Page 1

0


Béla Szomi Kralj

Zvezde in vesolje Zbirka vaj za izbirni predmet

Astronomija v 9-letni osnovni šoli 3. sklop

ZALOŽBA MATH d.o.o.

1


Béla Szomi Kralj: ZVEZDE IN VESOLJE Zbirka vaj za izbirni predmet Astronomija v 9-letni osnovni šoli, 3. sklop Strokovni pregled: dr. Andreja Gomboc, dipl. fizik Rok Palčič Brane Vasiljevič, informatik mag. Karel Šmigoc, dipl. fizik Jože Kotnik, predm. uč. matematike in fizike Jezikovni pregled: Bora Zlobec Jurčič © Béla Szomi Kralj & Založba Math d.o.o. Založba MATH d.o.o. Urednik: Jože Kotnik Fotografije: Béla Szomi Kralj, Aleksander Kozarski, Observatorij Rezman. Matic Erdani, Andraž Novak, Klemen Rutar Oblikovanje fotografij: Arven Šakti Kralj Szomi, Béla Szomi Kralj, Jaka Kosec Risanje slik: Arven Šakti Kralj Szomi, Béla Szomi Kralj, Aleksander Kozarski Tisk: Birografika Bori

CIP - Kataložni zapis o publikaciji Narodna in univerzitetna knjižnica, Ljubljana SZOMI KRALJ, Béla Zvezde in vesolje : Zbirka vaj za izbirni predmet Astronomija v 9-letni osnovni šoli, 3. sklop : [besedilo in fotografije : Béla Szomi Kralj, Aleksander Kozarski, Observatorij Rezman, Matic Erdani, Andraž Novak, Klemen Rutar] [oblikovanje fotografij: Arven Šakti Kralj Szomi, Béla Szomi Kralj, Jaka Kosec] [risanje slik: Arven Šakti Kralj Szomi in Béla Szomi Kralj, Aleksander Kozarski] Ljubljana : Math, 2008 Fotokopiranje in razmnoževanje ni dovoljeno Zakon o spremembah in dopolnitvah zakona o avtorskih in sorodnih pravicah (Ur .l. RS, št. 9/2001)

2


Uvod Zbirka vaj Zvezde in vesolje je namenjena učencem in učiteljem za izvedbo vaj in opazovanj pri izbirnem predmetu Astronomija v 9-letni osnovni šoli, 3. sklop. Dobra tretjina vaj in nalog je enostavnejših in je namenjena pripravi za opazovanju nočnega neba. Učenci se pri teh vajah srečujejo tudi s svetlobnimi pojavi, ki na pogoje opazovanja vplivajo. Del vaj je namenjen izdelavi preprostih učil in merilnih naprav, ki jih bomo za izvedbo nekaterih vaj potrebovali. Polovica vaj in nalog pa je namenjena opazovanju zvezdnih kopic, galaksij, meglic in nebul, fotografiranju teh objektov, njihovemu iskanju s pomočjo računalnikov, projekcijam, merjenju in računanju. V ta del je vključena vsa sodobna tehnologija, ki je na razpolago: računalnik, računalniški programi, projektor, CCD kamera, digitalni fotoaparat, daljnogled in vodeni teleskop. Opazovanja in merjenja naj učenci opravijo skupaj z učiteljem pod jasnim nebom podnevi ali ponoči. Delo v naravi je za učence bolj zanimivo in te vsebine si najbolj zapomnijo. Vaje, pri katerih med prvim in naslednjim opazovanjem mine nekaj mesecev, naj učenci načrtujejo skupaj z učiteljem. Učitelj naj učence opomni, da se bliža primeren datum za vajo ali ponovno opazovanje. Na začetku posamezne vaje naj učenci skrbno preberejo navodila in si ob pomoči učitelja pripravijo ustrezne pripomočke. O novih pojmih in spoznanjih naj se pogovarjajo s sošolci, starši in učiteljem. Pri nekaterih vajah naj poskusijo vnaprej napovedati izid. Osnovne vaje so brez posebne oznake. Težje vaje so označene z eno zvezdico (*). Vaje, ki zahtevajo od učenca veliko veščine, računanja ali dolgotrajnejša opazovanja, pa so označene z dvema zvezdicama (**). Prav tako so označene tudi naloge na koncu posameznih poglavij. Nasvet staršem in učiteljem Astronomija je med najstarejšimi in najbolj zanimivimi znanstvenimi disciplinami, ki iščejo odgovore na vprašanja o nastanku sveta. Naj vam vprašanja otrok ne bodo odveč, podobna ali enaka vprašanja si je človek zastavljal že od nekdaj. Radovednost, vedoželjnost in vztrajnost otrok pri večnem iskanju odgovorov pa so začetek znanosti. Navodilo učencem Pred izvajanjem vsake vaje skrbno preberi navodila in ustrezno poglavje iz knjige (učbenika), zberi potrebščine za izvedbo vaje in upoštevaj dodatna navodila učitelja za varno in uspešno delo. Če česa ne razumeš, se posvetuj z učiteljem, ki vaje vodi. Sonce opazuj le pod vodstvom učitelja ali izkušenega astronoma samo na zaslonu s pomočjo projekcij. MED OPAZOVANJEM NIKOLI NE GLEJ NARAVNOST V SONCE! Tudi polne Lune ne glej skozi teleskop ali daljnogled, saj tudi njena svetloba lahko trajno poškoduje oči. LUNO OPAZUJ LE SKOZI FILTER. Naj ti ne bo nerodno vprašati, če te kaj zanima; tvojih vprašanj bo vedno premalo. Ne podcenjuj narave, vedno se toplo obleci, noči so hladne tudi poleti, kaj šele pozimi! S sabo vzemi tudi manjšo svetilko, z ozkim snopom in rdečim filtrom, vendar jo uporabljaj le za iskanje nujnih podatkov v zvezdnem atlasu, učbeniku ali na zvezdni karti. Pri uporabi zvezdnih kart z računalnika obstaja v le-teh izbira za nočno opazovanje, ki je v rdeči barvi. Snopa svetlobe nikoli ne usmeri v tistega, ki opazuje skozi teleskop. Oko se privaja na temo nekaj minut, zato boš z nesmotrno uporabo svetilke motil vsa nočna opazovanja. Prav tako ti toplo priporočam, da se naročiš na kakšno astronomsko revijo, saj se boš tako sproti seznanjal z najnovejšimi odkritji. Želim ti veliko sončnih dni in jasnih noči. Béla Szomi Kralj

3


Vsebina

Stran

1. vaja: Lomni količnik 2. vaja: Lomni količnik različnih snovi Mežikanje zvezd in planetov 3. vaja:Ponazoritev mežikanja zvezd 4. vaja: Mežikanje zvezde Fotografiranje Sonca in drugih objektov Astronomska refrakcija 5. vaja: Astronomska refrakcija Venere Sipanje svetlobe Barve Sonca; Beli oblaki, Nebo ponoči 6. vaja: Sipanje svetlobe 7. vaja: Merjenje čistosti ozračja 8. vaja: Fotografiranje površja Sonca 9. vaja: Wolfovo število 10. vaja: Višina Sonca v kotnih stopinjah 11. vaja: Solarna konstanta Razvoj Sončevih peg in skupine peg 12. vaja: Razvrščanje Sončevih peg 13. vaja: Fotografiranje Lune 14. vaja: Projekcija Lune na steni preko projektorja 15. vaja: Fotografiranje navideznega gibanja Lune med ozvezdji 16. vaja: Računanje premera kraterjev na Luni 17. vaja: Računanje višine (globine) objektov na Luni 18. vaja: Risanje (fotografiranje) panorame neba 19. vaja: Fotografiranje ozvezdij Vaje in naloge I 20. vaja: Izdelava vrtljive zvezdne karte 21. vaja: Prepoznavanje objektov s pomočjo vrtljive zvezdne karte 22. vaja: Prepoznavanje objektov s pomočjo računalniških programov 23. vaja: Dežnik za prikaz gibanja zvezd 24. vaja: Merilnik višine zvezde (kvadrant) 25. vaja: Merjenje kota med zvezdama s pomočjo roke 26. vaja: Zvezdni kotomer 27. vaja: Kotna hitrost Zemlje s pomočjo gibanja zvezd 28. vaja: Oceni sij nekaterih zvezd 29. vaja: Barve zvezd Razvrstitev zvezd po barvah 30. vaja: Model za prikaz razmerja med velikostjo zvezd 31. vaja: Model za prikaz oddaljenosti zvezd 32. vaja: Severnica – pokazatelje zemljepisne širine kraja 33. vaja: Rimska cesta 34. vaja: Ponovimo, kako vodimo dnevnik opazovanja 35. vaja: Opazovanje objektov s prostim očesom, ter s pomočjo daljnogleda ali vizirja 36. vaja: Koordinate opazovališča 37. vaja: Iskanje Messierjevih objektov z ročno vodenim teleskopom 38. vaja: Iskanje Messierjevih objektov z vodenim teleskopom 39. vaja: Fotografiranje Messierjevih objektov s pomočjo vodenega teleskopa 40. vaja: V katerem ozvezdju se nahaja Sonce 41. vaja: Fotografiranje planetov med ozvezdji 42. vaja: Fotografiranje planetov Utrinki 43. vaja: Štetje meteorjev 44. vaja: Fotografiranje meteorjev 45. vaja: Opazovanje in fotografiranje satelitov Kometi 46. vaja: Opazovanje in fotografiranje kometov 47. vaja: Fotografiranje Luninega mrka 48. vaja: Danjonova lestvica svetlosti Luninega mrka 49. vaja: Razmerje med polmerom Zemljine sence in polmerom Lune med Luninim mrkom 50. vaja: Zorni kot objektov na nebu 51. vaja: Ocena ločljivosti daljnogleda 52. vaja: Izračunaj ločljivost daljnogleda Merjenje razdalj v astronomiji 53. vaja: Ugotavljanje oddaljenosti hribov glede na barvo 54. vaja: Paralaksa 55. vaja: Merjenje razdalje s paralakso (triangulacijo) Galaksije 56. vaja: Razvrščanje galaksij 57. vaja: Izdelava All-sky kamere 58. vaja: Prepoznavanje objektov narejenih s pomočjo fotografij narejenih z All-sky kamero Svetlobna onesnaženost 59. vaja: Ugotavljanje svetlobne onesnaženosti 60. vaja: Film o navideznem gibanju nebesnih teles Vaje in naloge II Rešitve I Rešitve II Dodatek k Messierjevim objektom Viri in literatura

5 6 6 7 7 7 8 9 9 10 11 12 12 13 15 16 17 18 20 21 22 23 24 25 26 26 27 29 30 31 32 33 34 35 36 36 37 38 38 39 39 40 41 42 46 46 48 50 51 52 53 54 55 56 58 59 60 62 63 64 65 66 67 68 74 75 75 76 76 77 80 81 82 83 83 89 92 93 96

4


*1. vaja: Lomni količnik, n Naloga: Izmeri (določi) lomni količnik prozorne snovi. Potrebščine: Planparalelna plošča (steklena, iz prozorne PVC ali druge umetno izdelane snovi, tudi voda in druge prozorne tekočine v kiveti in prozoren kos ledu je mogoče oblikovati v ploščo), svetilo z režo za curek svetlobe, svinčnik, kotomer, šestilo, dolžinsko merilo. Navodilo:

Planparalelno ploščo postavimo na list in narišemo njen položaj – jo obrišemo s svinčnikom. Na ploščo usmerimo curek svetlobe pod kotom α.. S točkami označi pot svetlobnega curka skozi ploščo (glej sliko). Nato ploščo odstrani z lista in nariši potek curka in vpadno pravokotnico. Lomni kot označi z β. V točki, kjer svetlobni curek vstopa v steklo nariši krožnico s polmerom, ki naj bo manjši od širine plošče (krajše stranice pravokotnika na sliki). V točkah, kjer krožnica seka smer curka, A in C, nariši daljici AB = a in CD = b, ki sta pravokotni na vpadno pravokotnico (glej sliko). Izmeri njuni dolžini. Razmerje dolžin a : b = n je enako lomnemu količniku za prehod svetlobe iz zraka v snov, iz katere je planparalelna plošča. Primerjaj lego in smer vstopnega in izstopnega curka. Ali bi polmer krožnice smel biti večji od širine plošče? Ali bi v izstopni točki po enakem postopku dobil enako vrednost? Kaj sklepaš iz te ugotovitve. Izmeri še lomni količnik za prehod iz stekla v zrak. Slika:

Meritve in računi:

Odgovor:

5


2. vaja: Lomni količniki različnih snovi Naloga: Izmeri (določi) lomne količnike različnih snovi in jih primerjaj po velikosti. Potrebščine: Posoda iz tankega stekla ali plastike oblike kvadra (majhen akvarij), voda, alkohol, olje, s sladkorjem nasičena voda…, kotomer, dolžinsko merilo, svetilo z režo. Navodilo: V posodico nalijemo vodo, nanjo usmerimo curek svetlobe. Narišemo položaj posode in potek curka skozi vodo in podobno kot pri prejšnji vaji izračunamo lomni količnik. Meritve in račune ponovi še za alkohol, olje… in jih vpiši v tabelo. Katera kapljevina je imela lomni količnik največji? Meritve in računi: Snov

a(mm) b(mm) n = a:b

Odgovor: Največji lomni količnik je imel-a …………………… . Kadar je vpadni kot curka večji od mejnega kota, takrat s svetlobni curek na ploskvi ne lomi ampak odbije.

Mežikanje zvezd in planetov Pri gledanju oddaljenih predmetov (nad vročo streho, nad ognjem) opazimo, da slika predmeta migeta. Do tega pojava pride zato, ker se nad vročimi površinami zrak segreva. Hladen zrak se meša s toplim zrakom, svetloba, ki potuje s predmeta do očesa se različno lomi na teh plasteh (mehurjih) zraka, saj imajo različne temperature in zaradi tega tudi različne lomne količnike. Do podobnega pojava pride tudi pri opazovanju zvezd in planetov. Če imamo med virom svetlobe (zvezdo, planetom) in očesom hladnejši zračni mehur, potem ta deluje kot šibka zbiralna leča, zato bomo vir svetlobe videli povečanega in svetlejšega. Trenutek kasneje pa zaradi turbolence zraka hladnejši mehur zamenja toplejši mehur, ki deluje kot še šibkejša zbiralna leča, zato pride iz zvezde (planeta) v oko manj svetlobe, kot trenutek prej. Poleg tega pa se svetloba z zvezd, ki so različnih barv pri prehodu skozi mehurje tudi različno lomi (curki svetlobe, ki so različnih barv se lomijo pod različnimi lomnimi koti).

3. vaja: Ponazoritev mežikanja zvezd Naloga: Ponazori mežikanje zvezd. Potrebščine: Dve zbiralni leči z različnima goriščnima razdaljama, goreča sveča ali žarnica Navodilo: Pri tej simulaciji boš opazoval plamen sveče skozi različni zbiralni leči. Nekaj časa boš plamen gledal skozi zbiralno lečo z manjšo goriščno razdaljo, nekaj časa pa skozi zbiralno lečo z večjo goriščno razdaljo. Obe leči ritmično izmenjuj pred očmi in opazuj svetlobo, ki pride iz svetila (sveče, žarnice). Na podoben način kot bo mežikala ob zamenjavi leč, svetloba s tvojega svetila, mežikajo tudi zvezde, pri tem delujeta hladnejši in toplejši zračni mehur kot šibki zbiralni leči z različnima goriščnima razdaljama. Ugotovi, katera na enakih razdaljah od očesa navidezno bolj poveča sliko sveče, a tista z večjo ali pa tista z manjšo goriščno razdaljo. Odgovori: 6


4. vaja: Mežikanje zvezde Naloga: Opazuj mežikanje zvezde. Potrebščine: Daljnogled, zvezdna karta. Navodilo: Nizko na obzorju poišči kakšno svetlo zvezdo (na primer Sirij). Opazuj jo z daljnogledom, katerega sprednji del (objektiv) z roko hitro krožno premikaj. Zaradi vztrajnosti mrežnice na očesu boš videl krožno sliko - sled zvezde, ki pa ne bo enakomerno svetla. Svetlost in barve se zaradi loma svetlobe (mežikanja) zvezde vzdolž sledi naključno spreminjajo Zorni koti pod katerimi vidimo zvezde, planete in lune so različni. Čim manjši je zorni kot predmeta, tem manjše je mežikanje.

Fotografiranje Sonca in drugih objektov Nekatere objekte se da fotografirati že z navadnim digitalnim fotoaparatom (Sonce, Luno, Jupiter ali Venero), ki smo ga prislonili na okular teleskopa. Seveda ob tem potrebujemo tudi mirno roko (na fotografiji sta Luna in letalo – fotografirano s fotoaparatom Canon EOS20 in 500mm teleobjektivom). Ne smemo niti pozabiti na to, da Sonca ne smemo opazovati direktno čez teleskop daljnogled ali fotoaparat, saj lahko trajno poškodujemo oči, prav tako pa napravo skozi katero Sonce opazujemo. Sonce opazuj vedno pod vodstvom učitelja ali izkušenega astronoma, pred objektivom teleskopa pa mora biti nameščen filter ali zaščitno steklo za Sonce. Dobre fotografije Sonca lahko naredimo tudi s fotoaparatom, ki ima teleobjektiv (1000 mm), ki je prav tako zaščiten s filtrom. Fotografije planetov, zvezd, ozvezdij in meglic pa lahko naredimo le s pomočjo zelo dobrih fotoaparatov, ki so nameščeni na dobre teleskope ( ki jim služijo za objektiv) ali s pomočjo CCD kamere, ki je na teleskopu namesto okularja. Sonca ne moremo in ne smemo opazovati direktno, ker nam njegova svetloba okvari vid. Za opazovanje uporabljamo običajno filter iz mylar folije, ki prestreže skoraj vso svetlobo. Takšno folijo uporabljajo za izdelavo očal, s katerimi lahko opazujemo Sonce med Sončevim mrkom. Folija je dostopna za majhno ceno v različnih formatih v trgovinah, ki prodajajo opremo za astronomijo, ter v nekaterih knjigarnah. Filtre za opazovanje Sonca lahko tako brez večjih težav izdelamo sami. Ko folijo pritrdimo na nosilni okvir, ne sme biti napeta, ampak ohlapna, da pri temperaturnih spremembah ne poči in tako izgubi zaščitne lastnosti. Za različne namene je folija različno prepustna, o čemer moramo dobiti podatke pri prodajalcu. Pozor! Folija, ki je namenjena fotografiranju Sonca, prepusti več svetlobe in za vizualna opazovanja ni primerna. Opazovanje Sonca skozi folijo s prostim očesom nam zaradi majhnega navideznega premera Sonca in slabe ločljivosti našega očesa omogoča le opazovanje največjih peg, ki imajo premer 30000 km in več. Zato pri opazovanjih običajno uporabljamo manjše teleskope. Teleskop s premerom objektiva 6 cm nam omogoča razločevanje podrobnosti v fotosferi Sonca, ki merijo vsaj1800 km v premeru. To pomeni, da lahko zadovoljivo opazujemo tudi manjše Sončeve pege. Direkten pogled skozi teleskop v Sonce nas lahko v trenutku oslepi. Zato moramo pred objektiv teleskopa namestiti filter z mylar folijo, ki ima ustrezne karakteristike za opazovanje s prostim očesom. Vedno uporabljamo filtre, ki jih namestimo pred objektiv in ne za okular! Okular izberemo tako, da imamo v zornem polju celotno Sončevo ploščico. Teleskop je tako pripravljen za opazovanje. Zaradi vrtenja Zemlje slika Sonca uhaja iz vidnega polja, zato moramo pogosto popravljati pozicijo teleskopa. Za kvalitetnejše delo je zelo dobrodošel sledilni mehanizem, ki kompenzira vrtenje Zemlje, vendar to običajno podraži teleskop za faktor dva ali več (odvisno od kvalitete optike in 7


kvalitete stojala s sledilnim mehanizmom). Običajno pri takšnem fotografiranju uporabljamo digitalne fotoaparate, ki jih s posebnimi nastavki pritrdimo namesto okularja. Prvo fotografijo Sonca lahko torej naredimo pri avtomatskih nastavitvah fotoaparata, vendar bo takšna fotografija verjetno presvetljena. Najbolje, da vklopimo na nastavitev za manualno fotografiranje in s spreminjanjem zaslonke, občutljivosti (ISO) in časa osvetlitve Sončevo ploskev večkrat fotografiramo, dokler ne dobimo optimalne fotografije.

Astronomska refrakcija Astronomska refrakcija je pojav, ki povzroči, da nebesna telesa vidimo navidezno višje, kot je njihov resnični položaj na nebu. Čim bliže obzorju je objekt, tem večja je refrakcija. Ne da bi se tega zavedali, imamo poleg astronomov, z njo opraviti vsi: ko se Sonce ob zahodu navidezno dotakne obzorja, je geometrijsko že pod njim. Zato je dan nekoliko daljši. V zmernih geografskih širinah to niti ni tako pomembno, pač pa je npr. na ruski Novi Zemlji polarna noč kar za 15 dni krajša kot bi jo izračunali samo z geometrijskimi podatki. Poleg tega je refrakcija za spodnji rob Sonca, ki je bliže obzorju, večja, kot je za zgornji. Zato je videti ob zahodu (in seveda tudi ob vzhodu) Sonce sploščeno. Kaj pa se dogaja s svetlobo, ki prihaja iz vesolja na naš planet? Na svoji poti se lomi na atmosferi Zemlje. Ker se lomi tako, da je vpadni žarek v optično redkejši snovi (vesolju), lomljeni pa v optično gostejši snovi (zrak), je lomni kot večji od vpadnega. Zaradi tega je navidezna višina opazovanih objektov višja, kot je v resnici. Po domače: objekt vidimo višje na nebu, kot je v resnici. Astronomska refrakcija je odvisna še od vremena, temperature, zračnega tlaka, ter gostote in sestava atmosfere. Največja pa je takrat, ko svetloba potuje skozi sloj zraka z največjo debelino, torej takrat ko je objekt najnižje na nebu. Zaradi astronomske refrakcije se tudi posamezni spektri svetlobe različno lomijo (lomni količnik modre svetlobe je malenkost večji, kakor lomni količnik rdeče svetlobe), zato tudi Venere nizko nad obzorjem ne vidimo enobarvne, temveč so njene barve razmaknjene. Povrh je Venera, ki se približuje obzorju zaradi sipanja svetlobe videti vse bolj rdečkasta. Pojavi, pri katerih pride do astronomske refrakcije 1. Ob vzhajanju in zahajanju Sonca in Lune, ko sta nizko nad obzorjem, imata oba sploščeno obliko. 2. Zaradi astronomske refrakcije vidimo nebesna telesa višje, kot so v resnici. Na primer: Sonce lahko vidimo še preden dejansko vzide – ko je pod horizontom, ob zahajanju Sonce pa je le-to vidno še nekaj minut zatem, ko je dejansko že zašlo za horizontom. 3. Migotanje zvezd, katerih svetloba, se na poti do našega očesa lomi na različno (optično in masno) gostih slojih svetlobe. Ker se svetlobe različnih valovnih dolžin tudi lomijo različno, svetloba z zvezd spremeni barvo. 4. Ko je Lunin mrk, Luna ne izgine, ampak postane rdečkaste barve. Vzrok za to je v tem, da atmosfera bolj lomi svetlobo daljših valovnih dolžin (rdečo), kakor tisto, ki ima krajšo valovno dolžino. Ko Venera zahaja nad obzorjem je zaradi istega vzroka vse bolj rdečkaste barve. 5. Izjemoma, kadar sta ob Luninem mrku Sonce in Luna nizko nad obzorjem, lahko hkrati vidimo Sonce in Luno, ker sta zaradi loma svetlobe položaja obeh teles navidezno spremenjena. 8


5. vaja : Astronomska refrakcija Venere Naloga: Nariši ali fotografiraj Venero. Potrebščine: Digitalni fotoaparat, teleskop, računalnik. Navodilo: Zaradi astronomske refrakcije (loma svetlobe v atmosferi) vidimo zvezde in planete nekoliko višje na nebu, kot so v resnici. Dvig je izrazitejši za objekte, ki so tik nad obzorjem. Razlika med navidezno in pravo višino zvezde nad obzorjem lahko znaša tudi do 0,60. Prav zaradi tega vidimo Sonce še vedno tik nad obzorjem, kljub temu, da je že pod njim, zato se dan v naših krajih podaljša za nekaj minut.. V polarnih krajih ta dodatek k trajanju dneva lahko znaša tudi do 15 dni v letu. Ko je Sonce blizu obzorja, zgleda nekoliko sploščeno, saj se žarek s spodnjega dela Sonca lomi bolj (se nekoliko dvigne), kot tisti z zgornjega roba. Ker je lomni količnik zraka odvisen tudi od valovne dolžine svetlobe, ki se lomi, se zaradi refrakcije slika modre zvezde zviša bolj, kot slika rdeče zvezde. Opazuj Venero skozi okular teleskopa in nariši ustrezno sliko, ko je vsaj 100 nad obzorjem, ter ponovno, ko je tik nad obzorjem. Če imaš možnost na okular prisloni digitalni fotoaparat in Venero obakrat fotografiraj. Fotografiji prenesi na računalnik in ju natisni. Primerjaj obe sliki (fotografiji) Venere in zapiši podobnosti in razlike. Na kateri sliki je večja astronomska refrakcija – v kateri legi vidimo barve na Veneri bolj razmaknjene? Odgovori:

Sipanje svetlobe Sipanje svetlobe je posledica interakcije med svetlobo in snovjo oziroma med vpadajočimi fotoni in elektroni. To je pojav, pri katerem se svetloba, ki vpada na snov, siplje na vse strani. Sipanje svetlobe zlahka opazimo v kaki temačni in zakajeni kavarni, ko žarek svetlobe obsije dimne in prašne delce, ki lebdijo v zraku. Delci se nekako svetlikajo, cigaretni dim celo z rahlim modrikastim odtenkom. Delci v ozračju so raznovrstnejši od tistih v kavarni, sipanje na njih pa še bolj izrazito in zanimivo. Sipanje svetlobe pride tako do izraza le v optično nehomogenih sredstvih na primer v dimu, kjer v zraku visijo drobceni delci, v megli, v kateri naletimo na zelo majhne kapljice vode, v mleku, v katerem so razpršene v vodi netopne kapljice maščobe, v opalu, v mlečnih steklih... Sipanje svetlobe opazimo tudi v nekaterih optično homogenih sredstvih, tudi v čistih tekočinah. Zaradi termičnega gibanja se molekule, na primer v zraku, združujejo v skupke, ki so veliki kot poprečna razdalja med molekulama, kar pa je še vedno 100-krat manj od valovne dolžine svetlobe. Taki kratkotrajni naključni skupki so torej nehomogenosti v zraku, ki omogočajo 9


sipanje svetlobe. Pojav je znan kot molekularno sipanje svetlobe, raziskala pa sta ga v letih 1908 do 1910 Einstein in Smoluchowski. Sončeva svetloba se na poti skozi atmosfero siplje na molekulah plinov in na majhnih delcih trdne ali tekoče narave. Ocenjujejo pa, da k modrini neba prispevajo večji delež sipane modre svetlobe molekule zraka kot pa drobceni delci v ozračju. Modrina neba sicer vsebuje vse barve spektra, vendar je delež predvsem vijolične in modre svetlobe prevladujoč. Do opazovalčevega očesa pride sipana svetloba po hudo zveriženih poteh iz vseh smeri neba. Na kapljicah megle ali oblakov se vse barve sipljejo enako. V gorah je nebo navpično nad nami bolj modro (temno) kot pri enakem pogledu iz doline. V nižjih plasteh ozračja vsebuje zrak tudi večje delce, na katerih pride do izraza Miejevo sipanje, pri katerem se bolj sipljejo tudi dolgovalovne sestavine svetlobe, ki ostrino modrine nekoliko zbledijo. Običajno je nebo nad nami tudi bolj modro kot nebo proti obzorju. Pojav skušamo, podobno kot v prejšnjem odstavku, razložiti z Miejevim sipanjem na večjih delcih. Vendar je pojav opazen tudi po dežju ali nevihti, ki dodobra spere ozračje. Bistvenega pomena je smer opazovanja - svetloba, ki pride do opazovalca iz smeri obzorja preide mnogo daljšo pot kot svetloba iz zenita. Zamislimo si dolg, vodoravno položen zračni valj, na katerega nekje od zgoraj vpada bela Sončeva svetloba. Če gledamo skozi ta "predor" proti obzorju, prihaja do našega očesa sipana svetloba vseh valovnih dolžin - razprši se seveda več modre svetlobe kot rdeče. Toda modra svetloba, ki prihaja do očesa z nasprotnega konca valja, se na svoji poti še dodatno siplje in slabi, medtem ko se rdeča svetloba na isti poti siplje in slabi znatno manj. Čim daljši je ta predor, tem bolj se učinka izničita in obzorje (ob sončnem dnevu) vidimo zato belkasto. Podobno lahko razložimo pojav, ko v gorah zremo čez gorske grebene in hrbte, ki se vrstijo drug za drugim. Čim dlje se nahaja nek greben, tem več sipane svetlobe se na poti pridruži žarkom, ki potujejo neposredno od grebena proti našemu očesu. Zato zelo oddaljene vrhove vidimo bolj bledo-sive in z manj podrobnosti, medtem ko bližnje grebene vidimo bolj razločno in z rahlimi modrikastimi odtenki. Čistost ozračja lahko ocenjujemo z modrino neba - čim bolj modro je nebo, tem bolj čisto je.

Barve Sonca Sipanje kratkovalovne - modre svetlobe na poti skozi ozračje povzroči, da v direktnih sončnih žarkih, ki pridejo do našega očesa, prevladujejo dolgovalovne-rdeče sestavine bele svetlobe. Ko Sonce popoldne zahaja, je pot žarkov skozi ozračje vedno daljša in več je sipanja. V spodnjih 20 kilometrih atmosfere, v kateri se nahaja okoli 90 odstotkov mase vsega ozračja, prepotujejo Sončevi žarki pri nas pot 22 do 40 kilometrov opoldne in kakih 600 kilometrov zvečer ali zjutraj. Sonce, ki se nam čez dan zdi belo, postaja proti večeru vedno bolj rumeno in rdeče. Žarki zahajajočega (ali vzhajajočega) Sonca obarvajo tudi bližnje nebo in predmete, ki jih obsijejo. Še posebej lepo žarijo vrhovi gora ali visoki oblaki. Žarki, ki zjutraj ali zvečer ožarijo gore , opravijo dobrih 100 kilometrov daljšo pot kot žarki v nižinah, zato so takrat gore obarvane z oranžno-rdečimi odtenki. Izrazitost zarje močno poudarijo drobni delci v ozračju, ki nastanejo na 10


primer pri obsežnih gozdnih požarih, peščenih viharjih ali vulkanskih izbruhih. V čistem, spranem ozračju so zarje komaj opazne. V urbanih okoljih je delcev sicer veliko, vendar sajasti delci, ki svetlobo absorbirajo, in higroskopski delci, ki vlečejo nase vodno paro in druge plinaste nesnage, ter se pri tem preveč odebelijo, svetloba pa se sipa v takšnih barvah, da zarje tam niso tako izrazite in slikovite.

Beli oblaki Oblaki vsebujejo drobne kapljice vode ali ledene kristalčke. Kapljice, katerih velikost je 20- do 100-krat večja od valovne dolžine svetlobe, enako dobro sipajo svetlobo vseh valovnih dolžin. Zaradi večkratnega sipanja svetlobe vseh barv vidimo oblake (meglo, mleko) bele, čeprav prozorne kapljice vode v sebi nimajo nič belega. Podobno je z meglo. Megleno morje, ki ga opazujemo z vzpetine (otoka), se nam zdi še posebej belo (svetlo), če ga opazujemo v smeri proti Soncu, medtem ko je megla za hrbtom presenetljivo temna. Vzrok temu je odboj in izrazito ozko sipanje svetlobe v smeri vpada žarkov. V megli sami (ali oblaku) sipana svetloba močno zmanjša vidljivost. V dovolj debeli megli, na katero sije Sonce, se zdi megla nad nami nekoliko svetlejša, še posebej, če tla svetlobo dobro vpijejo. Če pa na tleh leži sneg, se praktično vsa vpadla svetloba od tal difuzno odbije. Megla postane zato znatno svetlejša, in to neodvisno od smeri opazovanja. Pozimi so lahko taka srečanja z meglo na zasneženem, razgibanem terenu (gorah) hudo neprijetna. V arktičnih krajih je znan pojav, ko se med snegom in plastovitimi prosojnimi oblaki "ujame" svetloba. Po večkratnih odbojih in sipanju med ploskvama se zdi, da prihaja svetloba iz vseh strani kot v beli škatli. Znani so opisi nekaterih polarnih raziskovalcev, ki so v taki brezoblični, brezsenčni pokrajini izgubili vsako orientacijo in imeli težave celo z lastnim ravnotežjem.

Nebo ponoči Nočno nebo ni povsem črno. Svetlobo nočnega neba sestavlja svetloba vseh očem nevidnih zvezd in svetlikanje zemeljske atmosfere, ki v glavnem izvira iz plasti med 60 in 200 kilometri nad površjem. To svetlikanje je posledica absorpcije Sončeve svetlobe čez dan. Prevladuje sevanje kisika z valovno dolžino 558 nanometrov - lahko bi rekli, da je nočno nebo zeleno. Omenimo še šibko zodiakalno svetlobo. To je razpršena (sipana) Sončeva svetloba na prahu, ki se nahaja v medplanetarnem prostoru. Vidna je nekaj ur po zatonu Sonca v ravnini ekliptike, v obliki nežne stožčaste kope z vrhom največ 10 stopinj nad obzorjem. Poznavalci, ki vedo, kaj naj gledajo, zodiakalno svetlobo opazujejo zvečer na začetku pomladi ali zjutraj na začetku jeseni. Če ponoči sije Luna, je nebo pravzaprav modro. Svetlobni tok od Lune odbite Sončeve svetlobe, ki se v ozračju sipa, je neprimerno večji kot tok šibke svetlobe iz ozadja neba.

11


6. vaja: Sipanje svetlobe Naloga: Ponazori sipanje svetlobe. Potrebščine: Zatemnjen prostor, dim iskrnice, zavese, snop svetlobe. Navodilo: Sipanje svetlobe na delcih, ki lebdijo v zraku ponazorimo v prostoru, ki ga zatemnimo z zavesami tako, a pustimo ozek pas nezatemnjen, da skozi pride snop bele svetlobe. Ta pas nato zameglimo z dimom novoletne iskrnice. Kako se gibljejo delci dima in prahu, ki so osvetljeni z žarki svetlobe? Kakšne barve so? Odgovori:

7. vaja: Merjenje čistosti ozračja (vidljivosti) Naloga: Izmeri čistost ozračja. Potrebščine: Palec, Sonce. Navodilo: Merjenje čistosti ozračja opravimo kar s palcem, s katerim očesu zakrijemo Sonce. Če se modrina neba okoli palca da primerjati s tisto nekoliko vstran, potem v ozračju ni večjih delcev in je ozračje čisto. Če je ozračje motno, potem bo območje okoli Sonca, ki smo ga prekrili s palcem belo. Večji delci namreč sipljejo svetlobo tako, da je območje blizu Sonca znatno bolj svetlo (in manj modro) kot v okolici. Čistost ozračja bomo ocenili s številkami od 1 do 6. Za popolnoma dobro vidljivost in čisto, modro nebo v bližini Sonca bomo dali oceno k=1, za srednje dobro vidljivost bomo dali oceno k=4 in za izredno nečisto, belo nebo, v bližini Sonca, ki smo ga prekrili s palcem, pa bomo dali oceno k=6. Meritve bomo vnesli v tabelo, podatke pa bomo uporabili pri določanju Wolfovega števila. Meritve: Kraj in čas meritve

k (čistost ozračja)

Med opazovanjem Sonca nikoli ne glej naravnost v Sonce, ker si lahko trajno poškoduješ oči.

12


*8. vaja: Fotografiranje površja Sonca Naloga: Površje Sonca fotografiraj : • z digitalnim fotoaparatom, ki je naslonjen na okular teleskopa pri manjši povečavi –da dobiš celotno sliko Sonca, • z digitalnim fotoaparatom pri večji povečavi-da sestaviš sliko Sonca Potrebščine: Digitalni fotoaparat ali spletna kamera, teleskop z zaščitnim filtrom za Sonce. Navodilo: Teleskop pripravimo za opazovanje Sonca tako, da ga pred objektivom prekrijemo s filtrom za opazovanje Sonca. Filter nalepimo izključno pred objektivom, ne smemo ga nalepiti na odprtino okularja, ker lahko trajno poškodujemo oči. S filtrom moramo prekriti tudi odprtino cevi vizirja ( na tistem koncu, kjer vstopa svetloba Sonca). Če je premer teleskopa prevelik, potem lahko predelaš pokrov teleskopa tako, kot prikazuje slika, in z njim prekriješ odprtino teleskopa. Pokrov zavaruj pred tem, da se samodejno-po nesreči pade z odprtine tako, da ga prilepiš na ohišje teleskopa z lepilnim trakom. Površino Sonca zlahka fotografiraš tako, da digitalno kamero prisloniš na okular teleskopa, izostriš sliko na zaslonu in sliko fotografiraš. Fotografiranje Sonca zahteva še nekaj dodatne opreme. Fotografiramo lahko v primarnem gorišču teleskopa, tako da okular nadomestimo s fotoaparatom. Tako predstavlja teleskop nekakšen teleobjektiv za naš fotoaparat. Za povezavo teleskopa s fotoaparatom potrebujemo kratko cev z obročkom, ki ima ustrezen navoj, da ga lahko pritrdimo na teleskop (pri večjih teleskopih je standardiziran) in na drugi strani cevi pa navoj, ki je enak navoju objektivov za naš fotoaparat. Tak adapter lahko naročimo v trgovinah s fotografsko opremo (ali pa ga damo izdelati). Fotografiranje terja nekaj vaje, ker je treba sliko dobro izostriti in na fotoaparatu izbrati primerne nastavitve (čas osvetlitve, zaslonka, občutljivostISO). Ker je Sonce dovolj svetlo, so časi osvetljevanja kratki in sledilni mehanizem za fotografiranje ni potreben. Z ustreznim adapterjem lahko fotografiramo Sonce tudi skozi okular. Pri večjih povečavah lahko fotografiraš le del površja Sonca, zato ga fotografiraj večkrat-vse njene dele, v računalniških programih za oblikovanje fotografij pa kasneje lahko sestaviš celotno sliko Sonca. Tako fotografirano in oblikovano sliko Sonca nalepi v zvezek. S pomočjo slike Sonca in podatka o premeru Sonca izračunaj premer največje in najmanjše Sončeve pege. S pomočjo fotografije dela Sonca in simetrale dveh tetiv na robu (loku) fotografije Sonca določi premer slike Sonca, nato določi razmerje med premerom pege in premerom Sonca. Preštej Sončeve pege in podatke uporabi pri vaji o Wolfovem številu. Primer sestavljene slike Sonca (5. maj 2003)

13


14


**9. vaja: Wolfovo število Naloga: Dva dni zapored opazuj (fotografiraj) in nato preštej sončeve pege. Število Sončevih peg imenujemo tudi Wolfovo število. Potrebščine: Fotografija Sončevih peg, fotoaparat, teleskop s filtrom za Sonce. Navodilo: Učitelj naj Sončeve pege fotografira skozi okular ali vizir teleskopa, Sončeve pege lahko opazuješ tudi s pomočjo projekcije slike Sonca ali preko kamere na ekranu televizorja. Nariši in skiciraj sliko ali pa nalepi fotografijo Sonca, nato pa preštej Sončeve pege. Naslednje jutro vajo ponovi in ugotovi, ali se je aktivnost Sonca povečala ali zmanjšala. Wolfovo število računamo po enačbi Z = k(10s+p), pri čemer je s število skupin peg, p število vseh peg, k pa je koeficient odvisen od vidnosti Sonca. Za izredno dobro vidljivost in čisto ozračje je k = 1, za srednje dobro vidljivost je k = 4 za izredno slabo vidljivost pa je k = 6. Opozorilo: Med opazovanjem Sonca nikoli ne glej skozi teleskop, daljnogled ali projektor naravnost v Sonce, ker si lahko trajno poškoduješ oči. Skica(fotografija) in meritev:

15


10. vaja: Višina Sonca v kotnih stopinjah Naloga: Višina Sonca je kot, ki ga oklepajo sončni žarki z vodoravno ravnino v izbrani točki, stojišču, na Zemljinem površju, izmerjen v kotnih stopinjah. Izmeri višino Sonca nad obzorjem. V katerem letnem času je ta kot največji? V katerem letnem času pa je najmanjši? Zakaj se spreminja? Kolikšna je maksimalna višina Sonca v tvojem kraju? Potrebščine: Palica, žebelj, privezan na vrvico, kotomer. Navodilo: Sončnega dne dopoldne zapiči približno pol metra dolgo palico navpično v vodoravna tla. Točno opoldne označi vrh sence palice kot točko A. V to točko zapiči žebelj, na katerem je privezana vsaj meter dolga vrvica. Vrvico napni in jo pritrdi na vrh palice. Velikost kota med senco palice in vrvico izmeri s kotomerom, to je višina Sonca nad obzorjem α, izražena v kotnih stopinjah (glej sliko). Podatek o višini Sonca boš uporabil pri določanju solarne konstante. Slika:

Meritve: Datum in ura

α (º)

Odgovori:

16


**11. vaja: Solarna konstanta Naloga: Določi približno vrednost solarne konstante. Potrebščine: Valj, ki ima plašč pobarvan s črno barvo (doza za film), voda termometer, kotomer. Navodilo: Sonce je velika zvezda, ki seva enako v vse smeri. Moč s katero Sonce seva je zastrašujoča saj meri Ps = 4·1026 W. Do Zemlje pa pride le del te energije, saj gostota Sončeve energije pada s kvadratom razdalje od Sonca. Gostoto svetlobnega toka Sonca, ki pride do površja določenega planeta dobimo tako, da izmerimo ali izračunamo moč (izsev) Sonca na kvadratni meter površine. P js = s 2 4πr Če v tej enačbi r nadomestimo z razdaljo med Soncem in Zemljo, dobimo vrednost za gostoto W svetlobnega toka s Sonca j s ≈ 1400 2 . Tej vrednosti pravimo solarna konstanta. Natančne m meritve na satelitih, ki krožijo okoli Zemlje so pokazale, da ta konstanta ni čisto zares vedno konstantna, ker je odvisna tudi od spremenljive Sončeve aktivnosti. Izračunali bomo le približek solarne konstante, ki ne upošteva izgub, ampak le višino Sonca. V črno pobarvano posodo oblike valja natočimo vodo, ki ji izmerimo maso (prostornino – 1ml vode tehta 1g) in začetno temperaturo, nato valj z vodo postavimo na Sonce, da se začne segrevati. Po 15 minutah (30 minutah) ponovno izmerimo temperaturo vode. Solarno konstanto bomo izračunali po enačbi j = P : S , pri čemer je P = Q : ∆t . Toploto - energijo, ki jo voda prejme izračunamo po enačbi Q = m · c · ∆T. Maso vode lahko tudi izračunamo po enačbi m = π · r2 · h · ρ, pri tem je r polmer valja, h globina vode in ρ gostota vode. Določiti moramo še efektivno površino, na katero Sončeva svetloba pada. Pri tem moramo upoštevati, da Sonce sveti le na polovico plašča valja in da je na robovih osvetljene površine valja vpadni kot večji, kakor na sredini osvetljenega dela. Efektivna površina osvetljenega dela je π- krat manjša od površine valja in je S = 2 · r · h . Če vse podatke vstavimo v enačbo dobimo j = (m · c · ∆T) : (2 · r · h · ∆t). Ko vstavimo še izraz za maso in enačbo okrajšamo dobimo j = (π · r · ρ · c · ∆T) : (2 · ∆t) , iz česar je razvidno, da višina valja ne vpliva na končni izračun. Ker sončni žarki ne padajo pravokotno na stene posode, moramo tako dobljeno gostoto svetlobnega toka deliti s cos α, pri tem je α višina Sonca nad obzorjem izražena v kotnih stopinjah. Končna enačba, po kateri izračunamo približek je torej: j = ((π · r · ρ · c · ∆T) : (2 · ∆t)) : cos α Če pa posodo nagnemo za kot α napram vodoravnim tlom, tako da sončni žarki padajo pravokotno na steno valjaste posode, potem gostoto svetlobnega toka izračunamo po enačbi: j = ((π · r · ρ · c · ∆T) : (2 · ∆t))

(Posoda ni popolnoma črna in del svetlobe odbija. Ker posoda ni toplotno izolirana prejme voda znaten del toplote tudi od zraka in od podlage. Z nekaj kosi stiropora lahko dele posode, ki niso obrnjeni proti Soncu izoliraš in natančnost meritev izboljšaš.) 17


Sončeve pege, skupine peg in njihov razvoj Nekoliko zahtevnejša, a zanimiva opazovanja Sonca za amaterske astronome so izdelave skic Sončevega površja. Takšna opazovanja omogočajo proučevanje oblik peg in spremljanje razvoja peg. Sončeve pege so neposredno povezane z magnetnimi pojavi v Soncu. Večinoma se pojavljajo v parih in skupinah, temu pravimo, da tvorijo bipolarne skupine. Okoli dveh večjih peg z različnima magnetnima poloma se navadno pojavi še več manjših peg. Navadno se pojavi najprej majhna pega - pora, ki nima polsence in meri 1000 - 4000 km v premeru. Več por se združi v pego in v nekaj dneh nastane pega. Pege imajo v osrednjem delu senco, okrog nje pa polsenco, ki se po svetlosti od sence jasno loči. Oblika sence in polsence je lahko dokaj okrogla, pogoste pa so tudi pege zelo nepravilnih oblik, posebej, če so pege velike. Velike pege skoraj vedno spremlja večje število manjših peg. Skupine peg se ne razvijajo vedno povsem enako, zato je njihov razvoj zanimivo spremljati. Obliko, ki jo ima skupina peg lahko opišemo v skladu s Zürichško klasifikacijo, ki je zasnovana v skladu z značilnim potekom razvoja skupin peg. Na slikah so skicirane oblike peg po Zürichški klasifikaciji.

18


Pogostejši načini razvoja skupin peg so: A, ABA, ABCBA, ABCDCHIA, skozi vse tipe gredo le največje skupine peg. Skupine so lahko zelo dolgožive, njihovo trajanje pa je povezano z velikostjo njihove maksimalne površine, ki jo merimo v heliografskih stopinjah. Površina (polovice)Sonca, ki jo vidimo meri 1800 (sto osemdeset heliografskih stopinj). Upoštevati moramo tudi, da pege na robovih Sonca vidimo pod večjim kotom, zato je navidezno njihova velikost manjša. Velikost Sončeve pege, izraženo v heliografskih stopinjah, lahko najbolj natančno izmerimo, ko je približno enako oddaljena od desnega in levega roba Sonca. Za opazovanje skupin peg in njihovega razvoja so primerne vse opisane opazovalne metode: skiciranje peg, fotografiranje, snemanje s kamero... Pri opazovanju Sonca skozi teleskop, ki je opremljen s filtrom za Sonce, je nekaj več težav s pravilnim določanjem lege peg na Sončevi površini, zato mora biti okular opremljen vsaj z nitnim križem, ki omogoči natančnejše prerisovanje peg na papir. 19


*12. vaja: Razvrščanje Sončevih peg Naloga: Razvrsti opazovane Sončeve pege po Zürichški klasifikaciji. Potrebščine: Fotografija Sončevih peg, fotoaparat, teleskop s filtrom za Sonce, pisalo. Navodilo: Opazuj (fotografiraj) in nato skiciraj Sončeve pege po dvakrat tedensko vsaj en mesec dolgo. V krog, ki ponazarja Sončevo ploskev vriši položaj Sončevih peg. Pege nato razvrsti po Zürichški klasifikaciji. Vajo lahko izpelješ sočasno z določanjem Wolfovega števila. Skupine peg poskušaj prepoznati ob naslednjem opazovanju in vsakič opiši njihov razvoj. Za nadaljnjo obdelavo skic je zelo koristno, če znamo določiti lego podrobnosti na skici Sonca (na primer heliografsko širino in dolžino pege – ti merimo podobno kot zemljepisno širino in dolžino). Priporočljivo je, da k skicam (fotografijam) vrišeš črto v smeri navideznega gibanja peg. To narediš tako, da vrišeš lego manjše pege v skico (pego fotografiraš), počakaš nekaj dni, da se pega na skici (fotografiji) premakne in jo še enkrat vrišeš (fotografiraš). Skozi točki - pegi potegneš premico. K tako dobljeni premici narišeš vzporednico, ki poteka skozi središče Sonca na skici. Tako dobimo hod pege. Hkrati določimo in označimo tudi smer, v katero sta se Sonce in pega po zaslonu navidezno gibala, saj nam ta določa smer vrtenja Sonca okoli lastne osi. S pomočjo takšnega risanja peg lahko koordinate peg določimo tudi kasneje.

1.

2.

3.

4.

Poz. 1.

Kraj, datum, ura

Opis peg in razvoja peg

2. 3.

20


13. vaja: Fotografiranje Lune Naloga: Površje Lune fotografiraj : • z digitalnim fotoaparatom, ki je naslonjen na okular teleskopa pri manjši povečavi tako, da dobiš celotno sliko Lune, • z digitalnim fotoaparatom pri večji povečavi dele Lune tako, da iz fotografij sestaviš celotno sliko Lune. Potrebščine: Digitalni fotoaparat ali spletna kamera, teleskop z zaščitnim filtrom za Sonce. Navodilo: Luno lahko fotografiraš na več načinov: s pomočjo fotoaparata, ki ima teleobjektiv, s pomočjo digitalnega fotoaparata, ki ga nasloniš na okular teleskopa, s pomočjo spletne kamere, ki jo montiraš na okular, s pomočjo fotoaparata preko konverterja (namesto okularja montiraš fotoaparat), s pomočjo CCD kamere. Fotografiraj Luno na en ali več načinov. S pomočjo karte Lune poskusi prepoznati posamezne objekte na Luni. Na spodnjih slikah je nekaj dobrih fotografij Lune, ki so bile fotografirane na različne načine.

21


*14. vaja: Projekcija Lune na steni preko projektorja Naloga: Sliko Lune projiciraj na belo steno ali platno. Potrebščine: Teleskop, CCD kamera ali spletna kamera, projektor, daljše žice za povezavo med projektorjem in kamero (S – VHS ali ČINČ ali COM – kabel). Navodilo: Teleskop postaviš tako, da slediš Luni ali pa, da samodejno sledi Luni. Sliko Lune, ki jo vidiš skozi okular, izostriš. Okular nato izvlečeš iz ležišča teleskopa in nanj zmontiraš (prilepiš z lepilnimi trakovi) spletno kamero. Tako pripravljen okular nato ponovno postaviš v ležišče teleskopa. Sliko – video signal s kamere preneseš s pomočjo kabla na projektor. Sliko s projektorja projiciraj na večji beli zaslon, platno za diapozitive, belo steno in nato izostri. Še boljšo sliko lahko dobiš s pomočjo CCD kamere, ki jo daš v ležišče teleskopa namesto okularja. Na spodnji fotografiji je prikazana celotna postavitev in projekcija slike Lune na steno cerkve, ki stoji na Kumu. Sliko smo dobili s pomočjo poceni CCD kamere Meade electronic Eyepeace. V ozadju je stolp oddajnika. Slika je približno 2m visoka in 3m široka (pred njo stoji 1m visok grm). Na tako dobljeni sliki lahko podrobno opazuješ objekte na Luni. Kateri objekti so na njej? S pomočjo karte Lune poskušaj nekaj objektov prepoznati in poimenovati. V žrelu nekaterih kraterjev, ki so na Luni, opaziš večje kamne. Ti kamni zgovorno pričajo o nastanku teh kraterjev. Opiši, kako so nastali.

Odgovori:

22


15. vaja: Fotografiranje navideznega gibanja Lune med ozvezdji Naloga: Več noči zapored določi lego Lune glede na zvezde in ozvezdja.. Potrebščine: Teleskop, zvezdna karta, računalnik, računalniški programi (RedShift, DistantSuns, SkyMap, Sky...), zvezdni atlas, fotoaparat, širokokotno objektiv, astronomska revija (Spika). Navodilo: Luno opazuj več noči (dni) zapored po dvakrat na noč v razmaku nekaj ur. Vsako noč ob isti uri fotografiraj njeno lego med zvezdami in ozvezdji z navadnim fotoaparatom, če pa imaš možnost, pa s fotoaparatom, ki ima širokokotni objektiv.. Pri fotografiranju lege Lune na nebu med zvezdami si pomagaj z zvezdno karto. Del neba, kjer pričakuješ Luno, preriši z zvezdne karte na opazovalni list. Še lažje boš fotografiral, če si pomagaš z računalniškim programom, ki zna narisati zvezdno karto. Opiši postopek, kako določiš njeno lego med ozvezdji. Vsak dan zapiši tudi uro, ko Luna vzide. Ta podatek lahko poiščeš tudi v astronomskih revijah (efemeride) ali računalniških programih. Za koliko stopinj se Luna premakne v 24 urah. V kolikšnem času pride Luna enkrat navidezno obkroži Zemljo (siderski obhodni čas)? Kolikšen pa je čas med enakima menama Lune (sinodski obhodni čas)?. Zakaj se sideerski in sinodski čas razlikujeta? Na določen dan zapiši uro, ko Luna vzide in izračunaj, ter napovej, kdaj – ob kateri uri bo Luna vzšla naslednji dan. Koliko minut (ur) kasneje je Luna vzšla? 1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

Zap. Kraj, čas, št. ura

Čas, ko vzhaja

Čas, ko zahaja

Opis položaja Lune

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Odgovori:

23


*16. vaja: Računanje premera kraterjev na Luni Naloga: Oceni premer večjega kraterja na Luni. Potrebščine: Teleskop ali daljnogled, fotografija Lune, fotoaparat, zemljevid Lune, Atlas vesolja. Navodilo: Med opazovanjem luno fotografiraj, nato fotografijo natisni. S pomočjo zemljevida Lune (ki je tudi v Atlasu vesolja) določi ime vsaj petih kraterjev. S pomočjo programov Photoshop, CorelDraw … oceni D - premer Lune na fotografiji do milimetra natančno, na enak način določi še d - premer kraterja, ki si ga prepoznal. Iz razmerja obeh izmerjenih premerov na fotografiji in dejanskega premera Lune – 2R, določi dejanski premer kraterja - 2r, po enačbi: 2r = (d : D) • 2R Ta enačbo lahko uporabimo za računanje premera kraterja na sredi Luninega površja (na fotografiji), ne drži pa za krater blizu roba Lune, ki ga gledamo precej postrani in je to kar vidimo z očesom (na fotografijah) le projekcija kraterja. Meritve in računi:

24


**17. vaja: Računanje višine (globine) objektov na Luni Naloga: Oceni višino večjega kraterja ali hriba na Luni. Potrebščine: Teleskop ali daljnogled, fotografija Lune, fotoaparat, Atlas vesolja. Navodilo: Višino gora (globino kraterjev) najlažje ocenimo ob prvem ali zadnjem krajcu. Takrat mečejo obronki gora najdaljše sence in so kraterji dobro vidni. Pri tem bomo zanemarili, da ima Luna tir gibanja okoli Sonca glede na Zemljin tir nagnjen za 50. Luno ali delček Lune fotografiraj pri čim večji povečavi. S pomočjo programa CorelDraw ali Photoshop natančno izmeri naslednje razdalje: AB = d (oddaljenost hriba-stene kraterja od terminatorja - meje med osvetljenim in neosvetljenim delom Lune), izrazimo v milimetrih), CD = l (dolžina sence v milimetrih). Nadalje z BC = h označimo višino gore, SB = R = 1738 km pa polmer Lune v kilometrih. Višino hriba (globino kraterja na Luni) dobimo iz razmerja stranic v podobnih trikotnikih BCD in ASB in izračunaš po enačbi: h = d • (l : R) Primerjaj tako dobljeno višino izbranega objekta s tisto, zapisano med podatki v Atlasu vesolja ali v drugi literaturi in izračunaj relativno napako tvoje meritve. Meritve in računi:

25


18. vaja: Risanje (fotografiranje) panorame neba Naloga: Nariši ali fotografiraj panoramo zvezdnega neba. Potrebščine: Pisalo, papir, zvezdna karta, računalnik. Navodilo: Vajo izvaja hkrati vsaj pet sošolcev. Vsak med njimi nariše ob istem času nariše panoramo (najsvetlejše objekte in ozvezdja ta večer) določenega dela neba in sicer: • vzhodni del neba, • zahodni del neba, južni del neba, • severni del neba • • del neba, ki je nad nadglaviščem. Iz slik, ki jih vsak med njimi nariše na koncu sestavijo skupno sliko, na kateri s pomočjo zvezdne karte poimenujejo najsvetlejša ozvezdja. Namesto risanja lahko s pomočjo širokokotnega objektiva na digitalnem fotoaparatu nebo fotografirajo po delih in s pomočjo fotografij narišejo ali v programu Photoshop sestavijo panoramo celotnega neba. V tem primeru morajo fotografirati ozvezdja pri enakih pogojih na fotoaparatu (čas, osvetlitev, ISO, zoom). Kvalitetni posnetke narediš, če je čas osvetlitve pri 800 ISO in zaslonki 5,6 okoli ena do dve minuti. Fotografija, ki je nastala na Kumu, prikazuje južni del neba poleti: del Rimske ceste in nekaj ozvezdij, ter Jupiter, ki je v ozvezdju Škorpijona. Celotno nebo lahko fotografiramo tudi z all-sky kamero, na tako narejenih fotografijah bosta zamenjani leva in desna stran.

19. vaja: Fotografiranje ozvezdij Naloga: Fotografiraj ozvezdja. Potrebščine: Pisalo, papir, zvezdna karta, digitalni fotoaparat. Navodilo: S pomočjo digitalnega fotoaparata, ki ga postaviš na stojalo poskusi fotografirati ozvezdja, ki so vidna: • jeseni, pozimi, • spomladi, • • poleti vse leto. • Fotografije shrani, natisni in jih primerjaj s fotografijami in risbami na zvezdni karti, v Atlasu vesolja, v programih za prikaz ozvezdij. Na natisnjene fotografije pripiši imena ozvezdij, oznake svetlih zvezd tega ozvezdja in obenem poskusi oceniti barvo teh zvezd. Fotografije nalepi v delovni zvezek ali zvezek za astronomijo. Fotografija (1600 ISO, zaslonki 8, čas osvetlitve 80 sekund) prikazuje nekatera ozvezdja (Kasiopeja med stolpoma, Lira v vrhu na sredini) na severnem delu neba poleti in del Rimske ceste (julij 2007, Kum). 26


Vaje in naloge I 1. Naštej nadobzorniška ozvezdja! 2. Naštej nekaj ozvezdij ki so iz naših krajev vidna poleti. 3. Naštej nekaj ozvezdij ki so iz naših krajev vidna jeseni. 4. Naštej nekaj ozvezdij ki so iz naših krajev vidna pozimi. 5. Naštej nekaj ozvezdij ki so iz naših krajev vidna spomladi. 6. Katero ozvezdje je na fotografiji?

7. Katero ozvezdje je na fotografiji? Označi in poimenuj najsvetlejšo zvezdo tega ozvezdja!

8. Katero ozvezdje je na fotografiji? Označi in poimenuj najsvetlejšo zvezdo tega ozvezdja!

27


9. Katero ozvezdje je na fotografiji? Sled katerega objekta opaziš na fotografiji? Označi in poimenuj najsvetlejšo zvezdo tega ozvezdja!

10. Katero ozvezdje je na fotografiji? Označi in poimenuj najsvetlejšo zvezdo tega ozvezdja!

11. Katero ozvezdje je na fotografiji? Označi in poimenuj najsvetlejšo zvezdo tega ozvezdja! Označi, katero zvezdo tega ozvezdja vidimo kot dvojno zvezdo!

28


12. Katero ozvezdje je na fotografiji? Označi in poimenuj najsvetlejšo zvezdo tega ozvezdja!

13. Na fotografiji poišči in označi ozvezdje Severne krone!

*20. vaja: Izdelava vrtljive zvezdne karte Naloga: Izdelaj vrtljivo zvezdno karto za prikaz navideznega gibanja zvezd. Potrebščine: Fotografski material – kapa, samolepilne folije, trakovi – ježki za zapenjanje plašča, olfa nož, lepilo, šilo, vijak za les, lesena plošča, nalepke z imeni ozvezdij. Navodilo: S kopiranjem na fotokopirnem stroju povečaj poljubno zvezdno karto na velikost, ki si si jo zamislil. Pri izdelavi zvezdne karte na fotografiji smo že obstoječo (od Poudarka) pri kopiranju povečali na 130% prvotne velikosti. V tako prekopirani karto s šilom različnih premerov naredi luknjice tam, kjer so zvezde. Vse dele zvezdne karte lahko izdelaš iz kape - fotografskega materiala, ki ga uporabljajo kot podlago za fotografije. Na kapo nariši pokrov zvezdne karte, ki si ga prekopiral pri enaki povečavi, kot prej vrtljivi del - ozvezdja. S skalpelom (ker najbolje reže »kapo«), ali olfa-nožem, izreži vse line na pokrovu, nato iz kape izreži še krog vrtljivi del zvezdne karte. Čez pokrov zvezdne karte prilepi (rdečo) folijo z obeh strani, s tem boš pridobil na izgledu zvezdne karte, ponoči pa te bo rdeča podlaga manj motila. Na pokrov nalepi številčnico z urami in smermi neba. Na vrtljivi del karte nalepi modro folijo. Na to folijo boš nalepil majhne samolepilne kroge, ki bodo ponazarjali zvezde, kroge pa kasneje z ozkimi samolepilnimi trakovi poveži v ozvezdja. K Ozvezdjem in (svetlejšim) zvezdam boš prilepil samolepilne napise z 29


njihovimi napisi, prav tako boš označil nekatere Meisserjeve objekte. Ob kraju vrtljivega dela zvezdne karte nalepi napise, ki ponazarjajo mesece in dneve (datume). Čez tako nalepljene zvezde, ozvezdja… nalepi prozorno folijo, da se posamezni deli ne odlepijo in izgubijo. Spodnji del zvezdne je prav tako lahko plošča iz kape, v katero boš privil vijak, ki bo držal vrtljivi del karte, hkrati pa služil tudi kot os, okoli katere se bo vrtljivi del obračal, kot zvezde okoli Severnice. Torej ima ta vijak trojno funkcijo, saj ponazarja še Severnico. Ob strani vrtljivega dela (na plašč tankega valja) za boljši oprijem nalepi samolepilne trakove – ježke, ki jih lahko kupiš v vsaki šiviljski trgovini. Z ježki spni tudi pokrov in podlago zvezdne karte, tako da je pokrov lahko snemljiv.

**21. vaja: Prepoznavanje objektov s pomočjo vrtljive zvezdne karte Naloga: Poimenuj objekte, ki jih vidiš na nebu s prostim očesom. Potrebščine: Vrtljiva zvezdna karta ali zvezdni atlas, baterijska svetilka z rdečim filtrom in ozkim snopom, pisalo. Navodilo: Na vrtljivi zvezdni karti nastavi datum in uro. S pomočjo karte se temeljito pripravi na nočno opazovanje. Napovej, katere objekte boš to noč videl s prostim očesom. Med njimi naj bo nekaj ozvezdij in svetlih zvezd, zvezdnih kopic, planet, meglica in galaksija. Objekte, ki si jih zares videl, vpiši v tabelo. Vajo ponovi ob različnih letnih časih: poleti (na začetku šolskega leta), jeseni, pozimi in spomladi. Med objekti, ki si jih poimenoval, označi tiste, ki so vidni vse leto. Odgovori: Kraj in čas opazovanja: Objekti, ki jih bom videl: Ozvezdja

Svetle zvezde Planeti Zvezdne kopice Meglice Galaksije Objekti, ki sem jih prepoznal: Ozvezdja Svetle zvezde Planeti Kroglaste zvezdne kopice Odprte zvezdne kopice Meglice Galaksije Objekti, ki so vidni vse leto 30


*22. vaja: Prepoznavanje objektov s pomočjo računalniških programov Naloga: Poimenuj objekte, ki jih vidiš na nebu s prostim očesom. Potrebščine: Računalnik, računalniški programi za opazovanje zvezd ali računalniško vodenje teleskopov (Celestia, SkyMap Pro 10, Starry Night Bundle, Autostar Suite…) pisalo. Navodilo: V računalniškem programu za opazovanje zvezd, nastavi datum, uro in kraj opazovanja. Nato program poženi tako, da ti bo prikazal objekte, ki jih boš zvečer videl na nebu. S pomočjo te karte se boš temeljito pripravilo na nočno opazovanje. Napovej, katere objekte boš to noč videl s prostim očesom. Med njimi naj bo nekaj ozvezdij in svetlih zvezd, zvezdnih kopic, planet, meglica in galaksija. Objekte, ki si jih zares videl, vpiši v tabelo. Vajo ponovi ob različnih letnih časih: poleti (na začetku šolskega leta), jeseni, pozimi in spomladi. Na karti si oglej tudi položaj Lune, ter navidezne tire planetov. Objekti, ki jih bom videl: Ozvezdja

Svetle zvezde Planeti Zvezdne kopice Meglice Galaksije Objekti, ki sem jih prepoznal: Ozvezdja Svetle zvezde Planeti Kroglaste zvezdne kopice Odprte zvezdne kopice Meglice Galaksije Objekti, ki so vidni vse leto

31


Prikaz objektov v programu SkyMap Pro 10:

**23. vaja: Dežnik za prikaz gibanja zvezd Naloga: Izdelaj model zvezdnega neba za prikaz gibanja ozvezdij in zvezd Potrebščine: Veliki dežnik temnomodre ali črne barve, rumena fluorescentna barva za risanje po platnu, svinčnik, zvezdna karta, fotokopirni stroj. Navodilo: Fotokopiramo zvezdno karto severnega neba tako, da ji povečamo format. Kopijo nato razrežemo na 8 enakih delov, da dobimo ploščinsko enake krožne izseke, lahko jih tudi oštevilčimo, da bomo dele znali ponovno sestaviti v celoto. Dele ponovno povečamo-fotokopiramo, tako, da na koncu dobimo 8 krožnih izsekov na papirju formata A3 (dolžina polmera izseka je enaka dolžini daljšega roba papirja). Z malce spretnosti bi lahko izseke povečevali tudi po diagonali A3 papirja, tako da dobimo največje možne slike. Krožne izseke nato iz papirja izrežemo in jih nalepimo na zgornjo stran dežnika tako, da vrh dežnika ponazarja Severnico. Dežnik nato od zgoraj osvetlimo (stopimo pod luč) tako, da bodo skozi prosojno tkanino vidne zvezde in ozvezdja, ki so na papirju. Zvezde, ozvezdja, linije, ki prikazujejo oblike ozvezdij in ostale konture nato na dežnik skiciramo. Črte in pike prevlečemo s fluorescentno barvo in počakamo, da se risbe posušijo. Z vrtenjem v smeri urinih kazalcev ponazorimo navidezno vrtenje zvezd okoli Severnice. Ozvezdja bodo vidna še lepše, če dežnik nekaj časa osvetlimo, nato pa ga zavrtimo in pogledamo v zatemnjenem prostoru. Tik zraven konice dežnika lahko narišeš tudi Severnico, saj ni čisto v osi vrtenja Zemlje. Na podoben način lahko narediš še model za prikaz zvezd južnega neba.

32


*24. vaja: Merilnik višine zvezde Naloga: Izdelaj merilnik za višino zvezde Potrebščine: Šolski kotomer, vrvica, utež, lepilni trak, dolga slamica ali tanek tulec. Navodilo: Slamico (tulec) pritrdi na vrh najdaljše stranice kotomera z lepilnim trakom, kot kaže skica. Konec vrvice prilepi na središčno točko kotomera. Na drugi konec vrvice pritrdi utež. S tako izdelano napravo dva učenca lahko izmerita višino zvezde izraženo v kotnih stopinjah. Prvi učenec skozi slamico meri v zvezdo, medtem pa drugi učenec odčita kot, ki ga glede na kotomer opisuje vrvica. S tako narejenim merilnikom lahko meritve izvaja tudi en sam učenec. Napravo pritrdiš (prilepiš z lepilnim trakom) na fotografsko stojalo tako, da ravni rob kotomera in slamica v začetni poziciji stojita vodoravno. Z ročko stojala spreminjaš naklon slamice toliko časa, da skozi njo zagledaš v zvezdo, katere višino meriš. Hip za tem na kotomeru odčitaš višino zvezde. Izmeri višino vsaj desetih zvezd in podatke vnesi v tabelo. Natančnost tvojih meritev najlažje preveriš tako, da izmeriš višino Severnice, saj je leta enaka zemljepisni širini kraja, kjer meriš. Na slikah in risbi so prikazani trije različni merilniki narejeni iz velikega in malega geotrikotnika, ter iz kotomera (na risbi). Meritve:

Kraj, čas

zvezda

α (0 )

Kraj, čas

zvezda

α (0 )

33


25. vaja: Merjenje kota med zvezdama s pomočjo roke Naloga: S pomočjo roke oceni kot med dvema svetlima zvezdama. Potrebščine: Vrtljiva zvezdna karta, roka, Zvezdni Atlas, pisalo. Navodilo: S pomočjo vrtljive zvezdne karte poišči in poimenuj več dvojic svetlih zvezd, ki so vidne to noč in s pomočjo roke oceni kot med izbrani dvojico. Pri tem boš navidezni prostor med zvezdama pri iztegnjeni roki prekril z roko, dlanjo, mezincem… in upošteval naslednje merilo: razprto dlan iztegnjene roke vidimo pod kotom 220, med vrhoma palca in kazalca (pedenj) je kot 150, pest pri iztegnjeni roki vidimo pod kotom 80, palec ima debelino 20, zgornji členek mezinca pa 10. Podatke vnesi v tabelo in jih primerjaj z meritvami pri naslednji vaji. Meritve:

raj opazovanja

Čas opazovanja 1. zvezda Severnica

2. zvezda Mizar

Kot med njima

34


**26. vaja: Zvezdni kotomer Naloga: Izdelaj merilnik kota med zvezdama. Potrebščine: Staro leseno ali plastično šestilo (najbolje šolsko za risanje po tabli), 4 majhne trikotne ploščice ali kratke paličice. Navodilo: Na začetek krakov starega šolskega šestila blizu osi vrtenja nalepimo ali vpnemo dva majhna in ozka papirnata trikotnika ali tanki palici (vžigalici). Enaka trikotnika - vžigalici namestimo še na konec obeh krakov šestila. Ko bomo ciljali v zvezde nam bodo trikotniki (vžigalice) služile da s poravnavo trikotnikov (paličic)dobimo zvezdo »na muho«. Tako izdelan merilnik nato nalepimo z enim krakom na stojalo za fotoaparata, hkrati pa bomo zaradi vrtljivega kraka šestila in fotografskega stojala spreminjali lego krakov kot med njima. S tako pripravljeno napravo lahko izmerimo kot med poljubnima dvema zvezdama. Z vpetim krakom namerimo v zvezdo, ki je nižje na nebu, tako, da imamo zvezdo na muhi (trikotnika - vžigalici se prekrivata med seboj). Nato še z gibljivim krakom šestila namerimo v drugo zvezdo. Ko imamo obe zvezdi hkrati na muhi odčitamo kot med njima. Izmeri nekaj kotov med dvema svetlima zvezdama in podatke vnesi v tabelo. Če zvezdi izmeriš višino v časovnih intervalih npr. vsako uro in rezultate predstaviš na grafu višine v odvisnosti od časa dobiš zanimivo krivuljo, ki kaže spreminjanje višine zvezde nad obzorjem. Namesto trikotnikov lahko narediš tudi podobno napravo za ciljanje, kot je na zračni puški (zarezamuha, krog-muha). Namesto šestila lahko za izdelavo naprave uporabiš tudi konstrukcijo iz dveh palic, ki sta vrtljivi okoli skupne osi, v katero sta vpeti njuni krajišči. Meritve: Kraj opazovanja Čas opazovanja 1. zvezda 2. zvezda Kot med njima

35


27. vaja: Kotna hitrost Zemlje s pomočjo gibanja zvezd Naloga: Izračunaj kotno hitrost Zemlje. Potrebščine: Dve 1-2m veliki ravni palici, štoparica, zvezdna karta ali zvezdni atlas, vrvica, kotomer. Navodilo: Nasloni se na drevo ali pa sedi v stol in zamiži na eno oko. Izberi svetlo zvezdo, ki je približno 45° nad obzorjem. Sošolec naj v razdalji enega do dveh metrov premika navpično postavljeno dolgo palico toliko časa, dokler palica ne zakrije izbrane zvezde. Takrat palico zapiči v zemljo. Po dvajsetih minutah zapiči še drugo palico v zemljo tako, da prekriva isto zvezdo, medtem, ko jo opazuješ z istega opazovališča in miruješ na istem mestu, kot prej. S pomočjo vrvic in kotomera izmeri kot, za katerega se zavrti Zemlja v dvajsetih minutah. Za kolikšen kot se zavrti Zemlja v eni uri? Za kolikšen kot s zavrti v eni minuti? V kolikšnem času pa se zvrti za eno stopinjo? Odgovori: V dvajsetih minutah se je Zemlja zavrtala za kot ……. . V eni uri se zavrti za ... . V eni minuti se zavrti za … . Za eno stopinjo se zavrti v času … .

**28. vaja: Oceni sij nekaterih zvezd Naloga: Oceni sije nekaterih zvezd, planetov in drugih objektov. Potrebščine: Zvezdna karta ali zvezdni atlas, Atlas vesolja. Navodilo: V astronomiji uporabljamo za sij enoto magnituda. Vesoljsko telo, od katere prihaja na Zemljo svetlobni tok z gostoto 10 −8 W2 ima sij prve magnitude, kar označimo z 1m . S prostim očesom m

zaznamo še vesoljska telesa s sijem 6 m . Tako na primer ima Sonce sij − 27 m , Luna ob ščipu − 13 m , Venera ob največjem siju − 4,4 m , Sirij − 1,5 m , Kapela 0,2 m in Severnica 2,1m . Poišči na nebu vsaj dva planeta in pet zvezd ali drugih objektov in jim oceni sij tako, da najprej pogledaš nekaj zvezd z znanimi magnitudami in jih primerjaš z njimi.! Primerjaj ga s podatkom zapisanim v Atlasu vesolja! Vajo lahko narediš tudi tako, da oceniš magnitudo zvezd v tistih ozvezdjih, kjer je veliko različno svetlih zvezd, najbolj primerni so Voznik, Volar, Veliki voz, Mali voz, Orion … Rezultati:

Ime objekta Ocenjeni sij Natančni sij

36


29. vaja: Barve zvezd Naloga: Oceni barvo opazovanih zvezd. Potrebščine: Teleskop, Atlas vesolja, zvezdna karta, zvezdni atlas ali računalnik in računalniški programi za opazovanje zvezd, fotoaparat, stojalo za fotoaparat. Navodilo: S prostim očesom, z daljnogledom, vizirjem ali teleskopom opazuj svetle zvezde, ki so vidne ob tem času. Zapiši ozvezdja v katerih se nahajajo in zapiši njihovo barvo. Barvo, ki jo vidiš primerjaj s tisto, ki je zapisana v Atlasu vesolja. Spodnjo fotografijo smo naredili tako, da smo za nekaj minut odprli zaslonko fotoaparata in zvezde fotografirali. Zakaj smo na fotografiji dobili loke in zakaj so ti loki različnih barv in velikosti. A si na fotografiji prepoznal tudi kakšno zvezde? Izračunaj, koliko časa je bila odprta zaslonka fotoaparata. Zvezda

Ozvezdje Ocenjena Barva barva zvezde

Zvezda

Ozvezdje Ocenjena Barva barva zv. zvezde

37


Razvrstitev zvezd po barvah Tip Temp. na Barva

površini (°C)

Rdeče Rdečkaste Rdečkaste Oranžnordeče pritlikavke Oranžnordeče orjakinje Oranžne pritlikavke Oranžne orjakinje Rumenkaste pritlikavke Rumenkaste orjakinje Belo rumenkaste Bele Modrikasto bele Svetlo modre Modre

S N R M M K K G G F A B O W

2600 2500 2600 3000 3400 4000-5000 3000-4000 5000-6000 4200-5500 6000-7500 8000-10000 12000-25000 35000-40000 do 80000

Povpr. gostota (kg/m3)

Premer v 2R Sonca

Primer

10-3

105

10-3

102 1

R Laboda R Zajca T Lire Proksima Kentavra Betelgeza ε Eridana Arktur Sonce

1,4•103

10-1 10-2

5 • 108

10-5

Severnica Sirij Spika ζ Oriona γ Jadra

30. vaja: Model za prikaz razmerja med velikostjo zvezd Naloga: Izdelaj model za prikaz razmerja med premeri različnih zvezd. Potrebščine: Kroglice, žogice in frnikole različnih premerov, leseni podstavek, lepilo, internet, barve, čopiči. Navodilo: V spodnji tabeli so podatki o nekaterih zvezdah, njihov premer je izražen v premerih Sonca. Na podlago (podstavek), ki ima dolžino okoli 1m nalepi kroglice ustreznih velikosti, Sonce naj predstavlja glava bucike s premerom 1mm, Betelgezo pa ponazori na podstavku, na katerem narišeš lok s polmerom 800 mm, podlago v tako dobljenem krožnem izseku (na podstavku) pa pobarvaj z oranžno rdečo barvo. Ta krožni izsek predstavlja na modelu delček Betelgeze. Nato na podstavek nalepiš še ostale kroglice, katerih dimenzije lahko prebereš iz tabele. Kroglice na koncu tudi ustrezno prebarvaj. Namesto zvezd v spodnji tabeli lahko ponazoriš kakšne druge. Podatke poiščeš na internetu ali v knjigah za astronomijo. Ime zvezde Barva zvezde Premer izražen v premerih Sonca Sonce rumenkasta pritlikavka 1 Sirij belo rumenkasta 2,4 Spika belo modrikasta 7 Kapela rumena orjakinja 15 Arktur oranžna orjakinja 20 Severnica Belo rumenkasta 90 Betelgeza Oranžno rdeča orjakinja 800

38


31. vaja: Model za prikaz oddaljenosti zvezd Naloga: Izdelaj model, ki v ustreznem razmerju prikazuje oddaljenost zvezd od Sonca. Potrebščine: Atlas vesolja ali internet, barve, čopiči. Navodilo: Vse zvezde, ki jih vidimo s prostim očesom se nahajajo v naši Galaksiji, svetloba s teh zvezd pa potuje do Zemlje od 4 pa do 1000 in več let. Razdaljo do zvezd ne merimo v kilometrih, ker bi tako zapisane številke bile predolge, ampak jo merimo v svetlobnih letih. Svetlobno leto je razdalja, ki jo svetloba prepotuje v enem letu. 1 svetlobno. leto meri 9.46 krat 10 na15 metrov, kar je skoraj 10 bilijonov kilometrov oz. 10 milijon milijonov kilometrov. Na steno najdaljšega šolskega hodnika nariši pobarvane kroge, ki ponazarjajo zvezde. Sonce naj ponazarja pikica s premerom 1mm, ki je na začetku hodnika, velikost ostalih zvezd pa naj bo narisana v tem merilu. Oddaljenost zvezd boš ponazoril v drugačnem merilu, svetlobno leto naj ponazarja razdalja 1 dm. V tabeli imaš vpisane podatke za takšen model. Lahko narediš tudi svoj model, podatke poiščeš v Atlasu vesolja, Mali astronomiji ali na internetu. Opozorilo: podatki o premeru in oddaljenosti neke zvezde se v različnih knjigah razlikujejo, gre za podatke iz različnih let, razlike pa so tudi zaradi tega, ker pri večkratnem merjenju velikih razdalj pride do različnih rezultatov.

Ime zvezde Sonce Sirij Altair Arktur Regul Spika Betelgeza Antares

Barva zvezde rumenkasta pritlikavka belo rumenkasta bela oranžna orjakinja modrikasto bela belo modrikasta Oranžno rdeča rdeča

Premer izražen v premerih Sonca 1 2,4 1,8 20 15 7 800 750

Oddaljenost od Zemlje v sv. letih 0,000015 9 17 37 85 262 427 604

32. vaja: Določanje zemljepisne širine kraja s pomočjo Severnice Naloga: Opazuj Severnico in določi njeno višino. Potrebščine: Daljnogled ali teleskop, Zvezdni atlas, kvadrant. Navodilo: S pomočjo Velikega voza poišči na nebu Severnico in Mali voz. Opiši in skiciraj postopek. Nato Severnico poišči še s pomočjo ozvezdja Kasiopeje in prav tako opiši, ter skiciraj postopek. S pomočjo merilnika za merjenje višine zvezde določi višino Severnice. Višina Severnice na nebu je enaka zemljepisni širini kraja - opazovališča. Severnico nato opazuj skozi daljnogled ali teleskop. Če boš opazoval pozorno boš videl dve zvezdi: eno zelo svetlo in eno medlo. Podobno kot pri prejšnjih vajah oceni njuno magnitudo in barvo, nato v Atlasu vesolja poišči podatke o njuni medsebojni oddaljenosti, kolikšen je kot med njima, barvi in o njuni magnitudi. S pomočjo merilnika za višino zvezde določi višino Severnice. Višina Severnice na nebu je enaka zemljepisni širini kraja - opazovališča. Odgovori:

39


33. vaja: Rimska cesta Naloga: Zapiši imena objektov, ki jih vidiš v Rimski cesti. Potrebščine: Atlas vesolja in vrtljiva zvezdna karta ali računalniški programi za prikaz ozvezdij, fotoaparat, stojalo za fotoaparat. Navodilo: Rimska ali Mlečna cesta je svetel pas na nebu, ki ga lahko vidimo vsako jasno noč brez mesečine. Je del Naše galaksije. Ne vidimo cele Galaksije, saj se je del skriva za oblaki, Rimske ceste, del pa nam zakriva Zemlja. Rimska cesta je videti meglena, vendar je sestavljena iz miljarde temnih in svetlejših zvezd, ki dajo skupaj učinek meglice. Na njej lahko vidimo temnejše lise. To so plinaste meglice, skozi katere ne more prodreti svetloba zvezd, ki ležijo za njo. Opazuj ozvezdja in svetle zvezde, ki se nahajajo v Rimski cesti ali njeni neposredni bližini. Poskusi jih prepoznati s pomočjo zvezdne karte ali računalniškega programa in zapiši njihova imena. Poskusi fotografirati Rimsko cesto s pomočjo digitalnega fotoaparata, ki je postavljen na stojalo. Fotografije shrani, natisni in prilepi v zvezek. Na fotografiji poimenuj objekte, ki si jih prepoznal. Tvoje fotografije:

40


34. vaja: Ponovimo, kako vodimo dnevnika opazovanja Naloga: Napiši in nariši zgled za dnevnik opazovanja objektov, ki si jih opazoval skozi teleskop. Potrebščine: Listi A4 ali veliki zvezek-mali karo, pisalo. Navodilo: Že stari Kitajci, Egipčani in Grki – ljudstva, ki so živela že pred našim štetjem, so svoja opazovanja nebesnih teles in pojavov natančno zapisovali in skicirali. Iz tako ohranjenih zapisov je zrasla marsikatera teorija ali trditev o vesolju. Če želiš svoje znanje in opazovanja ohraniti, potem moraš tudi ti o njih voditi svoj dnevnik. Podatki, ki jih boš ob posameznem opazovanju v dnevnik vpisal naj bodo: Kraj in čas (uro) opazovanja • Vrsto in oznako teleskopa in okularja • Goriščno razdaljo okularja in objektiva, ter povečavo • Ime objekta, in kratek opis oblike. • Ime ozvezdja, v katerem se objekt nahaja • Ob tem bi bilo dobro, da objekt skiciraš v krog, ki si ga prethodno v zvezek narisal s šestilom. Vriši ga tako, da se bo na risbi približno ohranilo razmerje med velikostjo polja, ki ga vidiš skozi okular in velikostjo objekta. Primer za vodenje dnevnika:

Skica:

Kraj: Kisovec pod Malo planino. Čas: 8.5.2003 ob 23h. Teleskop: Meade LX 200, reflektorski f=2400mm. Okular: Meade MA 12mm. Povečava: 200x. Objekt: Planetarna meglica M57. Oblika: Obročasta. Najbližje ozvezdje: Vega Na podoben način opazuj in opiši naslednje objekte: 1. Vsaj 3 zvezdne kopice 2. Vsaj 3 galaksije 3. Vsaj 1 meglico 4. Vsaj 2 dvozvezdji ali večzvezdij 5. Vsaj 1 komet Opozorilo: Objekte moraš opazovati najprej z nevodenim teleskopom. Vsak učenec mora objekte za opazovanje izbrati in poiskati tudi samostojno – brez pomoči učitelja – šele potem lahko nariše sliko. Objekte opazuj v različnih teleskopih in primerjaj slike!

41


**35. vaja: Opazovanje objektov s prostim očesom, ter s pomočjo daljnogleda ali vizirja Naloga: Preko daljnogleda (vizirja) opazuj večje objekte na nebu. Potrebščine: Zvezdna karta, zvezdni atlas, baterijska svetilka z rdečim filtrom, daljnogled na fotografskem stojalu (vizir na teleskopu), računalnik, računalniški programi za prikaz položaja objektov na nebu, pisalo. Navodilo: Normalno človeško oko ob jasnem vremenu in dobri vidljivosti vidi na nebu objekte do 6. magnitude. V hribih, kjer je plast zračnega ovoja tanjša in zrak redkejši lahko vidimo objekte tudi do 7. magnitude. Messierjevi objekti, ki so (v svetlobno neosnaženih krajih) vidni s prostim očesom so: M44 v Raku (Perzepe), M48 v Vodni kači; M39 v Labodu; M13 in M92 v Herkulu; M4, M6 in M7 v Škorpijonu; M22, M23, M24 in M25 v Strelcu; M31 v Andromedi; M33 v Trikotniku; M34 v Perzeju; M42 v Orionu; M41 v Velikem psu; M45 v Biku (Plejade), M35 v Dvojčkih; M37 v Vozniku … V naseljih in mestih, ki so svetlobno zelo onesnažena s prostim očesom vidimo objekte, ki svetijo okoli 4. magnitude. Nekateri objekti so ravno na meji vidljivosti, prepoznavamo jih, a ne vidimo podrobnosti. Takšne objekte je zelo primerno opazovati z daljnogledom ali vizirjem. V spodnji tabeli je fotografiranih nekaj takšnih objektov. Poišči jih s prostim očesom, vizirjem ali daljnogledom, in nariši njihove oblike. Vodi dnevnik opazovanja. Pri iskanju in prepoznavanju objektov si pomagaj z zvezdno karto, Atlasom vesolja ali računalniškimi programi. V tabelo vpiši, kako si objekt našel, prav tako vodi dnevnik opazovanja. Če boš objekte opazoval z daljnogledom, ki ima manjši premer objektiva, zato tudi majhno ločljivost (mejno magnitudo objektov, ki jih še vidimo) se lahko zgodi, da nekaterih sploh ne boš opazil. Najbolj primeren je kak lovski daljnogled.

Objekt in ozvezdje v katerem ga najdemo Plejade ali Gostosevci (M45) v ozvezdju Bika

Opis

H in χ v Perzeju

H in χ sta dve odprti kopici, ki ležita zelo blizu druga drugi. Za opazovanje le teh moraš imeti res dobre pogoje v atmosferi. Seveda boš tudi ti dve videl le kot megleni lisi.

Slika ali skica

Plejade poznamo že od starega veka. O njih je pisal že Homer. To je odprta zvezdna kopica, v njej je več kot 100 zvezd, a s prostim očesom jih je vidnih mnogo manj. Vsak človek s povprečnim vidom bi jih moral videti vsaj 7. Zelo, zelo dober si, če jih vidiš 12, rekord je19! Pa se preiskusi!

42


Objekt in ozvezdje v katerem ga najdemo Hijade v ozvezdju Bika

Opis

Jasli (M44)

Jasli so prav tako odprta razsuta kopica. So veliko gostejše in temnejše od prejšnjih dveh objektov. V njih ne boš ločil zvezd, videl jih boš le kot nežno meglico.

Orionova meglica M42

Orionova meglica je plinasta meglica, sestavljena iz medzvezdnega prahu, ki jo osvetljuje večzvezdje Trapez. Sama ne bi svetila. Razprostira se čez skoraj celo ozvezdje, a osvetljen je le en del. Je dobro vidna pozimi, ko je Orion visoko na nebu.

Slika ali skica

Hijade so odprta zvezdna kopica, podobne plejadam, le da so nekoliko bolj razsute. Ležijo v Biku blizu zvezde Antares, ki pa ne spada mednje. Seveda niso tako znane kot plejade.

M13 v Herkulu

M8 v Strelcu

43


Objekt in ozvezdje v katerem ga najdemo M27 v ozvezdju LisiÄ?ke

Opis

Slika ali skica

M31 v Andromedi

M57 v Liri

M82 v Velikem vozu

M81 v Velikem vozu

44


Objekt in ozvezdje v katerem ga najdemo M23 v Strelcu

Opis

Slika ali skica

M38 v Vozniku

M21 v Strelcu

45


36. vaja: Koordinate opazovališča Naloga: S pomočjo zemljevida, ali računalniškega programa Atlas Slovenije določi koordinate opazovališča. Potrebščine: Zemljevid Slovenije, Atlas Slovenije, specialka, kalkulator, pisalo Navodilo: S pomočjo označenih poldnevnikov in vzporednikov na zemljevidu izračunaj zemljepisni širino in dolžino opazovališča do kotne minute natančno. Še lažje boš koordinate določil s pomočjo računalniškega programa Atlas Slovenije, kjer boš odprl zemljevid Slovenije, s križcem označil kraj opazovanja, program ti pa samodejno izpiše koordinate opazovališča. Natančneje opiši oba postopka! Odgovor:

**37. vaja: Iskanje Messierjevih objektov z ročno vodenim teleskopom Naloga: Opiši postopek, kako s pomočjo ročno vodenega teleskopa poiščeš Messierjeve objekte. Potrebščine: Teleskop, zvezdni atlas, zvezdna karta, računalniški programi za prikaz položaja objektov na nebu, pisalo, tabela za težavnost opazovanja Messierjevih objektov v navodilu. Navodilo: V 18. stoletju je Francoz Charles Messier, strasten iskalec kometov, prvič sestavil katalog megličastih objektov. Črko M in številko je dodelil nekaj več kot stotim meglicam, kopicam in galaksijam. To je storil ker je vedno zamenjaval komete in megličaste objekte. Imel je slab teleskop in ni mogel ločiti zvezd v nekaterih kopicah, zato je tudi te zamenjaval za komete. V katalog pa je uvrstil tudi nekatere očitno zvezdnate objekte, kot naprimer Plejade. Sam lahko ustvariš galerijo posnetkov Messierjevih objektov, ki so vidni z daljnogledom. Tu je razpredelnica prvih petih M objektov. V tabeli spodaj je podana oznaka objekta, težavnost objekta, tip objekta, širina, magnituda, rektascenzija (RE), deklinacija (DE) in ime ozvezdja kjer se nahaja. Tabela z vsemi M objekti in legendo oznak je na zadnjih straneh tega delovnega zvezka . Podatke o M objektih lahko poiščeš tudi s pomočjo interneta, v Atlasa vesolja ali s pomočjo računalniških programov – animacij zvezdne karte. Objekt Težavnost Tip Širina Magnituda RA DE Ozvezdje Һ Ostro oko RK 30’ 4,3 2 19,0 +57˚ 09’ Perzej χ Ostro oko RK 30’ 4,4 2 22,4 +57˚ 07’ Perzej M1 Težek PM 5’ 8,4 5 34,5 +2˚ 01’ Bik M2 Težek KK 13’ 6,5 21 33,5 -0˚ 49’ Vodnar M3 Lahek KK 16’ 6,4 13 42,2 +28˚ 23’ Lovski psi M4 Lahek KK 26’ 5,9 16 23,6 -26˚ 32’ Škorpijon M5 Ostro oko KK 17’ 5,8 15 18,6 +2˚ 05’ Kača

Opazovanj se loti kar prvo jasno noč ko ni polne Lune, saj bi te ta zelo motila pri opazovanju. Opazovanj se loti kar prvo jasno noč ko ni polne Lune, saj bi te ta zelo motila pri opazovanju. Poglej kateri objekti so tisto noč nad obzorjem in naredi načrt opazovanja. Objekte, ki so nižje na nebu pusti za kako drugo noč, ko bodo višje, ali pa počakaj, da pridejo višje. To pa zato, ker mora njihova svetloba potovati skozi debelejšo plast ozračja in zato je slika temnejša in bolj migota. Začni z lažjimi oziroma svetlejšimi objekti, da se privadiš in po potrebi vadi iskanje objektov. Sprva ti bo iskanje temnejših objektov delalo precej težav. Daljnogled moraš po nebu premikati počasi, drugače boš objekt spregledal. Za taka opazovanja rabiš kar nekaj potrpežljivosti. Računaj na to, da je zorno polje daljnogleda precej veliko, tako da bodo objekti v njem izgledali majhni, zorno polje teleskopa pa velikokrat manjše, zato bodo objekti, ki jih boš videl skozi teleskop navidezno veliko večji. Kljub temu pa tisto,kar boš videl ne bo podobno kaki sliki v reviji ali na internetu. Tiste slike so posnete z zelo velikimi teleskopi o katerih skoraj vsak astronom 46


amater lahko le sanja. Pogosto so tudi barve na teh slikah umetno dodane. Ti ne boš videl nobenih barv, pogosto bodo objekti le meglene, sive packe! S pomočjo zvezdne karte, zvezdnega atlasa … in teleskopa poišči vsaj 3 Messierjeve objekte in opiši postopek iskanja. V tabelo vpiši podatke o objektih, ki si jih s teleskopom našel. Vodi dnevnik opazovanja! Ime objekta

Vrsta in Dnevnik opazovanja oznaka

Skica

Opis postopka:

47


*38. vaja: Iskanje Messierjevih objektov z vodenim teleskopom Naloga: Opiši postopek, kako s pomočjo vodenega teleskopa poiščeš različne Messierjeve objekte. Potrebščine: Zvezdni atlas, zvezdna karta, računalniški programi za prikaz položaja objektov na nebu, vodeni teleskop, pisalo. Navodilo: S pomočjo zvezdne karte, zvezdnega atlasa … in teleskopa poišči čim več Messierjevih objektov in opiši postopek iskanja. Opiši tudi postopek, kako si teleskop postavil in ga pripravil na računalniško vodenje. V tabelo vpiši podatke o objektih (ime, vrsto, oznako), ki si jih s teleskopom našel in opazoval. Vodi dnevnik opazovanja! Opis postopka:

Ime objekta

Vrsta in Dnevnik opazovanja oznaka

Skica ali fotografija objekta

48


Ime objekta

Vrsta in Dnevnik opazovanja oznaka

Skica objekta

49


**39. vaja: Fotografiranje Messierjevih objektov s pomočjo vodenega teleskopa Naloga: S pomočjo vodenega teleskopa in dobrega fotoaparata ali CCD kamere fotografiraj nekaj Messierjevih objektov. Potrebščine: Teleskop, zvezdni atlas, zvezdna karta, računalniški programi za prikaz objektov na nebu, vodeni teleskop, fotoaparat s potrebnimi nastavki - adapterji za teleskop ali CCD kamera, reduktor, pisalo. Navodilo: S pomočjo vodenega teleskopa, dobrega fotoaparata z ustreznimi nastavki ali CCD kamere, lahko nekatere M objekte ali NGC objekte (katalog NGC objektov je naredil William Herschell) tudi fotografiraš. Fotografije bodo kvalitetnejše, če boš teleskop postavil polarno (ekvatorialno), saj bo v tem primeru motor teleskopa sledil objektu le po deklinaciji, a tudi pri altazimutalni postavitvi svetlejše objekte lahko dobro fotografiraš, fotografije pa oblikuješ programih Registax (program za lepljenje serije posnetkov) in Photoshop. Ker so nekateri objekti širši od zornega polja teleskopa, velikokrat pri fotografiranju uporabimo reduktor, ki sliko npr. 3x ali 6x pomanjša. Sodobni digitalni fotoaparati Canon (serija EOS) in Nikon nam na posnetkih pričarajo barve zvezd, objektov in planetov. Tako nastale fotografije natisni in nato nalepi v delovni zvezek. Na zgornji fotografiji sta dva Messierjeva objekta, ki se nahajata v ozvezdju Velikega voza. Poišči ju in ju označi!

Pri altazimutalni postavitvi se ena os vrti v smeri azimuta, druga pa po višini (deklinaciji). Ta nastavitev je prilagojena zemeljskemu gledanju, primerna pa je tudi za prečesavanje neba pri majhnih povečavah, medtem ko se za astrofotografijo pokaže kot povsem neprimerna. Dobre altazimutalne nastavitve imajo tudi komande za počasne pomike. Pri ekvatorialni postavitvi pomikamo os v samo v smeri rektascenzije, v smeri deklinacije ni potrebno, ker se položaj objektov glede na nebesni ekvator ne spreminja. Ekvatorialna (z drugim imenom polarna) nastavitev ima eno os v smeri severnega nebesnega pola, tej pravimo rektascenzijska, druga os pa se pomika vzporedno z nebesnim ekvatorjem. Ta postavitev je odlična za dolga astronomska opazovanja in nujno potrebna za astrofotografijo. Teleskopi so pri ekvatorialni postavitvi lahko vodljivi, s komandami za počasni pomik in skupaj z električnim pogonom pa enostavni za sledenje objektov preko neba ter njihovo zadrževanje v vidnem polju teleskopa.

50


40. vaja: V katerem ozvezdju se nahaja Sonce Naloga: S pomočjo sošolcev ponazori navidezno pot Sonca med ozvezdji. Potrebščine: 14 učencev, vrtljiva zvezdna karta, kreda. Navodilo: Na šolskem igrišču narišemo dva kroga s skupnim središčem, prvega s polmerom 1m, drugega pa s polmerom 10m. Enega učenca postavimo v središče obeh krožnic – ta ponazarja Sonce, drugi pa se naj premika po krožnici s polmerom 1m – ta ponazarja Zemljo. Ostalih dvanajst učencev se naj razporedi na enake razdalje tako, da je središčni kot med dvema 300. Ti učenci ponazarjajo ozvezdja Zodiakalnega (živalskega) kroga in jih poimenujmo po vrstnem redu, ki je v tabeli. Ozvezdja – učence ali skupino učencev, ki jih ponazarjajo razporedimo v nasprotni smeri urinega kazalca po večji. En obhod Zemlje okrog Sonca so že Babilonci razdelili na 12 delov po 30° (približno 1° za en dan). Pri tem pa moramo vedeti, da astrologi od takrat že 5000 let niso pogledali položaja Sonca in ozvezdij Zodiakalnega (živalskega) kroga pred katerimi se Sonce navidezno giblje (tudi Luna in ostali planeti se navidezno gibljejo po ekliptiki pred posameznimi ozvezdji živalskega kroga). Danes je tako Sonce v ozvezdju po horoskopu v resnici en mesec kasneje in čez 5000 let bo že dva meseca kasneje, ker se tudi Naše Osončje in druge skupine objektov z različnimi hitrostmi gibljejo okoli središča Naše Galaksije. Na spodnji sliki je prikazan premik Sonca iz ozvezdja Strelca v ozvezdje Kozoroga konec januarja in ne koncem decembra kot trdijo astrologi. Sonce je seveda pri miru. Ko je Sonce npr. v ozvezdju Bika, tega ozvezdja seveda ne vidimo, saj je pred njim Sonce. Takrat (maja – junija) po zahodu Sonca vidimo na zahodu kako zahaja ozvezdje Dvojčka na vzhodu pa vzhaja ozvezdje Strelca, na jugu najvišje na nebu pa je ozvezdje Device, opolnoči pa je na jugu najvišje na nebu ozvezdje »nasproti« Bika, to je ozvezdje Škorpijona. učenec, ki ponazarja Zemljo se naj giblje po krožnici tako, da je obrnjen proti Soncu. S pomočjo spodnje tabele naj poskusi ugotoviti, položaj Zemlje (Sonca) glede na ozvezdja v posameznih mesecih, katero ozvezdje Zodiaka je takrat ob začetku večera vidno na vzhodu in katero na zahodu. Za lažjo izvedbo vaje lahko na učence, ki ponazarjajo ozvezdja prilepiš papirčke z imeni ozvezdij. Sonce je v ozvezdju od – do po horoskopu Kozorog (Capricornus) 23. I. – 18. II. 22. XII. – 19. I. Vodnar (Aquarius) 18. II. – 14. III. 20. I. – 19. II. Ribi (Pisces) 14. III. – 22. IV. 20. II. – 20. III. Oven (Aries) 22. IV. – 11. V. 21. III. – 20. IV. Bik (Taurus) 12. V. – 20. VI. 21. IV – 20. V. Dvojčka (Gemini) 21. VI. – 22. VII. 21. V. – 21. VI. Rak (Cancer) 23. VII. – 14. VIII. 22. VI. – 22. VII. Lev (Leo) 15. VIII. – 18. IX. 23. VII. – 22. VIII. Devica (Virgo) 18. IX. – 1. XI. 23. VIII. – 22. IX. Tehtnica (Libra) 2. XI. – 17. XI. 23. IX. – 23. X. Škorpijon (Scorpius) 18. XI. – 20. XII. 24. X. – 21. XI. Strelec (Sagittarius) 21. XII. – 22. I. 22. XI. – 21. XII.

51


*41. vaja: Fotografiranje planetov med ozvezdji Naloga: Opazuj in fotografiraj navidezno gibanje zvezd in planetov. Potrebščine: Vrtljiva zvezdna karta, zvezdni atlas, internet, računalniški programi za astronomijo, teleskop, fotoaparat, širokokotno objektiv. Navodilo: V reviji za astronomijo (v efemeridah), na internetu ali s pomočjo računalniškega programa poišči, kje in kateri planeti so vidni nocoj. Poišči izbrani planet na nebu in s pomočjo vrtljive zvezdne karte zapiši ozvezdje, v katerem si ga našel. Naredi fotografijo (po možnosti s širokokotnim objektivom), na kateri bosta razvidna planet in ozvezdje, v katerem se planet nahaja. Pri pozornem opazovanju večine svetlih objektov s prostim očesom zaznamo migotanje (migljanje) svetlobe, ki prihaja od njih, pri drugih maloštevilnih pa ne? Kako bi s prostim očesom ločil zvezdo od planeta? Zgornja fotografija prikazuje Luno in Venero dne 19.5.2007, ko sta bili na nebu le nekaj stopinj narazen. Planet Kraj / datum / ura Ozvezdje Fotografija

Merkur Venera Mars Jupiter Saturn Uran Neptun Odgovori:

52


**42. vaja: Fotografiranje planetov Naloga: Fotografiraj bližnje planete. Potrebščine: Kvalitetni digitalni fotoaparat Canon (EOS) ali Nikon, ali spletna kamera prilagojena za fotografiranje, zvezdna karta, vodeni teleskop, računalniški programi za lepljenje fotografij (Registax). Navodilo: Planete lahko fotografiramo na več načinov. Najmanj zahtevni način je ta, da dober digitalni fotoaparat prislonimo na okular teleskopa, ki sledi vrtenju Zemlje in z veliko mero potrpljenja poskusimo sliko izostriti. Sliko bomo lažje izostrili, če na teleskopu naredimo konstrukcijo iz žic, ki digitalno kamero čvrsto drči nad okularjem. Večina boljših digitalnih fotoaparatov (npr. CanonEOS) pa ima reduktor, s katerim fotoaparat pričvrstimo na teleskop na tistem mestu, kjer je ponavadi okular,sliko pa izostrimo enako kot tisto, ki jo ponavadi gledamo skozi okular. Na omenjene načine lahko fotografiramo bližnje planete: Saturn, Jupiter, Mars in Venero, ter na takšni fotografiji vidimo tudi Saturnove obroče, Jupitrovo rdečo pego in njegove proge, Marsovi polarni kapi in še kakšne druge podrobnosti. V kolikor želimo na fotografiji videti večje podrobnosti, ali pa fotografirati tudi ostale planete, potem moramo v kratkem času narediti niz vsaj petdesetih fotografij opazovanega planeta, ki jih nato zlepimo v programu Registax . Amaterski astronomi planete posnamejo s spletno kamero, ki naredi okoli 30 kvalitetnih posnetkov na minuto, nato pa posamezne slike iz tako narejenega filma zlepijo v eno. Na tako narejeni fotografiji se dobro vidijo podrobnosti npr. proge na Saturnu in Jupitru, polarne kape na Marsu, rdeča pega na Jupitru… . Podatke s fotografij vpiši v tabelo, fotografije pa natisni in prilepi v delovni zvezek. zapiši tudi podrobnosti, ki si jih videl na fotografiji. Na zgornjih fotografijah sta Jupiter in Saturn fotografirana s spletno kamero na teleskopu Meade LX200. Ugotovi, kateri je Jupiter in kateri Saturn in ju označi. Po čem si ju prepoznal? Planet in ozvezdje Kraj, datum, Fotografija planeta Opis podrobnosti na v katerem se planet fotoaparat, zasl., fotografiji nahaja ekspozicija Venera

Mars

Jupiter

Saturn

53


Utrinki Meteoroidi Sevalni tlak in Sončev veter povzročata, da kometi pri svojem potovanju po Našem osončju v bližini Sonca razvijejo rep, ki je sestavljen iz plinov in delčkov prahu. V tem prašnem delu najdemo koščke ledu in kamnin-meteoroide. Ti ostanejo tam, ko je komet potoval – na njegovi orbiti in se kasneje razširijo, ter tvorijo meteoroidni potok. Kadar Zemlja pri svojem potovanju zaide v tak potok meteoroidov, se v Zemljini atmosferi pojavi meteorski roj – skupina meteorjev, ki navidezno prihajajo iz iste točke na nebu – radianta. Kadar gre Zemlja skozi najgostejši del tega potoka lahko v kratkem času doživimo meteorsko nevihto z 10000 meteorji (utrinki) v eni uri. Roji imajo ime po ozvezdju, v katerem so njihovi radianti. Roje, ki ne pripadajo nobenemu ozvezdju imenujemo sporadični meteorji . Meteorji Meteoroid prileti v atmosfero Zemlje s hitrostjo med 11 km/h in 74 km/h na višini 75 km do 115 km nad površjem Zemlje. Zaradi trenja med njim in atmosfero zažari in največkrat popolnoma izpari. Trenje povzroči tudi, da meteoroid pušča za sabo svetlo,tanko in žarečo sled plinov, ki ji rečemo meteor ali utrinek. Sij meteorja je odvisen od njegove mase, hitrosti, sestave (železni, kamniti, železokamniti) in vpadnega kota pri vstopu delca v atmosfero. Aktivnost roja meteorjev merimo v ZHR. ZHR (Zenithal Hourly Rate) je število meteorjev, ki bi jih videl en opazovalec, če bi bil radiant roja v zenitu in bi mejni sij neba bil 6,5 magnitude. Poenostavljeno: ZHR je število utrinkov, ki iz istega področja (dela ozvezdja) zasvetijo na nebu v eni uri. Meteoriti Včasih meteoroid v atmosferi ne zgori popolnoma, zato pade na površje Zemlje, takšno telo imenujemo meteorit. Meteorit nastane kadar ima meteoroid, ki je vstopil v zgornjo plast atmosfere majhno hitrost, zato v atmosferi Zemlje ne zagori ali pa do trka ob površje Zemlje ne zgori popolnoma. Meteorit tehta od neka dekagramov do nekaj deset ton. Poimenujejo ga po kraju, kjer so ga našli. Veliki meteoriti ob padcu (trku) na Zemljo naredijo udarne kraterje, ki so podobni tistim na Luni, po trku pa ponavadi razpadejo. Bolidi Včasih v atmosfero zaide velik meteoroid, ki ima zelo veliko hitrost, zato povzroči zelo bleščeč meteor (12.8.2008, na sliki zgoraj). Takšen meteor imenujemo bolid in ima maso med 0,1 kg in 1.000 kg. Obstajajo tudi superbolidi, ki imajo maso med 1.000 kg in 1.000.000 kg in premer okoli 10m. Večji superbolid ima lahko svetilnost tudi do -17. magnitude (kar je enako magnitudi Lune ob ščipu) in je viden tudi podnevi. Kadar udari v Zemljo manjši meteorit, ta ne prodre skozi zemeljsko skorjo. Ob trku z večjim meteoritom pa se lahko zemeljska skorja najprej zdrobi, nato še stali in skozi predrti del skorje priteče lava, ki udarni krater spremeni v hrib. Če bi orjaški meteorit padel v morje, bi nastali tsunamiji – orjaški valovi. Nekaj najbogatejših meteorskih rojev: Roj Začetek Kvadrantidi 1.januar Liridi 19.april Eta akvaridi 24.april Delta akvaridi 15.julij Perzeidi 23.julij Orionidi 16.oktober Drakonidi 10.oktober Tauridi 20.oktober

Maksimum 4.januar 21.april 5.maj 29.julij 12.avgust 22.oktober 10.oktober 3.november

Konec Največji ZHR 6.januar 60 25.april 10 20.maj 35 6.avgust 20 20.avgust 75 27.oktober 25 10.oktober različno 30.november 10

Leonidi

15.november 17.november 20.november različno

Geminidi

7.december 13.december 16.december 75

Opomba Radiant v Volarju, oster vrh Včasih večji ZHR Širok vrh, starševski komet je Halley Šibki meteorji, dvojni radiant Bogat roj Lepe sledi meteorjev Navadno šibak, le včasih bogat Počasni meteorji Včasih nevihte(1966, 1999, 2000, 2001, 2002, naslednja 2099) Bogat, zanesljiv 54


43. vaja: Štetje meteorjev Naloga: Preštej število meteorjev (utrinkov) v meteorskem roju, ki so vidni na določenem delu neba. Potrebščine: Vrtljiva zvezdna karta, tabela s podatki o meteorskih rojih, diktafon, pisalo. Navodilo: Vajo izvajata dva učenca, za opazovanje si izbereta vrh hriba, kjer je zelo malo svetlobne onesnaženosti, po možnosti ob mlaju ali pa v času ko Luna še ni vzšla ali ko je že zašla. Prvi učenec šteje število meteorjev v določenem ozvezdju (Leonide, Perzeide, Akvaride….) in govori svoja opažanja v diktafon, drugi pa beleži njegove komentarje in zapisuje število opaženih meteorjev. Posebej označita tudi, če je meteor bil bolid. Da bi videli čim več meteorjev naj bo središče opazovanja na višini 500 do 700 nad obzorjem, a nikoli neposredno v radiantu meteorskega roja, saj bi tam videli zelo kratke sledi meteorjev. Radiante rojev poiščemo s pomočjo zvezdne karte. Diktafon potrebuješ zato, da vanj narekuješ podatke, saj v primeru, da pride do meteorske nevihte, zapisnikar ne uspe zapisati vseh podatkov. Učenca naj poskušata tudi določiti sij meteorja. Če je meteor tako svetel kot Severnica, je njegov sij druge magnitide, če je svetel kot Vega je njegova magnituda enaka 0, če pa je bil tako svetel kot Venera, je njegova magnituda enaka -4 in je bolid. Za meteor, ki sta ga učenca opazila naj zapišeta naslednje podatke: čas preleta, sij izražen v magnitudah, kotno razdaljo, ki jo prepotuje, ter kratek opis, ki vsebuje pripadnost roju, spremembe v siju, barvo, razbitje na več delov… Zapišeta tudi kraj opazovanja, začetek in konec opazovanja. Za kotno razdaljo, ki jo prepotuje je priročno določanje z roko: razprto dlan iztegnjene roke vidimo pod kotom 220, med vrhoma palca in kazalca (pedenj) je kot 150, pest pri iztegnjeni roki vidimo pod kotom 80, palec ima debelino 20, zgornji členek mezinca pa pod kotom 10. In kako bosta vedela. kateremu roju pripada meteor. pripadniki istega meteorskega roja so si večinoma podobni po barvi, če bi njihove sledi sijev podaljšali nazaj, bi se ti sekali v radiantu tega roja, ki meri le nekaj stopinj. Meteorji se zdijo tem hitrejši, čim večja je njihova višina nad obzorjem. Če bosta učenca izvajala to vajo več kot eno uro, potem se po eni uri naj zamenjata. Še bolje bo vajo izvajala skupina učencev, kjer dva pišeta zapisnik, ostali pa si delo razdelijo tako, da vsak meri dve količini. Kraj in čas opazovanja:

Ime roja

Čas preleta

Kotna razdalja

Sij v magn.

Barva

Kratek opis meteorja

55


*44. vaja: Fotografiranje meteorjev Naloga: Fotografiraj sled meteorja (meteorita). Potrebščine: Digitalni fotoaparat s širokokotnim objektivom, stojalo, Atlas vesolja, tabela z razporedom meteorskih rojev, diktafon, vsenebna (All sky) kamera. Navodilo: Fotoaparat postavimo na stojalo tako, da je vsaj 300 nad obzorjem in približno 400 od roba radianta meteorjev, tako, da je radiant približno 50 od roba vidnega polja v fotoaparatu. Tako bodo meteorji, ki zaidejo v vidno polje fotoaparata navidezno daljši in zato tudi dovolj lepi – čim dlje od radianta gledamo. Če stojala nimamo, potem fotoaparat postavimo na mizo in ga podložimo s kakšno deščico (knjigo) in oboje pričvrstimo z lepilnim trakom. Nato fotoaparatu sprožimo, da fotografira, zaslonko fotoaparata pa pustimo odprto okoli 10 minut (če je okolica, kjer fotografiramo temna, lahko tudi dlje). Če fotoaparat nima takšne nastavitve, pri kateri samodejno naredi en posnetek na 10 minut, potem fotooaparat nastavimo na nastavitev bulp, fotografiranje sprožimo z žičnim (brezžičnim) sprožilcem, ki ga »zaklenemo«, čas osvetlitve izmerimo s štoparico, fotografiranje pa ustavimo in ponovno sprožimo ročno na žičnem sprožilcu. Pri takšnem času ekspozicije je zelo važno, da nas ne moti nobena luč ali Luna, saj nam takšna svetloba posnetek presvetli. Fotografiramo lahko tudi s fotoaparatom na film, postopek fotografiranja je enak, kot pri digitalnem fotoaparatu. Pri tem uporabimo zelo občutljiv črno-beli film (1600 ISO ali 3600 ISO). Barvnih filmov ne uporabljamo, ker so različno občutljivi na posamezne barve in se rado zgodi, da kakšen meteor ne pusti sledi na filmu. Fotografiranja se naj loti skupina vsaj treh učencev in pri tem naj zabeleži: vrsto in nastavitve fotoaparata (vrsto filma), območje neba (pripadnost roju), ki ga fotografiramo, začetek in konec ekspozicije, čas in trajanje preleta (na nekaj sekund natančno), magnitudo. Pri tako velikem številu podatkov je najbolje, da uporabljamo diktafon in da opazovalci, fotografi in zapisnikarji vloge na vsako uro zamenjajo. Utrinke lahko fotografiramo tudi z vsenebno kamero – izbočenim zrcalom na mirujočem podstavku, ki ga fotografiramo tako, da naredimo niz polminutno osvetljenih fotografij (eno za drugo) v daljšem časovnem obdobju. Če po nekaj urnem fotografiranju posnetke pregledamo, bomo na njih zagotovo našli kakšno sled meteorja (sled oblike kopja) ali satelita (šibka sled – neprekinjena kriva črta), nekaj preostalih posnetkov pa lahko zlepimo v dobro fotografijo Rimske ceste. Če bi hoteli pri takšnem fotografiranju natančneje določiti hitrost meteorja, potem, bi nad fotoaparatom ali v njem morali imeti nameščeno prekinjevalno zaslonko (vetrnico) s stalno frekvenco. Ta deluje tako da naseka sled meteorja in jo tako zlahka ločimo od sledi satelita ali letala, ki se gibljejo počasneje, kot meteor in bo zato njihova sled na fotografiji neprekinjena. Nič zato, če nas občasno sateliti in letala zmotijo, tako bomo imeli še kakšen atraktiven posnetek več. Na spodnjih fotografijah sta sledi, ki sta ju pustila meteorja! Odgovori: Kraj in datum: Fotoaparat (film) Območje (roj) Začetek Konec Trajanje Magnituda ekspozicije ekspozicije preleta

56


57


*45. vaja: Opazovanje in fotografiranje satelitov Naloga: Opazuj in fotografiraj satelit. Potrebščine: Digitalni fotoaparat s širokokotnim objektivom, stojalo, daljnogled, tabela z razporedom meteorskih rojev, diktafon, računalnik, računalniški programi za opazovanje in sledenje satelitov. Navodilo: Sateliti, ki so primerni za opazovanje s prostim očesom ali daljnogledom so: mednarodna vesoljska postaja ISS in nekatere satelite iz skupine Iridium, to je mreža satelitov, ki krožijo okoli Zemlje in s svojimi antenami nenamerno odbijajo Sončevo svetlobo, kar s prostim očesom vidimo (na fotografiji je sled satelita v ozvezdju Orla), kot svetlo hitro premikajočo se piko, ki ima navidezni sij primerljiv s sijem zvezde. Iridiumi dosegajo sij do -9 magnitude. Natančne podatke o tem, kje in kdaj se ISS in posamezni Iridium vidi z Zemlje lahko poiščeš na spletni strani: www.heavens-above.com. Tam vpišeš ime svojega kraja (opazovališča) ali njegove koordinate in v seznamu boš našel podatek, kdaj in kje (v katerem ozvezdju, smer neba, kotno razdaljo ki jo prepotuje medtem ko je viden, magnitudo… ), koliko časa, bo kakšen satelit viden na nebu. Izbrani satelit lahko opazujemo s prostim očesom, z veliko mero potrpljenja pa tudi z daljnogledom, ki je na stojalu ali s teleskopom. Sateliti se namreč okoli Zemlje gibljejo z veliko hitrostjo (8km/s do 11km/s), zato jim je težko slediti s teleskopom. Najbolje, da že prej teleskop usmeriš na zvezdo, ki je navidezno na poti satelita. če imaš na voljo teleskop, ki ga usmerjaš z računalnikom, si lahko iz interneta posnameš programček, s katerim potem teleskop določenim satelitom sledi. Tisti, ki mednarodno postajo opazujejo že več let vedo povedati, da se ta precej povečala po vsakem obisku Space Shuttla. Kako čudovit je šele pogled ob tem, ko je Shuttle pripojen k postaji. Kljub temu pa na takšen način lahko opazujemo satelit le krajši čas, do največ nekaj minut. Fotografiranje satelita izvedemo podobno, kot fotografiranje meteorja. Fotoaparat postavimo na stojalo (ali brez) tako, kot pri fotografiranju meteorjev, le da ga usmerimo v področje, kjer satelit pričakujemo. Lahko pa s pomočjo all-sky kamere naredimo niz fotografij nočnega neba (glej 58. vajo). Poišči in označi sledi satelitov na zgornjih fotografijah (na prvi je sled satelita prekinjena, saj smo jo zlepili iz dveh posnetkov, na drugi je kratka sled Iridiuma -7m magnitude). V spodnjo tabelo vpiši podatke o satelitu, ki ga boš opazoval ali fotografiral. Kraj in datum: Ime satelita Območje, kjer Začetek Konec Trajanje Magnituda se bo pojavil vidnosti vidnosti preleta

58


Kometi Kometi so ostanki snovi iz časa, ko se je rodilo naše Osončje. Sestavljeni so iz različnih vrst leda: vodnega, metanovega, amoniakovega in ogljikodioksidnega. K tej ledeni zmesi so primešani zrnat prah, ter kosi kamnov in kovin. Sestava kometov ni trdna, zato zlahka razpadejo. Ob trku Nasine sonde (misija DE Eep Impact) s kometom Tempel1 so znanstveniki ugotovili, da so kometi krhki in niso trši od snežne odeje. »Komet je skoraj prazen in v glavnem porozen. Nima ledene mase, kar pomeni, da se led pojavlja v obliki zrnc,« pravi Michael A'Hearn iz univerze v Marylandu. Prah in ledena zrnca tvorijo skoraj kosmičasto tvorbo, ki se zahvaljujoč slabi gravitacijski sili ni razpršila. Glede na obhodni čas kroženja okoli Sonca komete običajno delimo v dolgoperiodične in kratkoperiodične. Dolgoperiodični kometi imajo svoj izvor v Oortovem oblaku, na razdalji 50000 astronomskih enot in več vstran od Sonca (astronomska enota je enota za merjenje razdalj v vesolju in ustreza povprečni razdalji med Zemljo in Soncem - 149 597 892 km). Kratkoperiodični kometi imajo svoj izvor v Kuiperjevem pasu, na razdalji od 30 do 50 astronomskih enot od Sonca. Kometi so večino svoje poti okoli Sonca nevidni. Pod vplivom Sončevega sevanja zažarijo šele na razdalji okoli dve astronomski enoti od Sonca. Takrat se prične jedro kometa segrevati, led in plini pa izhlapevati. Kometu se takrat razvije glava ali koma. V bližini Sonca se kometu običajno oblikujeta tudi dva repa; plinski in prašni, ki sta oba usmerjena vstran od Sonca in nista vedno vidna. S približevanjem Soncu rep postane vedno bolje viden in čedalje daljši Kometi potujejo okoli Sonca po zelo sploščenem elipsastem tiru. Ko se komet približa Soncu na manjšo razdaljo, kot je orbita Jupitra, Sončeva svetloba začne ogrevati ledeno zmes, led zaradi tega izhlapeva in okoli drvečega kometa se naberejo plini. Komet obda velik plinasti oblak, ki ga imenujemo koma. Iz kometa, ki je v bližini Sonca - drvi proti Soncu ali pa se od Sonca oddaljuje švigajo curki plinov in prahu, ki mu nekoliko lahko spremenijo tir gibanja ( podobno kot pri balončku, ki ga napihnemo in spustimo). Ko se komet dovolj približa Soncu, ga le-to segreje in zmrznjena snov v kometu začne izparevati. Iz tako dobljenih plinov in prašnih delcev nastane kometov rep, ki je zaradi Sončevega vetra praviloma obrnjen stran od Sonca, tudi takrat, ko se komet od Sonca oddaljuje. Pojavljajo se tudi kometi, ki so pravi posebneži svoje vrste: komet, ki je imel razvitih šest, s prostimi očmi lepo vidnih repov - kometi, ki so bili vidni pri belem dnevu - komet, ki je imel dva repa; eden je bil obrnjen proč od Sonca, drugi pa k njemu -komet, katerega jedro se je razdelilo na polovico. Čeprav premer kometa (njegove glave) meri le nekaj kilometrov, ta lahko razvije rep, ki je dolg do 100.000.000 km. Ko se komet od Sonca zelo oddalji, se ohladi, izbruhanih snovi je vse manj, ko dokončno usahnejo, izgine tudi rep kometa. Ko je komet blizu Sonca in je aktiven, so njegovi sestavni deli: • jedro: precej trdno in stabilno, večinoma led in plin z manjšim deležem prahu in trdnih delcev; • koma: gost oblak vode, ogljikovega dioksida in drugih nevtralnih plinov, ki so sublimirali ali

izpareli iz jedra; • vodikov oblak: zelo redka ovojnica nevtralnega vodika s premerom več milijonov kilometrov; • prašen rep: do 10 milijonov km dolg rep iz prašnih delcev porinjenih iz jedra zaradi pritiska uhajajočih plinov ob segrevanju kometa, ko se bliža Soncu. To je najbolj zanimiv del kometa, viden tudi s prostim očesom; • ionski rep: nekaj 100 milijonov km dolg rep iz plazme z žarki in tokovi, ki jih povzročajo vplivi sončnega vetra, a ta ni viden s prostim očesom. Delci, ki jih pušča komet za seboj, sestavljajo meteorski potok. Ko Zemlja zaide v meteorski potok, se število meteorjev močno poveča. Pravimo, da je takrat aktiven meteorski roj. Do sedaj so odkrili okoli 1000 kometov, najbolj znani so kometi, ki so vidni s prostim očesom: Halleyjev komet, Arend Roland, Enckejev komet, Ikeya-Seki, Kohoutek, Halle-Bopp… . 59


**46. vaja: Opazovanje in fotografiranje kometov Naloga: Opazuj in fotografiraj komet. Potrebščine: Digitalni fotoaparat, stojalo, daljnogled, tabela z razporedom kometov, revija Spika, lepilni trak, računalnik, računalniški programi za opazovanje in sledenje kometov. Navodilo: Za opazovanje kometov s prostim očesom ni veliko priložnosti, saj mora biti atmosfera zelo čista. Poleg tega so svetli kometi zelo redki. Ko se kometu razvije rep je že zelo blizu Sonca navidezno in dejansko. Zato ga lahko opazuješ le zgodaj zvečer in zgodaj zjutraj pa še to le nizko na nebu. Le redki imajo tako nagnjeno tirnico, da so višje na nebu. Do leta 1995 je bilo katalogiziranih 878 kometov in njihove orbite so bile vsaj približno izračunane, od teh je vsaj 184 periodičnih kometov (orbitalne periode so pod 200 let). Nekateri od preostalih so verjetno tudi periodični, toda njihove orbite še niso bile dovolj dobro izračunane, da bi to zagotovo vedeli. Zato je dobro če spremljaš novice prek interneta in v astronomskih revijah, saj boš tako najhitreje dobil zanesljive podatke o legi in svetlosti kometa. Izbrani komet nato lahko opazujemo s prostim očesom, z daljnogledom, ki je na stojalu, s fotoaparatom, ki ima teleobjektiv ali s teleskopom. Tudi pri opazovanju kometov je najbolje, da že prej teleskop usmeriš na zvezdo, ki je navidezno na poti kometa. Če pa imaš na voljo teleskop, ki ga usmerjaš z računalnikom, si lahko iz interneta posnameš programček, s katerim potem teleskop določenim kometom tudi sledi. Komet fotografiramo na podobno, kot fotografiranje objekta z večjim zornim kotom. Fotoaparat postavimo na stojalo in ga usmerimo v področje, kjer komet pričakujemo, čas osvetlitve, zaslonko, občutljivost (filma) izberemo glede na magnitudo kometa. V spodnjo tabelo vpiši podatke o opazovanem ali fotografiranem kometu. Odgovori:

Ime kometa

Območje, kjer se bo pojavil

Kraj in datum

Čas osvetlitve Trajanje Magnituda (fotografiranje) vidnosti

60


Fotografija kometa Holmes v ozvezdju Perzeja (fotografirano s 110mm objektivom in fotoaparatom Cannon EOS 10), čas osvetlitve je bil 5 sekund, zaslonka 6,3, občutljivost 800 ISO

Fotografija kometa Holmes (fotografirano preko teleskopa LX200 in fotoaparatom Cannon EOS 20D), čas osvetlitve 15 sekund, občutljivost 400 ISO

61


47. vaja: Fotografiranje Luninega mrka Naloga: Fotografiraj Lunin mrk. Potrebščine: Kvalitetni digitalni fotoaparat (spletna kamera), vrtljiva zvezdna karta, vodeni teleskop. Navodilo: Občasno ob polni Luni pride do pojava, ki mu pravimo Lunin mrk. Takrat Luna zaide v senco Zemlje. Mrk fotografiraj na 2 načina: s pomočjo teleskopa, adapterja in fotoaparata (Cannon, Pentax ali Nikon) naredi čim večjo sliko Lune in zemljine sence približno na sredini mrka, to fotografijo boš uporabil za računanje polmera Lune; s fotoaparatom na stojalu tako, da na vsakih 10 minut narediš posnetek Lune in sence. Kasneje to fotografijo lahko v programu Photoshop zmontiraš v eno, ki prikazuje faze mrka in osvetljenost površja Lune. Posnetek lahko tudi nadsvetliš, tako da bo na njem dobro videl del Lune, ki je v senci, preostali del Lune pa bo na fotografiji preosvetljen. Fotoaparat običajno nastavimo na občutljivost od 100 ISO do 800 ISO, s povečevanjem površine Zemljin sence na Luni povečujemo tudi odprtino zaslonke (na začetku mrka okoli 22, ob polni fazi mrka do 4), čas osvetlitve pa je na začetku mrka (ob polni Luni) okoli tisočinke sekunde, ob polni fazi mrka pa največ do ene sekunde, sicer za ostro fotografijo potrebujemo teleskop s sledenjem – ko se Luna nahaja skoraj v celoti v senci Zemlje odbija tako malo svetlobe, da moramo povečati tudi čas ekspozicije (na samo velikost odprtine – zaslonke), pri večji nzaslonki pa je globinska ostrina fotografije manjša, pa tudi zaradi daljšega časa osvetlitve se Luna na fotografiji navidez premakne in je fotografija neostra – razmazana. Če pa fotoaparat zmontiramo na vodeni teleskop, ki sledi Luni, potem tudi pri daljšem času osvetlitve fotografija ne bo razmazana, manj izkušeni pa lahko fotografirajo tudi s pomočjo avtomatske izbire časa in zaslonke, ki jo premorejo vso digitalni fotoaparati.

62


48. vaja: Danjonova lestvica svetlosti Luninega mrka. Naloga: Rarvrsti Lunin mrk po Danjonovi lestvici. Potrebščine: Fotoaparat s teleobjektivom, daljnogled ali mali teleskop. Navodilo:

Francoski astronom André-Louis Danjon je izdelal petstopenjsko lestvico za ocenjevanje videza in svetlosti Lune med popolnimi Luninimi mrki. Vrednosti L za razne svetlosti so določene tako-le: • L = 0 Zelo temen mrk. (Lune s prostim očesom skoraj ne vidimo, posebno med sredino polne faze mrka). • L = 1 Temno siv ali temno rjavkast mrk. (Podrobnosti na Luni s prostim očesom težko razločimo). •

L = 2 Temno rdeč ali rjast mrk (Središče sence je temno, na zunanjem robu sence je svetel

obroč). •

L = 3 Opečno rdeč mrk (Senca ima običajno svetel ali rumen rob).

L = 4 Zelo svetel bakreno rdeč ali oranžen mrk (Senca ima modrikast, zelo svetel rob).

Določanje vrednosti L za Lunin mrk je najbolje narediti s prostim očesom, binokularjem ali majhnim teleskopom ob sredini mrka. Koristno je tudi pregledati videz Lune tik za začetkom in tik pred koncem popolnega dela mrka. Luna je tedaj blizu roba sence, kar olajša določitev vrednosti L za zunanji del sence. Pri ocenjevanju je treba zabeležiti oboje: uporabljene inštrumente in čas, poleg tega pa tudi morebitne spremembe v barvi in svetlosti v različnih delih sence, pa tudi, kako oster je rob Zemljine sence. Zapiski in skice so pogosto neprecenljive vrednosti, da se spomnimo važnih podrobnosti, dogodkov in vtisov. Rezultat in odgovori:

Kraj in čas opazovanja

Opis Lunine ploskve ob polni fazi mrka

Svetlost po Danjonovi lestvici

63


*49. vaja: Računanje razmerja med polmerom Lune in polmerom Zemljine sence ob Luninem mrku Naloga: S pomočjo fotografije Lune ob Luninem mrku določi razmerje med polmerom sence Zemlje in polmerom Lune. Potrebščine: Šestilo, kotomer, fotografija Lune in sence Zemlje ob Luninem mrku. Navodilo: Na fotografiji Luninega mrka, kjer je razvidna Zemljina senca, v programih Photoshop ali CorelDraw označimo s krogom celotno senco Zemlje in s tem določimo mejo med osvetljenim in neosvetljenim delom Lune. Na sliki določimo premer Lune v milimetrih in premer Zemljine sence v milimetrih., ter izračunamo njuno razmerje. S pomočjo take meritve in merjenja časa, ki ga Luna prebije v senci Zemlje je Aristarh 270 let pred našim štetjem izračunal (približno) polmer Lune. Meritve in odgovor:

64


**50. vaja: Zorni kot objektov na nebu Naloga: Oceni zorni kot pod katerim vidimo objekt. Potrebščine: Teleskop, atlas vesolja, zvezdna karta. Navodilo: Skozi teleskop opazuj različne Meisserjeve objekte in oceni njihov zorni kot v kotnih minutah. To lahko storiš na dva načina. Objekt opazuj v teleskopu in iz znanega zornega polja teleskopa oceniš zorno polje objekta. Lahko pa tudi rob objekta postaviš na rob vidnega polja v okularju, izmeriš čas, v katerem objekt iz vidnega polja izgine in iz tega časa izračunaš zorni kot objekta (zaradi vrtenja Zemlje okoli svoje osi se npr. zvezde na na nebu premaknejo v eni uri za 150, torej se v štirih minutah premaknejo za 10…). Oceni zorni kot vsaj en galaksije, ene zvezdne kopice, nebule. Podatke vpiši v tabelo in jih primerjaj s tistimi v Atlasu vesolja. Ime objekta Ozvezdje Ocenjena širina Natančno Slika objekta izmerjena širina

65


**51. vaja; Ocena ločljivosti daljnogleda Naloga: Oceni ločljivost daljnogleda Potrebščine: Zvezdna karta, daljnogled, atlas vesolja. Navodilo: Praktično ali dejansko ločljivost daljnogleda ugotoviš z opazovanjem kake dvojne zvezde, če poznaš kotni razmik med zvezdama. Za ta namen je primernih več dvojnih zvezd npr: α Kastorja ( 10′′ ), γ Leva ( 4′′ ), γ Andromede ( 10′′ ) ali ζ Velikega voza ( 14′′ ). Če na primer zvezdi γ Leva ( 4′′ ) še dobro ločiš in vidiš kot dve zvezdi, potem je ločljivost lahko še boljša od kotnega razmika med zvezdama, ki je podan v spodnji tabeli, zato izberemo za opazovanje drugo dvozvezdje, v katerem sta zvezdi navidezno razmaknjeni še za manjši kot. Če pa dvozvezdja ne vidiš kakor dveh zvezd, ampak kot eno samo, potem izbereš dvozvezdje z večjim kotnim razmikom. Opisi slik dvozvezdij: Ozvezdje Herkul Vodnar Orion Labod Škorpijon Dvojček Lev Herkul Volar Rak Oven Andromeda Orion Veliki voz Mali voz

Dvozvezdje ζ ζ ζ δ α (Antares) α γ α π ζ (Tegmine) γ γ β ζ (Alkor) α (Severnica)

Kotni razmik 1,4” 2,0” 2,4” 2,4” 2,7” 3,5” 4,3” 4,6” 5,6” 5,7” 7,8” 9,4” 9,5” 14,4” 18,4”

Opis slike

66


52. vaja: Izračunaj ločljivost daljnogleda Naloga: Izračunaj ločljivost daljnogleda za rumeno-zeleno svetlobo. Potrebščine: Daljnogled, dolžinsko merilo, kalkulator. Navodilo: Ločljivost daljnogleda izračunaš po enačbi β 0 = a . Pri tem je a koeficient, ki je odvisen od D

svetlobe, v kateri opazujemo. Človeško oko je najbolj občutljivo na rumeno - zeleno svetlobo z valovno dolžino okoli 550 nm, za to svetlobo pa je a = 14,5′′cm (ločnih sekund centimetrov). D je pri tem premer objektiva daljnogleda v centimetrih. Ločljivost je tem boljša, čim manjši kot pri tem računu dobimo (čim večji je premer objektiva). Primerjaj rezultat s tistim, ko si ločljivost daljnogleda ocenil s pomočjo dvozvezdij.

Račun:

β0 =

a = D

Račun in odgovor:

67


Merjenje razdalj v astronomiji Aristarhova metoda merjenja razdalje do Sonca in Lune Aristarh je živel v Aleksandriji okoli leta 270 pr.n.š. in je prvi za katerega vemo, da je poskušal izračunati nekatere razdalje v vesolju. Njegovo edino ohranjeno delo nosi naslov O razdalji med Soncem in Luno. Poglejmo si, kako se je lotil merjenja te razdalje: Najprej je izmeril zorni kot Sonca in Lune, ki sta približno enaka.

D 2RS —— = — 2RL d

2RS δ = —— D

Nato je v dihotomiji (to je trenutek, ko je Luna natanko do polovice osvetljena) izmeril kot, ki ga oklepata Luna in Sonce.

d cosα = — D

Nazadnje pa je izmeril še čas, ki ga Luna potrebuje, da med Luninim mrkom cela vstopi v Zemljino senco, ter čas, ki ga prebije v njej. Iz tega je lahko izračunal, koliko Luninih polmerov je široka Zemljina senca na razdalji, kjer vanjo vstopi Luna.

68


b — = a

RZ - 2RL ———— RS - RZ

d = — D

Zbrane meritve so zadostovale, da je lahko izrazil polmer Sonca in Lune ter njuno razdaljo od Zemlje s pomočjo Zemljinega polmera: RL = RZ / 22 RS = 312 RZ d = 81 RZ D = 1550 RZ Njegove meritve se sicer ne ujemajo preveč natančno z današnjimi (največjo mersko napako je storil pri merjenju kota med Luno in Soncem, ko je Luna osvetljena do polovice), a so le pomenile bistven napredek v zgodovini astronomije.

Sodobne metode merjenja razdalj v vesolju Današnja tehnika merjenja razdalj do planetov, zvezd in galaksij temelji na verigi medsebojno pogojenih metod, katerih osnova je natančno poznavanje povprečne razdalje med Zemljo in Soncem oz. med telesi v Našem osončju. Ker so metode za merjenje večjih razdalj odvisne od natančno izmerjenih krajših razdalj, se vsaka napaka v verigi medsebojno pogojenih meritev pozna pri vseh meritvah od tega člena verige naprej. Kljub temu pa astronomom vseeno uspeva, da izmerijo razdalje tudi do najbolj oddaljenih galaksij že do nekaj deset odstotkov natančno. Radarske meritve Prvi člen v verigi metod za merjenje astronomskih razdalj so radarska merjenja razdalj med planeti v našem sončnem sistemu. Z radarsko anteno, ki jo usmerijo z Zemlje proti kateremu od bližnjih planetov, odpošljejo zelo močan pulz radijskih valov, pri čemer natančno izmerijo čas, ki preteče od trenutka oddaje pulza, do trenutka, ko radar zazna odmev s planeta. Ker potujejo valovi s svetlobno hitrostjo (~ 300.000 km/s) lahko po tej metodi zelo natančno izmerijo razdaljo med telesi Osončja. Paralaksa Druga stopnja v verigi so meritve razdalj do bližnjih zvezd s pomočjo paralakse. Poskusimo jo razumeti preko preprostega poskusa. Zapri eno oko (desno) in predse iztegni roko z dvignjenim palcem tako, da prst zakrije nek oddaljen predmet. Sedaj na hitro zamiži na drugo oko in poglej palec s prej zaprtim (desnim) očesom. Palec se, glede na ozadje navidezno premakne in prekrije drugi predmet ali del predmeta v ozadju. Lahko bi tudi pomislili, da se je navidezno premaknili predmeti v ozadju, saj vemo, da palec resnici miruje. V resnici se je premaknilo opazovališče za razdaljo med levim in desnim očesom. Pri astronomskih meritvah, naši očesi iz poskusa s palcem, predstavljata Zemljo, palec pa je bližnja zvezda, katere razdaljo merimo. Če izmerimo navidezni premik bližnje zvezde v primerjavi z oddaljenimi zvezdami, ko se Zemlja zavrti za polovico elipse okoli Sonca (kot, za katerega zvezda v tem času premakne), lahko izrazimo razdaljo do zvezde z razdaljo med Zemljo in Soncem. Povprečna vrednost razdalje od Zemlje do Sonca (150 milijonov km) se imenuje tudi astronomska enota. Spodnji seznam desetih zvezd, ki so najbližje Zemlji, je narejen na podlagi podatkov, ki so bili dosegljivi do leta 2006. Večina podatkov je povzetih iz 69


kataloga Hipparcos (Hipparcos Catalogue) in iz Tretjega seznama najbližjih zvezd kataloga Gliese (3rd Gliese Catalogue of Nearby Stars).

Samo najbližje in najsvetlejše zvezde imajo točno določena imena. Ostale so označene s številkami. Seznam je narejen z najbolj pogostimi imeni zvezd. Nekatere najdemo v zvezdnih sistemih, ki ga sestavlja par zvezd, pa tudi trojček ali četverček. Te zvezde so označene še z A, B, C in D. Ime zvezde Sonce

Tip

Oddaljenost (ly)

Oznaka v Gliese katalogu

G2

0,00

***

Proxima Centauri C

M5.5

4,22

G1 551

Alpha Centauri A

G2

4,40

G1 559 A

Alpha Centauri B

K0

4,40

G1 559 B

Barnard's Star

M5

5,94

G1 699

Wolf 359

M6

7,80

G1 406

Lalande 21185

M2

8,31

G1 411

Sirius A

A1

8,60

G1 244 A

Sirius B

DA2

8,60

G1 244 B

L 726-8 A

M5.5

8,73

G1 65 A

Standardni svetilniki S pomočjo paralakse lahko merimo razdalje do nekaj sto svetlobnih let daleč, pri bolj oddaljenih objektih pa paralakse ne moremo izmeriti, ker se v pol leta navidezno ne premaknejo . V vsakdanjem življenju ocenjujemo razdalje s primerjavo velikosti objektov, ki so nam domači in katerih velikost je približno enaka. Če vidimo hišo na sosednjem griču, ki je navidezno za petkrat manjša od hiše, ki stoji 100 m od nas, seveda sklepamo, da je sosednji grič oddaljen 500 m. Vendar lahko takšne primerjave med velikostjo objektov v vesolju pripeljejo do velikih zmot. Galaksije so npr. zelo različnih velikosti, same zvezde pa so večinoma premajhne, da bi videli kaj drugega kot zgolj točko. Astronomi zato raje določajo razdalje s primerjavami svetlosti oddaljenih objektov. Preprosta formula namreč povezuje gostoto svetlobnega toka zvezde (j) z njegovim izsevom (P) in razdaljo r s katere ga opazujemo: Izsev —————— Gostota svetlobnega toka = 4πr2 70


Gostoto svetlobnega toka (navidezni izsev, ki ga vidimo na Zemlji) lahko izmerimo z inštrumenti na Zemlji, tako da lahko za objekt, katerega razdaljo poznamo – izračunamo na primer s pomočjo paralakse, izračunamo tudi izsev. Recimo, da vidimo oddaljeno cestno svetilko in vemo, da vse svetilke te vrste svetijo z močjo 1000 W. Če nato z merilnikom gostote svetlobnega toka izmerimo navidezno svetlost te svetilke (v enotah W/m2), lahko po zgornji formuli izračunamo razdaljo. Predmetu, kakršen je cestna svetilka, za katerega poznamo izsev, pravimo standardni svetilnik. Seveda podatka o izsevu za astronomske objekte na žalost ne moremo najti kar v katalogu, ampak ga moramo ugotoviti drugače. Ena od možnosti je, da po vesolju iščemo zvezde, ki so zelo podobne našemu Soncu in katerega svetilnost poznamo (3,8 * 1026 W). Vendar takšne meritve niso zelo zanesljive, saj nikoli ne moremo biti povsem prepričani, da je svetlost oddaljene zvezde res tako zelo podobna Sončevi. Meritve s prilagajanjem glavni veji H-R diagrama Seveda pa postanejo zvezde, ki sevajo kot naše Sonce, na razdaljah večjih kot 1000 svetlobnih let premalo svetle, da bi jih lahko dobro opazovali. Opreti se moramo na bolj svetle zvezde, vendar izseva teh še ne poznamo. Tipe zvezd lahko primerjamo z različnimi vrstami žarnic. Zvezde se razlikujejo po izsevu (kar je podobno kot moč pri žarnicah) in po spektru, kar pri analogiji z žarnicami ustreza barvi. Sedaj si zamislimo, da imamo spisek podatkov o vseh žarnicah, ki jih proizvajajo po svetu. Za vsak tip imamo dva podatka: moč in barvo. Podatke vnesemo v shemo in tako dobimo grafični pregled nad tem, katere kombinacije barv in moči so na voljo. Za zvezde sta takšno shemo naredila neodvisno drug od drugega Ejnar Hertzsprung in Hery Norris Russell in se po njima imenuje H-R diagram. Na eni osi sta nanašala spektralne lastnosti (barvo zvezde), ki so pri zvezdah zelo odvisne od temperature na površini zvezde, na drugo os pa izsev moč). Ta razlaga in nadaljevanje, brez grafične podobe, brez diagrama slabo razumljivo. Ugotovila sta, da večina zvezd (to so zvezde, katerih gorivo je vodik) leži na glavni veji diagrama, ki prikazuje, da je izsev zvezde tem večji, čim višja je temperatura na njegovi površini. Le neobičajne zvezde, kot so bele pritlikavke in pa orjakinje, leži izven glavne veje diagrama. Večkrat se zgodi, da so zvezde zbrane v gručo in takšne objekte imenujemo zvezdne kopice. Za astronome so zelo zanimive in uporabne predvsem iz dveh razlogov: vse zvezde v kopici so približno enako oddaljene od Zemlje in vse zvezde v kopici so nastale približno v istem času, z zamikom mogoče nekaj milijonov let. Preko teh dveh skupnih lastnosti zvezd v kopicah, lahko astronomi z nekaj triki izmerijo razdaljo do teh zvezd in njihovo starost. Poglejmo, kako metoda deluje v praksi: • Najprej morajo odkriti kopico, ki je dovolj blizu, da lahko njeno razdaljo določijo s pomočjo paralakse. Nato to kopico skrbno preučijo in izrišejo njen HR diagram. Ker poznajo razdaljo do teh zvezd, lahko iz njihovega navideznega sija izračunamo njihove izseve, tako da izdelava HR diagrama ni težavna. • Nato izmerijo (navidezne) sije zvezd v zvezdni kopici, ki je predaleč, da bi razdaljo do nje lahko ugotovili s pomočjo paralakse. Če sklepajo, da imajo zvezde na glavni veji v oddaljeni kopici enake izseve, kot zvezde v nam bližnji kopici, lahko po zgoraj opisani formuli izračunajo razdaljo do oddaljene kopice. 71


Kefeide S pomočjo zgornje metode lahko dobro merimo razdalje znotraj naše galaksije, za merjenje razdalj do sosednjih galaksij pa ni več uporabna, saj je večina zvezd na glavni veji H-R diagrama preslabotnih, da bi jih lahko gledali tudi z najmočnejšimi teleskopi. Tu nam na pomoč priskočijo Kefeide, ki so zelo svetle zvezde, tako da jih lahko opazujemo tudi v sosednjih galaksijah, hkrati pa imajo še eno zelo uporabno lastnost. Njihov izsev se s časom periodično spreminja, zato jih vidimo, kot da bi utripale. Perioda utripanja je sorazmerna z njihovim povprečnim izsevom. To pomeni, da lahko iz podatka o dolžini periode utripanja, izračunamo povprečni izsev takšne zvezde, iz navideznega sija in znanega izseva pa izračunamo razdaljo do zvezde. Kefeide so igrale zelo pomembno vlogo pri odkritju, da naša Mlečna cesta ni edina galaksija v vesolju, ampak le ena od mnogih. Že v sredini 18. stoletja se je med astronomi razširila polemika, ali je Andromedina galaksija, ki jo lahko vidimo tudi s prostim očesom, le "spiralna nebula" znotraj naše galaksije, ali pa je leži daleč stran in je po velikosti podobna naši galaksiji. Spor je uspel razrešiti šele Edwin Hubble leta 1924, ko je s pomočjo novega teleskopa na gori Mont Wilson v Kaliforniji odkril Kefeide v Andromedini galaksiji tako, da je primerjal fotografije, ki jih je posnel v razmiku nekaj dni. Takrat še ni vedel, da sta pravzaprav dva različna tipa Kefeid, zato je bila njegova meritev razdalje do Andromede za polovico prekratka, a še zmeraj dovolj dobra, da je potrdil domnevo, da je Andromeda res galaksija, ki leži daleč stran in je podobna naši. Hubblov zakon Hubble ni bil zadovoljen le z meritvijo razdalje do ene galaksije, ampak se je lotil sistematičnega merjenja razdalj do čim več takrat poznanih galaksij in v nekaj letih je prišel do enega najbolj presenetljivih odkritij v zgodovini znanosti. Ugotovil je, da vesolje ni statično, ampak galaksije bežijo stran druga od druge. Astronomi so že v začetku 20. stoletja spoznali, da je spekter svetlobe s "spiralnih nebul" premaknjen proti rdečemu delu. Značilne črte v spektru so bile premaknjene proti daljšim valovnim dolžinam. Do tega pojava pride, če se predmet, ki svetlobo oddaja, od nas oddaljuje, vendar dokler Hubble ni dokazal, da so nebule pravzaprav oddaljene galaksije, nihče ni prav dobro vedel, kako te spremembe spektra pojasniti. Leta 1929 je Hubble razglasil svojo ugotovitev: bolj kot je galaksija oddaljena, večji je njen rdeči premik in večja hitrost, s katero se od nas oddaljuje. Prva objava te ugotovitve je temeljila na zelo majhnem številu obravnavanih galaksij in tudi Hubblova metodologija ni bila povsem sprejemljiva, saj se je kasneje izkazalo, da je pri oddaljenih galaksijah vzel za standardne svetilnike kar cele jate zvezd, čeprav je mislil, da gleda zelo svetle posamezne zvezde. Vendar je imel srečo, kajti kasnejše bolj natančne meritve so potrdile njegovo domnevo, ki jo lahko izrazimo tudi z preprosto formulo, ki nosi njemu v čast ime Hubblov zakon: v = H0 * d

v označuje hitrost oddaljevanja galaksije, d, razdaljo do galaksije, H0 pa Hubblovo konstanto, katere vrednost običajno izražamo v čudnih enotah kilometer na sekundo na megaparsek (km/s/Mpc). Pársek (oznaka pc) je dolžinska enota, ki se največ uporablja v astronomiji in astrofiziki. Ime parsek izhaja iz sestave okrajšav besed »paralaksa ene sekunde«. Enota temelji na trigonometrični paralaksi, na enem od najstarejših standardnih postopkov za merjenje razdalj do nebesnih teles. Kot, ki ga tvorita zveznici med zvezdo in krajnima točkama glavne polosi Zemljine tirnice okoli Sonca (astronomska enota), se imenuje paralaksa. Parsek je tako določen kot razdalja med Zemljo in zvezdo, katere paralaksa je enaka 1 ločni sekundi (1"). Drugače rečeno, parsek je razdalja, na kateri vidimo dve telesi, oddaljeni 1 a.e., pod kotom ene ločne sekunde in meri približno 3 • 1016 m

72


Ko enkrat poznamo vrednost Hubblove konstante, lahko iz rdečega premika galaksije po Hubblovem zakonu določimo njeno oddaljenost po formuli d = v /H0 . Vendar smo tudi tukaj soočeni z nekaj težavami, saj imajo galaksije poleg hitrosti, ki jo obravnava Hubblov zakon tudi medsebojne relativne hitrosti, ki jih Hubblov zakon ne obravnava, predvsem pa smo pri tej metodi določanju razdalje omejeni z natančnostjo, do katere poznamo Hubblovo konstanto. Supernove kot metoda za merjenje razdalj do oddaljenih galaksij Tudi najboljši teleskopi na Zemljinem površju niso mogli najti Kefeid v galaksijah, ki so ležale daleč stran od naše lokalne jate galaksij, odkar pa deluje vesoljski Hubblov teleskop, pa lahko opazujejo Kefeide tudi v galaksijah, ki so oddaljene več deset milijonov svetlobnih let. S temi Kefeidami lahko umerimo standardne svetilnike, ki omogočajo merjenje še večjih razdalj, kot so npr. supernove. Nekatere bele pritlikavke eksplodirajo v veličastni eksploziji, ki je vidna zelo daleč, rečemo, da se je pojavila supernova. Značilnost supernov, ki nastanejo ob eksploziji bele pritlikavke je, da so vse približno enako svetle, zato jih lahko uspešno uporabljamo kot standardne svetilnike. V sredini 1990-ih so se astronomi lotili velikega projekta iskanja supernov v oddaljenih galaksijah in s pomočjo globalnega in neprestanega spremljanja neba z vseh koncev sveta. Poleg tega, da so natančneje izmerili Hubblovo konstanto H0 so ugotovili tudi, (čeprav nekateri astronomi v njihove sklepe še dvomijo in čakajo na točnejše meritve) da se da se vesolje napihuje. Povzetek metode za merjenje razdalj v vesolju: 1. radarsko merjenje: Razdalje znotraj našega sončnega sistema merijo s pomočjo zakasnitve odmeva - odboja pulza radijskih valov, ki ga pošljejo do bližnjih planetov. Na ta način lahko zelo natančno določijo povprečno razdaljo Zemlje do Sonca paralaksa: Razdalje do bližnjih zvezd merijo s pomočjo spreminjanja lege bližnjih zvezd 2. glede na bolj oddaljene, ko se Zemlja giblje okoli Sonca. Te meritve se naslanjajo na že prej izmerjeno razdaljo Zemlja - Sonce. prilagajanje zvezd glavne veje: S pomočjo paralakse so izmerili razdaljo do bližnje 3. zvezdne kopice Hyades. S primerjavo zvezd z glavne veje v tej kopici z zvezdami v drugih kopicah znotraj naše galaksije, lahko izmerijo razdalje med posameznimi deli naše galaksije. kefeide: S pomočjo Kefeid, ki se nahajajo v zvezdni kopici, ki so jim že določili razdaljo, 4. lahko ugotovimo povezavo med periodo utripanja Kefeid in njihovim izsevom. Ko odkrijemo Kefeido v oddaljeni galaksiji, lahko preko njene periode izračunamo njen izsev in s pomočjo tega razdaljo do zvezde. 5. supernove, ki nastanejo iz belih pritlikavk (tip Ia): Ko poznamo razdalje do bližnjih galaksij, lahko z opazovanjem eksplozij supernov v njih določimo, kakšen izsev imajo posamezne eksplozije in tako tudi razdaljo do vseh novih eksplozij. Hubblov zakon: Ko enkrat s pomočjo supernov in še nekaterih relacij (npr. Tully6. Fisherjeva relacija, ki povezuje hitrost vrtenja galaksije z njen izsev), lahko natančno določimo Hubblovo konstanto. Ko pa jo enkrat poznamo dovolj natančno, lahko razdalje do oddaljenih galaksij določamo kar s pomočjo rdečega premika.

73


53. vaja: Ugotavljanje oddaljenosti hribov glede na barvo Naloga: Oceni razdaljo do oddaljenega hriba, drevesa, hiše…. Potrebščine: Fotografije hribov, zemljevid, računalniški program Atlas Slovenije, pisalo. Navodilo: Različno oddaljeni venci hribov so različno obarvani. Zakaj? Med opazovalcem in hribi so različno debele plasti zraka. Ker ozračje dobro siplje modro svetlobo, se obrisi oddaljenih hribov tem bolj stapljajo z modrino neba, čim bolj so oddaljeni. S pomočjo zemljevida, določi oddaljenost do hribov - več vencev, ki so v določeni smeri. Za hribe v drugih smereh boš uganil že iz barve, kako daleč so. Stori to za nekaj hribov in svoje ocene vsakič preveri z meritvijo na zemljevidu. Za lažje odločanje lahko hribe tudi fotografiraš z digitalnim fotoaparatom. Primerjaj svoje meritve s podatki, ki si jih dobil z zemljevida. kolikšne so relativne napake tvoje meritve' Podatke vnesi v tabelo.

Ime in opis objekta

Ocenjena razdalja

Prava razdalja

Relativna napaka meritve

74


54. vaja: Paralaksa Naloga: Izmeri paralakso. Potrebščine: Tabla, svinčnik, kreda, kotomer, stiropor, pisalo. Navodilo: V podstavek ali debeli stiropor, ki je na mizi ob tabli, postavi svinčnik tako, da ta stoji navpično palica nekaj stran od navpične table. Če svinčnik pogledaš naprej z desnim očesom (levo oko imaš zaprto), nato pa še z levim očesom boš videl, da je palica projicirana na tablo v različnih pozicijah. Prosi prijatelja, da nariše navpični črti na tablo, tako kot ti vidiš projekciji svinčnika (na mestih na tabli, kjer vidiš svinčnik). Dobiš dve črti, ki sta razmaknjeni, ker vsako oko vidi predmet z druge smeri. Če povežeš začetek palice s spodnjim delom črt na tabli s poltrakoma, boš v vrhu svinčnika omejil kot, ki ga imenujemo paralaksa. Spreminjaj oddaljenost svinčnika od očesa in vsakič izmeri paralakso. Ugotovi od česa je odvisna paralaksa svinčnika.

*55. vaja: Paralaksa (merjenje razdalj s triangulacijo) Naloga: S pomočjo paralakse izračunaj razdaljo do oddaljenega predmeta (dimnika., smreke, hriba, vasi) Potrebščine: Merilni trak., kotomer, kalkulator, veliki list, osebni računalnik, program Atlas Slovenije. Navodilo: Že stari Grki so ugotovili, da če poznamo stranico nekega trikotnika in k tej stranici priležna kota, potem lahko trikotnik narišemo, oziroma pomočjo kosinusnega izreka lahko dolžino preostalih stranic izračunamo. Na podoben način boš izračunal razdaljo do oddaljenega dimnika ali drevesa z risanjem. Za osnovnico AB vzemi dolžino zidu ob šoli (ob hiši, med dvema drevesoma z dolžino vsaj 50m). S kotomerom izmeri kota α in β , pod katerima iz vogalov - oglišč stranic) vidimo oddaljen predmet v točki C (glej sliko). Na veliki list papirja nariši trikotnik v pomanjšanem merilu. Nato izmeri dolžini stranic AC in BC in s pomočjo merila izračunaj oddaljenost oddaljenega predmeta od oglišč A in B. Razdalji lahko tudi izračunaš pomočjo kosinusnih izrekov. V kolikor si na takšen način ocenil razdaljo do kakšnega hriba, naselja ali cerkve, potem s pomočjo programa Atlas Slovenije določi še natančno razdaljo do izbranega objekta in relativno napako tvoje meritve. Meritve in računi:

75


Galaksije Astronomi so zelo dolgo ugibali, a obstaja še kakšna galaksija podobna naši – bogata z zvezdami, šele Edwin Hubble je v megličasti tvorbi – galaksiji Andromeda, z 2,5 metrskim zrcalnim teleskopom videl tudi zvezde in tako obstoj galaksij. S pomočjo kefeid, ki jih je v tej galaksiji našel, pa je tudi približno določil razdaljo do nje. V nekaj letih zatem so ugotovili, da je veliko galaksij, za katere so predhodno mislili, da so meglice. Večinoma so galaksije spiralne ali eliptične oblike, nekaj pa je takšnih, ki nimajo takšne oblike. Spiralne galaksije razvrščamo v podskupine (Sa – Sb – Sc, ter SBa – SBb – SBc pri galaksijah s prečko), prav tako eliptične (od E0 do E7). Naša Galaksija sodi med spiralne galaksije s prečko.

*56. vaja: Razvrščanje galaksij Naloga: Opazuj in klasificiraj galaksije. Potrebščine: Zvezdna karta ali , teleskop, CCD kamera ali fotoaparat s T obročem, teleskop. Navodilo: Na zvezdni karti poišči, katere galaksije so dobro vidne to noč in jih opazuj skozi teleskop. V kolikor imaš možnost (in vodeni teleskop), galaksije fotografiraj s CCD kamero ali fotoaparatom opazuj galaksije, nariši njihovo obliki, ter jih razvrsti po obliki: ali so spiralne ali eliptične, oziroma zapiši, če ne prepoznaš njihove oblike. V kolikor bodo na sliki galaksije vidne tudi druge podrobnosti (npr. prečka), zapiši tudi to. Vodi dnevnik opazovanja. V tabelo vpiši podatke z opazovanja galaksije. Galaksija, oznaka Kraj, datum, Risba ali fotografija Razvrstitev galaksije in opis galaksije in ozvezdje v teleskop, objektiv galaksije podrobnosti na sliki katerem se nahaja (fotografiji)

76


*57. vaja: Izdelava All-sky kamere Naloga: Izdelaj All-sky kamero. Potrebščine: Izbočeno zrcalo za All-sky kamero premera vsaj 40 cm (takšno, kot ga uporabljajo v trgovinah – proti kraji), kovinske tankostenske kvadratne cevi, vezana plošča odporna na vlago, nastavek za kamero ali fotoaparat in nesijoča (mat) črna barva, mehanizem za premikanje (podoben mehanizmu grafoskopa), digitalni fotoaparat z žičnim sprožilcem, napajanje za fotoaparat. Navodilo: Izmerimo premer zrcala za All-sky kamero (na fotografiji 64cm) zaradi mer konstrukcije, na katerem bosta stala fotoaparat in zrcalo. Načrt za izdelavo vsebuje tri dele. prvi je za nosilni del aparature na katerem je postavljeno zrcalo All-sky kamere, ki stoji na štirih po višini nastavljivih nogah. Drugi načrt je namenjen vertikalni konstrukciji, ki je sestavljena iz treh profilov, ki se zložijo eden v drugega, za precizno nastavitev višine pa se na enem od profilov nahaja mehanizem za premikanje zrcala grafoskopa. Prednost zložljivih profilov je v tem da bomo lahko foto aparat – zrcalu približevali ali oddaljevali, ob transportu pa bo manj težav s prostorom, ki ga All sky kamera zavzema. Tretji del načrta pripada tako imenovan roki, na katero je pritrjen mehanizem za vpetje foto aparata. Foto aparat je vpet tako, da objektiv fotoaparata cilja v sredino zrcala. Zoom, s katerim navidezno približamo ali oddaljimo zrcalo na posnetkih nastavimo tako, da bo slika v zrcalu v celoti še ravno na posnetku. Morebitno varjenje pri izdelavi konstrukcije prepustimo izkušenemu varilcu. Ko je konstrukcija nared, jo prebrusi s smirkovim papirjem in jo prebarvaj z mat črno barvo(zaradi morebitnih odsevov, ki motijo fotoografiranje). Vse tri dele sestavljene v OZEMLJITEV KOV. DELOV GRELEC, 2x celoto lahko vidimo na spodnjih slikah, prav tako so priloženi načrti in VTIČNICA tehnološki list. 220V, 50Hz

12

OZEMLJITVENI VIJAK

M6x30

11

DOVODNI KABEL

PP00 3X1,5

10

GRELEC

TERMOUPOROVNA ŽICA, P=20W

2

9

VTIČNICA

NADOMETNA 220V

1

8

NOGA 2

POHIŠTVENA CEV + noga z vijakom M10

400x25x25

4

7

PRITRDILNI VIJAK

PLASTIKA, VIJAK M6

l=50, d=35

5

6

NOSILEC FOTO KAMERE

PLASTIKA

5

HORIZONTALNI NOSILEC

POHIŠTVENA Fe CEV

30X30X500

1

4

VERTIKALNI NOSILEC

POHIŠTVENA Fe CEV

200x30x30

1

3

ZRCALO ALL-SKY KAMERE

METALIZIRANA PLASTIKA

M10x20

1

2

NOGA 1

POHIŠTVENA CEV 20/20

200X20X20

4

1

NOSILNA PLOŠČA

LES + POHIŠTVENA CEV 25/25

80x80x25

1

1 l=2m

1

1

77


5

6

7

4

10 3 1 12 11

9

2 8

78


Tehnološki list: Številka operacije 1 2

Operacija

Orodja in pripomočki

Rezanje nog in nosilcev. Vrezovanje navoja za vijak, ki regulira dolžino nog. Varjenje konstrukcije (stojala) na noge.

Električna tračna žaga. Navojni svedri.

4

Vrtanje lukenj za ploščo.

5

Rezanje lesa za pritrdilno ploščo. Nastavitev pritrdilne plošče.

Električni vrtalnik, sveder za vijake M8. Električna tračna žaga.

3

6

7

Slike

Varilni aparat.

Pridne roke in vijaki sveder za vijake M8.

8

Sestavljanje (varjenje) vseh delov skupaj. Barvanje vseh delov.

Varilni aparat, ključi, izvijači Pridne roke in črna mat barva.

9

Lepljenje gume pod zrcalo.

10

Pritrditev nosilca za star fotoaparat v luknjo, ki je na zgornjem vertikalnem nosilcu.

Pridne roke, lepilo, lepilni trak in žice za ogrevanje ogledal v kopalnici. V luknjo vstavimo nosilec starega fotoaparata in ga z obročem privijemo na nosilec.

11

Pritrditev 40 cm visokih vijakov na noge konstrukcije.

Pridne roke in 40 cm dolgi vijaki, ki se ujemajo z luknjami v nogah konstrukcije.

12

Pritrditev grelne žice in dovoda elektrike.

Pridne roke, lepilni trak in žice za ogrevanje ogledal v kopalnici.

79


*58. vaja: Prepoznavanje objektov s pomočjo fotografij narejenih z All – sky kamero Naloga: Poimenuj objekte, ki jih opaziš na fotografiji narejeni z All - sky kamero. Potrebščine: Vrtljiva zvezdna karta ali zvezdni atlas, baterijska svetilka z rdečim filtrom in ozkim snopom, pisalo, računalnik, računalniški programi za opazovanje zvezd ali računalniško vodenje teleskopov (Celestia, SkyMap Pro 10, Starry Night Bundle…), All-sky kamera, fotoaparat. Navodilo: Na vrtljivi zvezdni karti nastavi datum in uro. S pomočjo karte se temeljito pripravi na nočno opazovanje. Napovej, katere objekte boš to noč videl s prostim očesom. Med njimi naj bo nekaj ozvezdij in svetlih zvezd, zvezdnih kopic, planet, meglica in galaksija. S pomočjo All-sky kamere in digitalnega fotoaparata naredi niz polminutnih posnetkov neba in ozvezdij – če imaš za fotoaparat posebno napajanje fotoaparat lahko deluje in fotografira celo noč. Objekte, ki si jih na fotografijah prepoznal, vpiši v tabelo. Vajo ponovi ob različnih letnih časih. Med objekti, ki si jih poimenoval, označi tiste, ki so vidni vse leto. Ne pozabi, da sta na fotografijah narejeni z All-sky kamero (navidezni sliki, ki nastane v izbočenem zrcalu) zamenjani leva in desna stran. Na internetni strani heavens-above.com lahko poiščeš podatke o tem, kateri sateliti bodo vidni na dan opazovanja (fotografiranja). Poimenuj vsaj tri satelite vidne na tvojih posnetkih. Odgovori: Kraj in čas opazovanja: Objekti, ki sem jih prepoznal na fotografijah: Svetle zvezde

Ozvezdja Kroglaste zvezdne kopice Planeti Odprte zvezdne kopice Meglice Objekti, ki so vidni vse leto Galaksije Sateliti

80


Svetlobna onesnaženost Razred 1: izjemno temna lokacija Zodiakalna svetloba, gegenschein in zodiakalni pas so vsi vidni, zodiakalna svetloba je izjemno svetla, zodiakalni pas pa se razteza čez celotno nebo. S prostim očesom je M33 očitna z neposrednim gledanjem. Mejni sij zvezd s prostim očesom je med 7,6 in 8,0; Venera ali Jupiter pa motita prilagoditev na temo. Svetlikanje nočnega neba je jasno vidno 15 stopinj nad obzorjem. V 32-cm teleskopu vidimo zvezde do 17,5. magnitude, v 50-cm teleskopu pa do 19. magnitude. Razred 2: običajno temna lokacija Svetlikanje neba utegne biti vidno tik nad obzorjem. M33 je lepo vidna tudi z neposrednim gledanjem. Zodiakalna svetloba je dovolj svetla, da tik pred zoro in po mraku meče šibke sence, njena barva pa je rumenkasta v primerjavi z modrobelo barvo Rimske ceste. Oblaki so vidni le kot temne luknje na zvezdnem ozadju. Številni Messierjevi objekti so jasno vidni s prostim očesom. Mejni sij zvezd s prostim očesom je 7,1 do 7,5; v 32cm teleskopu pa vidimo zvezde do 16. ali 17. magnitude. Razred 3: podeželsko nebo Nizko nad obzorjem so vidne sledi svetlobnega onesnaženja. Oblaki so šibko osvetljeni blizu obzorja, a temni v zenitu. Kroglaste kopice, kot so: M3, M5, M15 in M22, so jasno vidne s prostim očesom. M33 je lahko opazen objekt s posrednim gledanjem. Zodiakalna svetloba je izrazita spomladi in jeseni, ko se pred zoro in po mraku razteza 60 stopinj visoko. Mejni sij zvezd s prostim očesom je med 6,6 in 7,0; v 32-cm teleskopu pa bo dosegel 16. magnitudo. Razred 4: prehod med podeželskim in primestnim nebom Svetlobne kupole so očitne nad vasmi in mesti v več smereh. Zodiakalna svetloba je vidna, a se ne razteza niti do pol poti do zenita. M33 s posrednim gledanjem težko opazimo, pa še to le na višinah nad 50 stopinj. Oblaki v smereh umetnih svetlobnih virov so rahlo osvetljeni, a so temni v zenitu. Mejni sij zvezd s prostim očesom je med 6,1 in 6,5; v 32-cm teleskopu pa vidimo zvezde do 15,5. magnitude. Razred 5: primestno nebo Ob najboljših pomladnih in jesenskih nočeh so vidne le sledi zodiakalne svetlobe. Svetlobni viri so vidni večini smeri. Na večjem delu neba so oblaki vidno svetlejši od ozadja. Mejni sij zvezd s prostim očesom je med 5,6 in 6,0; v 32-cm teleskopu pa še vidimo zvezde 14,5. ali 15. magnitude. Razred 6: svetlo primestno nebo Tudi ob najboljših nočeh je zodiakalna svetloba povsem nevidna. Nebo do 35 stopinj nad obzorjem je sivkasto. Oblaki so svetli po vsem nebu. M33 je vidna le z daljnogledom, M31 pa je s prostim očesom vidna le s težavo. Mejni sij zvezd s prostim očesom je približno 5,5; v 32-cm teleskopu pri srednji povečavi pa vidimo zvezde do 14. ali 14,5. magnitude. Razred 7: prehod med primestnim in mestnim nebom Celotno nebo ima sivkast odtenek. Močni viri umetne svetlobe so vidni v vseh smereh. M44 in M31 sta na meji vidnosti s prostim očesom, s srednje velikim teleskopom pa so svetli Messierjevi objekti le bled odsev svoje resnične podobe. Mejni sij zvezd je s težavo približno 5,0; v 32-cm teleskopu pa komaj še vidimo zvezde 14. magnitude. Razred 8: mestno nebo Nebo se sveti sivkasto ali oranžno in je dovolj svetlo, da lahko beremo naslove v časopisih. M31 in M44 celo izkušeni opazovalci ob najboljših nočeh komaj zaznajo. S srednje velikim teleskopom se vidni svetli Messierjevi objekti. Nekaterih ozvezdij ni mogoče prepoznati. V najboljšem primeru je mejni sij zvezd okoli 4,5; v 32-cm teleskopu pa vidimo zvezde do 13. magnitude. 81


Razred 9: nebo v središču mesta Vso nebo je razsvetljeno, tudi v zenitu. Številna ozvezdja so neprepoznavna. Razen morda Plejad so nevidni vsi Messierjevi objekti. Edini objekti, ki se jih splača opazovati s teleskopom, so Luna, planeti in najsvetlejše zvezdne kopice. Mejni sij zvezd s prostim očesom je 4,0; ali manj.

59.vaja: Ugotavljanje svetlobne onesnaženosti neba Naloga: Ugotovi svetlobne onesnaženost neba s pomočjo fotografij narejenih z all-sky kamero. Potrebščine: Fotografije neba, ki so bile narejene s pomočjo all-sky kamere, računalniški program s katerim lahko primerjaš fotografije onesnaženosti neba. Navodilo: Fotografiraj nebo s pomočjo all-sky kamere in to na različnih predelih Slovenije. Tako boš lahko na podlagi primerjanja fotografij

približno ugotovil kje v Sloveniji je najbolj onesnaženo nebo. Za resnične meritve svetlobnega onesnaženja morajo biti izpolnjeni določeni pogoji, ki so: noč brez mesečine – zato moramo izbrati noči, ko Lune ni na nočnem nebu, oziroma je mlaj, absolutno jasno vreme – oblaki odbijajo svetlobo z Zemlje, zvezd za oblaki ne moremo videti, prostor, kjer merimo, mora biti brez luči – tudi ko parkiramo avto, moramo ugasniti vse luči, ki bi utegnile motiti meritve. Nebo je onesnaženo zaradi velikih količin svetlobne energije, ki jo uporabljamo v vsakdanjem življenju. Ob izkoriščanju toliko svetlobne energije bo nebo čedalje bolj svetlobno onesnaženo. Luči, ki motijo ali celo onemogočajo delo astronomov, so že vsepovsod po Sloveniji. Za astronome je to velik problem, saj jim zelo otežuje opazovanje neba, drugače pa svetlobna onesnaženost za ljudi, ki se ne ukvarjajo z astronomijo ne predstavlja kakšnega večjega problema. Svetlobno onesnaženje z nadmorsko višino pada, saj je le-to posledica sipanja svetlobe v zraku. Če smo višje, je plast zraka, skozi katerega mora svetloba, tanjša, torej je manj sipanja in posledično manj onesnaževanja. Za doživljanje zvezdnega neba je treba torej v hribe. Toda višina problema še zdaleč ne odpravi. Tudi ptice selivke se ob selitvah vse pogosteje izgubljajo, ker več ne vidijo Mlečne ceste, po kateri se orientirajo. Svetlobno onesnaženje je krivo, da zvezd ni mogoče več kakovostno opazovati. Spodnji sliki sta nastali ob približno enakih pogojih, prva na Ivanjševskem vrhu blizu Gornje Radgone, druga v Tunjicah v bližini Kamnika in Ljubljane. Kje je večja svetlobna onesnaženost? S pomočjo All-sky kamere naredi še sam nekaj posnetkov neba nad različnimi kraji v Sloveniji pri enakih pogojih (dobro vreme, isti fotoaparat, enaka zaslonka, enak ISO, enak čas osvetlitve…)

82


**60. vaja: Film o navideznem gibanju nebesnih teles Naloga: Naredi niz zaporednih fotografij Lune, ozvezdij, Sonca … in s pomočjo računalniškega programa zlepi te posnetke v film. Potrebščine: Posnetki Lune, ozvezdij in Sonca skozi noč/dan narejenih s pomočjo all-sky kamere in računalniški program za lepljenje posnetkov v film. Navodilo: Na fotoaparatu, ki je pritrjen na all-sky kamero, nastavi rafalno fotografiranje (podnevi fotografiraj avtomatsko - en posnetek na vsake pol minute, ponoči pa naredi niz zaporednih polminutnih posnetkov). All-sky kamero postavi tako, da je v zrcalu dobro vidno nočno ali dnevno nebo. Tako naredi niz fotografij neba, na katerih bo razvidno gibanje satelitov, navidezno gibanje Lune, ozvezdij in planetov, z malo sreče pa boš na posnetkih našel tudi sled kašnega utrinka ali bolida. Tako dobljen niz posnetkov lahko s pomočjo različnih računalniških programov (npr. Cyberlink power director) zlepiš v film, na katerem bo razvidno navidezno gibanje objektov na nebu. Pred montažo filma priporočam, da vse posnetke prezrcališ preko navpične osi, ker ima slika v izbočenem zrcalu zamenjano levo in desno stran. S pomočjo programa heavenss-above.com pa lahko tudi posamezne satelite prepoznaš in na fotografijah označiš in poimenuješ. Za takšno oblikovanje priporočam program Adobe Photoshop. Tudi Sonce lahko f s pomočjo All-sky kamere fotografiraš in posnetke zlepiš v film, ki bo prikazoval navidezni tir Sonca na nebu. Ker pri takšnem fotografiranju obstaja nevarnost, da spraznimo baterije, je najbolje, da je fotoaparat priključen na polnilec. Na zgornji sliki, ki je zlepljena iz šestih posnetkov je prikazan navidezni tir pri gibanju Sonca na nebu. Nekaj tako narejenih filmov (in dobrih fotografij) boš našel na domači strani OŠ Domžale (astronomijadomzale.get.si).

Vaje in naloge II

1. Na spodnjih fotografijah so trije planeti iz. Zapiši njihova imena in po čem si jih prepoznal.

83


2. Poimenuj objekt na sliki in zapiši vrsto objekta. V katerem ozvezdju se nahaja?

3. V katerem ozvezdju se nahaja Jupiter (najsvetlejša in največja pika na fotografiji)?

4. Kateri planet je na fotografiji? Po čem ga prepoznaš?

84


5. Fotografija je nastala ob posebnem pojavu. Katerem?

6. Fotografija je nastala ob doloÄ?enem pojavu. Katerem?

5. Ozvezdja na sliki smo fotografirali 16.julija okoli polnoÄ?i s ĹĄirokokotnim, 11mm objektivom in EOS 20 fotoaparatom. Proti kateri smeri neba je bil obrnjen objektiv fotoaparata?

85


8. Na fotografiji sta galaksija, ki je v ozvezdju Velikega medveda in šibka sled satelita. Poišči in označi to sled in poimenuj galaksijo.

9. Ob katerem pojavu je nastal niz spodnjih fotografij?

10. Kako imenujemo izbruhe, ki so vidni na fotografiji Sonca?

86


11. Sled katerega objekta je na fotografiji, ki je narejena z All-sky kamero?

12. Kateri objekt je na fotografiji?

13. Sled katerega objekta je na fotografiji, ki je narejena z all-sky kamero?

87


14. Na fotografiji poišči in označi ozvezdje Kasiopeje in Andromedino galaksijo M31. Zapiši, ime objekta, ki je pustil svetlo sled na fotografiji (posneta je bila 16.8.2007)!

15. Na fotografiji poišči in označi Veliki voz in Mali voz.

16. Zvezdna kopica, mimo katere je priletel Perzeid se nahaja v ozvezdju Bika. Kako jo imenujemo?

88


17. Na fotografiji označi ozvezdje Oriona in Gostosevce (Plejade).

Rešitve I 1. Veliki voz, Mali voz, Kefej, Kasiopeja in Zmaj. 2. Labod, Volar, Škorpijon, Herkul, Orel, Lira, Severna krona … Vodnar, Kit, Andromeda, Kozorog, Ribi, Perzej … 3. 4. Voznik, Dvojčka, Orion, Veliki pes, Mali pes … Lev, Rak. Vodna kača, Devica, Ris … 5. 6.

7.

89


8.

9.

10.

90


11.

12.

13.

91


II

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.

Prvi je Jupiter, prepoznaš ga po progah na površju; druga je Venera, prepoznaš jo po tem, da ima podobno kot Luna, svoje mene; Saturn, ki je tretji prepoznaš po obročih. Planetarna nebule M57 v ozvezdju Lire. V Škorpijonu. Jupiter prepoznaš po progah in štirih velikih lunah.Delni Sončev mrk. Sončev mrk Lunin mrk. Proti jugu. Spiralna galaksija M81. Sončev mrk. Proturberanca. Satelit. Komet. Na fotografiji je utrinek – bolid.

15.

16. Plejade.

92


17.

Legenda oznak, ki spadajo k tabeli Messierjevih objektov:

Obj. oznaka objekta T težavnost zaznave ------------------------------O za prosto oko L lahek objekt za daljnogled S srednje težak T težak V zelo težak ------------------------------Tip Vrsta objekta ------------------------------GA galaksija RK razsuta kopica KK kroglasta kopica M meglica PM planetarna meglica ------------------------------mv magnituda d' velikost v ločnih minutah RA, DE rektascenzija in deklinacija za leto 2000 Slo. Ime slovensko ime ozvezdja v katerem se objekt nahaja Ozv.lat.ime latinska okrajšava ozvezdja 93


Messierjevi objekti Obj. M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 M19 M20 M21 M22 M23 M24 M25 M26 M27 M28 M29 M30 M31 M32 M33 M34 M35 M36 M37 M38 M39 M40 M41 M42 M43 M44 M45 M46 M47 M48 M49 M50 M51 M52 M53 M54 M55 M56 M57 M58 M59 M60 M61 M62

T T T L L O V V T S L L L O S S T T S T T S T S L S S S T L V O L T L L L L L O T L L L L O S L L T S T L S V V S S T T T T T

Tip PM KK KK KK KK RK RK M KK KK RK KK KK KK KK M M RK KK M RK KK RK RK RK RK PM KK RK KK GA GA GA RK RK RK RK RK RK M RK M M RK RK RK RK RK GA RK GA RK KK KK KK KK PM GA GA GA GA KK

mv 8,4 6,5 6,4 5,9 5,8 4,2 3,3 5,8 7,9 6,6 5,8 6,6 5,9 7,6 6,4 7,0 6,0 6,9 7,2 6,3 5,9 5,1 5,5 4,5 4,6 8,0 7,6 6,9 6,6 7,5 3,5 8,2 5,7 5,2 5,1 6,0 5,6 6,4 4,6 8,0 4,5 4,0 9,0 3,1 1,2 6,1 4,4 5,8 8,4 5,9 8,4 6,9 7,7 7,7 7,0 8,3 9,7 9,8 9,8 8,8 9,7 6,6

d' 5 13 16 26 17 15 80 50 9 15 14 15 17 12 12 30 40 9 14 28 13 24 27 80 32 15 6 11 7 11 150 7 50 35 28 12 24 21 32 1 38 60 17 95 110 27 30 54 8 16 9 13 13 9 19 7 1 4 4 7 6 14

RA 5 34,5 21 33,5 13 42,2 16 23,6 15 18,6 17 40,1 17 53,9 18 03,8 17 19,2 16 57,1 18 51,1 16 47,2 16 41,7 17 37,6 21 30,0 18 18,8 18 20,8 18 19,9 17 02,6 18 02,6 18 04,6 18 36,4 17 56,8 18 16,9 18 31,6 18 45,2 19 59,6 18 24,5 20 23,9 21 40,4 0 42,7 0 42,7 1 33,9 2 42,0 6 08,9 5 36,1 5 52,4 5 28,7 21 32,2 12 22,4 6 47,0 5 35,4 5 35,6 8 40,1 3 47,0 7 41,8 7 36,6 8 13,8 12 29,8 7 03,2 13 29,9 23 24,2 13 12,9 18 55,1 19 40,0 19 16,6 18 53,6 12 37,7 12 42,0 12 43,7 12 21,9 17 01,2

DE +22 01 -0 49 +28 23 -26 32 +2 05 -32 13 -34 49 -24 23 -18 31 -4 06 -6 16 -1 57 +36 28 -3 15 +12 10 -13 47 -16 11 -17 08 -26 16 -23 02 -22 30 -23 54 -19 01 -18 29 -19 15 -9 24 +22 43 -24 52 +38 32 -23 11 +41 16 +40 52 +30 39 +42 47 +24 20 +34 08 +32 33 +35 50 +48 26 +58 05 -20 44 -5 27 -5 16 +19 59 +24 07 -14 49 -14 30 -5 48 +8 00 -8 20 +47 12 +61 35 +18 10 -30 29 -30 58 +30 11 +33 02 +11 49 +11 39 +11 33 +4 28 -30 07

Slov. ime ozvezdja Bik Vodnar Lovski psi CVn. Škorpijon Sco. Kača Škorpijon Sco. Škorpijon Sco. Strelec Kačenosec Oph. Kačenosec Oph. Ščit Kačenosec Oph. Herkul Kačenosec Oph. Pegaz Kača Strelec Strelec Kačenosec Oph. Strelec Strelec Strelec Strelec Strelec Strelec Ščit Lisička Strelec Labod Kozorog Andromeda Andromeda Trikotnik Tri. Perzej Dvojčka Voznik Voznik Voznik Labod Ve. medved Veliki pes CMa. Orion Orion Rak Bik Krma Krma Vodna kača Devica Enorog Lovski psi CVn. Kasiopeja Cas. Bere. kodri Com. Strelec Strelec Lira Lira Devica Devica Devica Devica Kačenosec Oph.

Lat. ime ozv. Tau. Aqr. Ser. Sgr. Sct. Her. Peg. Ser. Sgr. Sgr. Sgr. Sgr. Sgr. Sgr. Sgr. Sgr. Sct. Vul. Sgr. Cyg. Cap. And. And. Per. Gem. Aur. Aur. Aur. Cyg. UMa. Ori. Ori. Cnc. Tau. Pup. Pup. Hya. Vir. Mon.

Sgr. Sgr. Lyr. Lyr. Vir. Vir. Vir. Vir. 94


Obj. M63 M64 M65 M66 M67 M68 M69 M70 M71 M72 M73 M74 M75 M76 M77 M78 M79 M80 M81 M82 M83 M84 M85 M86 M87 M88 M89 M90 M91 M92 M93 M94 M95 M96 M97 M98 M99 M100 M101 M102 M103 M104 M105 M106 M107 M108 M109 M110

T T T T T L T V V S V V T V V T T T S S T V T T T T T T T T L S T T T V T T T V T S T T T S T T V

Tip GA GA GA GA RK KK KK KK KK KK RK GA KK PM GA M KK KK GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA GA KK RK GA GA GA PM GA GA GA GA GA RK GA GA GA KK GA GA GA

mv 8,6 8,5 9,3 9,0 6,9 8,2 7,7 8,1 8,3 9,4 8,9 9,2 8,6 12,2 8,8 8,0 8,0 7,2 6,9 8,4 8,0 9,3 9,2 9,2 8,6 9,5 9,8 9,5 10,2 6,5 6,2 8,2 9,7 9,2 12,0 10,1 9,8 9,4 7,7 10,0 7,4 8,3 9,3 8,3 8,1 10,1 9,8 8,0

d' 10 6 5 5 30 12 7 8 7 6 3 10 6 1 6 7 9 9 20 7 10 4 6 6 7 5 4 7 4 11 22 10 6 6 3 5 5 6 26 3 6 5 4 10 10 4 6 12

RA 13 15,8 12 56,7 11 18,9 11 20,2 8 50,4 12 39,5 18 31,4 18 43,2 19 53,8 20 53,5 20 59,0 1 36,7 20 06,1 1 42,4 2 42,7 5 46,7 5 24,5 16 17,0 9 55,6 9 55,8 13 37,0 12 25,1 12 25,4 12 26,2 12 30,8 12 32,0 12 35,7 12 36,8 12 35,4 17 17,1 7 44,6 12 50,9 10 44,0 10 46,8 11 14,8 12 13,8 12 18,8 12 22,9 14 03,2 15 06,5 1 33,2 12 40,0 10 47,8 12 19,0 16 32,5 11 11,5 11 57,6 0 40,4

DE +42 02 +21 41 +13 05 +12 59 +11 49 -26 45 -32 21 -32 18 +18 47 -12 32 -12 38 +15 47 -21 55 +51 34 -0 01 +0 03 -24 33 -22 59 +69 04 +69 41 -29 52 +12 53 +18 11 +12 57 +12 24 +14 25 +12 33 +13 10 +14 30 +43 08 -23 52 +41 07 +11 42 +11 49 +55 01 +14 54 +14 25 +15 49 +54 21 +55 46 +60 42 -11 37 +12 35 +47 18 -13 03 +55 40 +53 23 +41 41

Slov. ime ozvezdja Lovski psi Cvn. Bere. kodri Com. Lev Lev Rak Vodna kača Strelec Strelec Puščica Vodnar Vodnar Ribi Strelec Perzej Kit Orion Zajec Škorpijon Sco. Ve. medved Ve. medved Vodna kača Devica Bere. kodri Com. Devica Devica Bere. kodri Com. Devica Devica Bere. kodri Com. Herkul Krma Lovski psi CVn. Lev Lev Ve. medved Bere. kodri Com. Bere. kodri Com. Bere. kodri Com. Ve. medved Zmaj Kasiopeja Cas. Devica Lev Lovski psi CVn. Kačenosec Oph. Ve. medved Ve. medved Andromeda

Lat. ime ozv. Leo Leo Cnc. Hya. Sgr. Sgr. Sge. Aqr. Aqr. Psc. Sgr. Per. Cet. Ori. Lep. UMa. UMa. Hya. Vir. Vir. Vir. Vir. Vir. Her. Pup. Leo Leo UMa.

UMa. Dra. Vir. Leo UMa. UMa. And.

95


Viri in literatura: Članki na internetu: Sašo Dolenc: O prostoru in času (Uvod v posebno teorijo relativnosti - kvarkadabra.net/2003 Igor Mezgec: Barve neba in Sonca (1994) Mirjam Galičič: Pulzarji (1993) Jure Zupan: Severni sij (2000) Sašo Dolenc: Merjenje razdalj v astronomiji in kozmologiji (kvarkadabra.net/2003) Andrej Ivanuša: Splošno o zvezdah (2005) Marko Vidovič: Moj prvi teleskop (2008; http://www.kasiopeja.com/prviteleskop.html) Literatura: Viljenka Šavli: Vaje za astronomijo (2005) Marjan Prosen: Mala astronomija (1991) Patrick Moore: Atlas vesolja (Mladinska Knjiga 1999) Peter Jevšenjak: Globine Luninih kraterjev (Fizika v šoli, oktober 2005) Mark Emmericht, Sven Melchert: Astronomija ( Narava 2006) Bojan Kambič: Ozvezdja (2007)

Ta delovni zvezek sem pripravljal pet let, ker sem s svojimi učenci preizkusil, a je možno vse te vaje z osnovnošolskim znanjem izvesti. Odgovor, ki sem ga iskal, sem tudi dobil. Vse vaje in meritve so učenci z mojo pomočjo izvedli. Pomembno je, da sem kot amaterski astronom rasel skupaj z mojimi učenci, na poti do uspešne izvedbe vaj in meritev pa se je naše predznanje koristno prepletalo in dopolnjevalo. V svojem in njihovem življenju sem odprl poglavje, ki ga nikoli ne bo konec, kajti šele sedaj vem, kako malo vem. Globlje ko smo zabredli v astronomijo, več je odprtih vprašanj. A nič ne de, morda pa bodo na nekatera vprašanja odgovorili prav oni – moji učenci in tako dodali majhen kamenček k razumevanju sveta v katerem živimo. Posebej se zahvaljujem Roku Palčiču in Branetu Vasiljeviču za moje izobraževanje pri fotografiranju objektov in postavljanju teleskopa, ter Javoru Kacu za pomoč pri lovu na satelite in utrinke. Brez njih in Toneta Špenka, ki me je prvi pripeljal na observatorij Rezman, bi bila tale publikacija siromašnejša za tretjino vaj in polovico posnetkov. Hvala tudi Andreji Gomboc in Jožetu Kotniku za vse korekture v besedilu. Iz prvotno načrtovanih 40 vaj jih je v tej publikaciji 60. In tu bom delo prekinil, da lahko delovni zvezek izide, sicer bi kaj kmalu dodal še novih dvajset vaj. Naj vam bo delo z njim vsaj pol tolikšen užitek, kot je bilo meni. Béla Szomi Kralj

96


0

Bela Szomi Kralj - ASTRONOMIJA, 3. sklop, Zvezde in vesolje  

Béla Szomi Kralj Zvezde in vesolje Zbirka vaj za izbirni predmet Astronomija v 9-letni osnovni šoli 3. sklop

Bela Szomi Kralj - ASTRONOMIJA, 3. sklop, Zvezde in vesolje  

Béla Szomi Kralj Zvezde in vesolje Zbirka vaj za izbirni predmet Astronomija v 9-letni osnovni šoli 3. sklop

Advertisement