наблюдений, в
значительной своей части доступных почти каждому. Только для тех, кто
действительно решился заняться звездным ориентированием, просто
прочитать эту работу недостаточно. Чтение объяснительного текста
должно сопровождаться наблюдениями. Только при этом условии можно
испытать радость непосредственного общения с Природой, с бесконечной,
сверкающей своим неисчерпаемым многообразием Вселенной, скрывающей в
себе загадочные ходы лабиринтов звездного неба.
Список литературы
1. Марленский А. Д. Учебный звездный атлас М.:Просвещение, 2004. .
2. Дагов М. М. Книга для чтения по астрономии М.:Просвещение, 2004.
3. Бакунин П. И. Проблемы современной астрономии М.:Наука, 2006. .
4. Гибилиско С. Астрономия без тайн. – М.:Эксмо, 2008.
5. Зигель Ф. Ю. Сокровища звездного неба. – М.:Наука, 1968.
6. Шимбалев А. А. Атлас звездного неба – М.:АСТ, 2006
7. Майлс Л., Смит А. Астрономия и космос/Л. Майлс, А. Смит. –
М.:Росмэн, 2001.
8. Гурштейн А. А. Извечные тайны неба. - М.:Просвещение, 1984.
9. Кротцев О. Н. Астрономия для всех – М.:Азбука-классика, 2008.
10. Астронет – Российская астрономическая сеть, www.astronet.ru
11. Астрономия и телескопостроение, www.astronomer.ru
12. Московский астрономический клуб, www.astroclub.ru
13. Российские астрономические сайты, www.astro.spbu.ru/astro/win/resources/russian.html
14. Мировые астрономические сайты, www.astro.spbu.ru/astro/win/resources/world.html
Приложение
Собственные фотографии наблюдаемых созвездий
Фото1. Созвездие Б.Медведицы. Снимок сделан 24 октября 2009г., время
наблюдения 00ч. 45мин.
Фото 2. Созвездие Кассиопеи. Снимок сделан 24 октября 2009г., время
наблюдения 00ч. 10мин.
Фото 3. Созвездие Волопаса. Снимок сделан 15 мая 2010г., время
наблюдения 02ч. 50мин.
Фото 4. Движение звездного неба. Снимок сделан 10 августа 2010г.,
время наблюдения 01ч. 35мин.