اندازه گیری آسمان [مقاله]

[Mohammad Hosseyn]

يكي از مهمترين پارامترهاي يك جسم در جهان كه براي محاسبه ي ديگر پارامتر هاي آن مورد محاسبه قرار مي گيرد ، فاصله آن از ما است . از روي فاصله اجسام مي توان به اطلاعاتي مهم و اساسي در مورد آنها رسيد . از گذشته هاي دور براي محاسبه ي فاصله ي اجرام آسماني روش هايي ابداع شده بود.اما معمولا تمامي آنها در مورد اجرامي دور تر از سياره هاي مريخ و مشتري جواب نمي دادند زيرا دقت بسيار پاييني در ابزار اندازه گيري موجود بود .اما اين روش ها با گذر زمان پيشرفت كرد و روش هاي جديدي به وجود آمدند . در اين مقاله به چهار نمونه از مهمترين روش هاي اندازه گيري اشاره مي كنيم . .

1 - اختلاف منظر ظاهري :

انگشتتان را مقبل خود بگيريد ، چشم چپ خود را ببنديد و با چشم راست به پشت زمينه انگشت خود نگاه كنيد حال اين كار ار با چشم چپ هم انجام دهيد . در هر مورد پشت زمينه ي انگشت شما تغيير مي كند زيرا دو چشم شما از هم فاصله دارند و به دليل اختلاف منظري كه با هم دارند زمينه هاي متفاوت را به شما نشان مي دهند . با اين روش مي توان با داشتن فاصله ي دو چشم از هم فاصله ي انگشت را محاسبه كرد.اين روش كه اختلاف منظر ناميده مي شود براي محاسبه ي فاصله ي اجرام نزديك بسيار خوب و ساده است .(براي اندازه گيري در ارتش از اين روش استفاده مي شود.)براي محاسبه ي جابه جايي منظره ي پشت يك جرم از در دو نوبت كه معمولا در طرفين مدار زمين است عكس مي گيرند و جابه جايي زاويه اي آن را با حالت قبلي مقايسه كرده و بر حسب در جه قوسي بدست مي آورند حال با استفاده از معادله ي زير به راحتي فاصله را بر حسب واحد نجومي بدست مي آورند(همانطور كه مي دانيد هر واحد نجومي [Au] برابر فاصله زمين تا خورشيد يا 150ميليون كيلومتر است .):

1(Au)/206265 d (Au) =P (arcsec)

كه طبق تعريف هر 206265 واحد نجومي را يك پارسك در نظر مي گيرند و رابطه را به صورت زير مي نويسند.كه با محاسبه P (جابه جايي ظاهري بر حسب ثانيه قوس d بدست مي آيد .

1 / d (Pc) = P (arcsec)

با اين روش بدليل ناتواني فقط مي توان تا 100 پارسك را اندازه گيري كرد كه با حذف اثر جو به 1000پارسك قابل تغيير است. بنابراين زياد كاربردي نيست ومعمولا در مورد اندازه گيري در منظومه شمسي خودمان استفاده مي شود .

2 - اختلاف منظر طيفي :

ستارگان بر اساس دماي سطحي اشانو شكل طيفشان ، دسته بندي طيفي مي شوند كه اين دسته بندي نوع طيف ستاره را مشخص مي كند و با دانستن نوع طيف ستاره مي توان اطلاعاتي از جمله درخشندگي مطلق ستاره را محاسبه كرد . نموداري به نام هرتز پرونگ - راسل (H - R) وجودارد كه درخشندگي مطلق ستارگان بسياري را بر حسب رده بندي طيفي آنها به صورت تجربي و آماري مشخص مي كند . ازروي اين نمودار و با طيف نگاري از اين ستارگان مي توان درخشندگي مطلق هر ستاره را مشخص كرد با به دست آوردن درخشندگي مطلق (L) با استفاده از فرمول ساده اي كه در مورد درخشندگي مطلق و ظاهري وجود دارد فاصله ي جرم محاسبه مي شود.در اين فر مول درخشندگي ظاهري (b) نيز لازم لست كه بوسيله فوتو متري از روي زمين تعيين مي شود.

به اين روش كه طيف نگاري مبناي تعيين فاصله است اختلاف منظر طيفي مي گويند.اين روش بدليل نداشتن دقت كافي و لازم براي ستارگان كم نور و دور دست محدوديت هايي دارد ولي بهتر از اختلاف منظر ظاهري است زيرا تا حدود فاصله ي دهها ميليون پارسك را براي ستارگان پر نور تعيين مي كند كه مزيت بزرگي نسبت به روش قبلي است اما در مورد خوشه ها و كهكشان ها با توجه به كم نور بودن ستارگانشاناستفاده ار اين روش دقت كمي دارد.

3 - استفاده از متغيير هاي قيفاووسي و ابر نو اختران:

متغيير هاي قيفاووسي و ابر نو اختران از شاخص هاي اندازه گيري فاصله هستند زيرا تناوب آنها مستقيما با درخشندگي آنها رابطه دارد .متغيير هاي قيفاووسي مهمترين ابزار براي محاسبه ي فاصله ي كهكشان ها هستند .

اخيرا ستاره شناسان با استفاده از ابر نواختر هاي گروه I(a)ميتوانند فاصلهي اجرام بسيار بسيار دور را نيز بدست بياورند.زيرا در خشندگي اين ابر نو اختران به قدري زياد مي شود كه مي توان انها را از فواصل دور نيز رصد كرد.

براي مثال در سال 1992 يك تيم از اختر شناسان از نتغيير هاي قيفاووسي يك كهكشان به نام IC 4182 براي تعيين فاصله ي آن از زمين اشتفاده كردند.انها براي اين منظور از تسكوپ فضايي هابل بهره جستنددر 20 نوبت جداگانه از ستارگان آن كهكشان عكس برداري كردند. با مقايسه ي عكس ها با يكديگر آنها 27 متغيير را در عكس ها شناسايي كردند با رصد هاي متوالي از ان متغيير ها توانستند منحني نوري آنها را رسم كنند سپس با طيف سنجي ، طيف ستارگان متغيير را مورد بررسي قرار مي دهند و از روي طيف آن مقدار آهن موجود در متغيير را شناسايي مي كنند.اگر مقدار اهن زياد باشد متغيير I(a) است و كم باشد از نوع II است .

از روي منحني نوري ستاره ميانگين قدر ظاهري آن را محاسبه مي كنندو دورهي تناوب آن را بدست مي آورند.همان گونه كه گفتيم دوره تناوب با درخشندگي متغيير ها رابطه ي مستقيم دار د. اين رابطه از روي نمودار زير كه يك نمودار تجربي است بدست مي آيد .با قرار دادن دوره تناوب متغغير مورد نظر و دانستن نوع طيف آن (IياII)مي توان در خشندگي مطلق آن را بدست اورد. از طرفي چون افزايش درخشندگي براي قدر مطلق به صورت لگاريتمي و(در پايه ي 2.54 ) تغيير ميكند. به ازاي دانستن نسبت درخشندگي مطلق به درخشندگي خورشيد مي توان از رابطه ي زير قدر مطلق ستاره را محاسبه كرد.

حال با دانستن قدر مطلق از رابطه ي بالا و قدر ظاهري از روي نمودار منحني نوري با استفاده از رايطه ي مودل فاصله ، فاصله بدست مي آيد.

m-M=distance modulus =5 log d-5

4 - استفاده از قانون هابل :

روش ديگربراي محاسبه ي فاصله ي اجرام مخصو صا كهكشان ها استفاده از قانون هابل است. در اين روش از صورت رياضي قانون هابل كه به صورت زير است استفاده مي كنيم .

V=d*H

كه درآن v سرعت جسم در راستاي ديد ما است و H ثابت هابل است . براي محاسبه ي فاصله ي كهكشان ها و اجرام دوردستسرعت شعاعي (_در راستاي ديد ) جرم را بوسيله ي انتقال به سرخ (red shift) ستاره از روي طيف آن محاسبه مي كنند. طبق پديده ي انتقال به سرخ اگر جسمي از ناظر دور شود انتقال به سرخ و اگر به آن نزذيك شود انتقال به ابي صورت گرفته كه مقدار آن از رابطه زير به دست مي آيد. كه در آن Z انتقال به سرخ ،لاندا صفر طول موج طيف آزميشگاهي ، و لاندا طول موج طيف گرفته شده از ستاره است. بوسيله ي رابطه ي زير از روي انتقال به سرخ مي توان سر عت را بدست آورد:

v=C*Z

حال با قرار دادن سرعت در رابطه ي هابل فاصله بدست مي آيد.

d=C*Z/H

البته روش فوق دقت زيادي ندارد.دليل آن مشخص نبودن مقدار دقيق ثابت هابل است.زيرا اين ثابت با سن جهان رابطه دارد و با توجه به نظريات مختلف مقدار ان تغيير ميكند هم چنين وابستگي اين عامل به زمان نيز در محاسابت اختلال بوجود مي آورد.در حال حاضر بهترين روش براي اندازه گيري فاصله ي اجرام استفاده از ابر نو اختر هاست كه تا فواصل چند ده مگا پارسكي را با دقت خوبي محاسبه مي كند .

منبع 1 : allameyefarzane.persianblog.com

منبع 2 : universe

[پاکر]

اندازه گیری آسمان


کره آسمانی
ما همواره ظاهرآسمان را مشاهده می کنیم ، نه آن چیزی که واقعا وجود دارد.به علت نیروی گرانشی که از مر کز زمین بر ما وارد می شود ، احساس می کنیم،که بر روی زمین قرار داریم. به عنوان مثال اگر در عرض جغرافیایی 45 درجه قرار گرفته باشیم در مکانی بین خط استوا و قطب شمال هستیم(زاویه ای که مکان شما با خط استوا می سازد را عرض جغرافیایی گویند.) عرض جغرافیایی قطب شمال 90 درجه و استوا0 درجه است. به نظر می آید که زمین در مر کز یک کره آسمانی فرضی قرار دارد و تصور می کنیم در داخل آن قرار داریم و توسط آن کاملا احاطه شده ایم .
بالاترین نقطه این کره ی آسمانی_ درست بالای سرتان_را “نقطه فراز “می نامند ونقطه مقابل آن “نقطه نشیب” گویند . در میان این نقاط بزرگترین دایره کره را ” افق ” گویند، که این دایره ی کره آسمانی توسط صفحه ی مماس با پاهای شما بر روی کره زمین قطع می شود.هر آنچه که در بالای افق قرار دارد برای ما قابل مشاهده است و هر آنچه که در زیر آن قرار دارد غیر قابل مشاهده است.
با کره آسمانی مشابه با زمین رفتار می کنیم و نقاط معادلی را برای آن تعریف می کنیم . (دقیفا این کار مشابه این است که مقیاس زمین را تغییر داده باشیم و در اندازه بزرگتری راجع به آن صحبت کنیم .) با امتداد دادن محورهای گردش زمین قطب های شمال و جنوب کره آسمانی وباگسترش دادن صفحه ی استوایی زمین ، استوای آسمانی را تعریف می کنیم
قطب شمال کره آسمانی در صورت فلکی “دب اصغر” نزدیک به مسیر ستاره قطبی (ستاره شمال) قرار دارد و قطب جنوب کره آسمانی در صورت فلکی جدید”هشتک” قرار دارد.
دایره اطراف کره ی آسمانی که نقاط فراز و نشیب ، قطبهای شمال و جنوب کره آسمانی را شامل می شود”نصف النهارکره آسمانی” می نامند، نقاط تقاطع میان نصف النهار آسمانی وافق را شمال وجنوب کره آسمانی .وتقاطع میان استوای آسمانی و افق را غرب وشرق کره آسمانی تعریف می کنیم.تقاطع نصف النهار آسمانی و استوای آسمانی که در شکل با حرف یونانی سیگما نشان داده شده است به اندازه زاویه ای برابر با عرض جغرافیایی از نقطه فراز فاصله دارد.
>گردش زمین به دور قطب هایش از غرب به شرق (عکس عقربه های ساعت زمانی که از بالای قطب شمال نگاه می کنیم.) صورت می گیرد که به نظر می آید آسمان در جهت دیگر به دور قطب های شمال و جنوب کره ی آسمانی موازی با استوای آسمانی می گرددوهمچنین می توانیم زوایایی معادل با زوایای تعریف شده بر روی زمین ، بر روی کره آسمانی تعریف کنیم.البته دقت کنید که اگر در نیمکره ی جنوبی قرار داشته باشیم ، قطب جنوب کره آسمانی در بالای افق قرار دارد وقطب شمال آن در زیر آن قرار دارد.
ستاره ای که بر روی کره آسمانی قرار دارد به نظر بیننده یک مسیر روزانه را طی می کند(دایره قرمز رنگ) زاویه ی عمودی ساخته شده توسط ستاره ، در شمال یا در جنوب استوای آسمانی مشخص کننده ی میزان انحراف آن است که در شکل با حرف یونانی دلتا نشان داده شده است . زمانی که ستاره در زیر افق قرار می گیرد ،غروب کرده است و. زمانی طلوع می کند که در بالای افق قرار بگیرد .اگر مسیر روزانه ی ستاره ای همان استوای آسمانی باشد آنگاه دقیقا در شرق طلوع می کند و درغرب غروب می کند.زمانی که میزان انحراف در شمال زیاد شود(90 درجه _عرض جغرافیایی) آنگاه ستاره در “دور قطبی” قرار می گیرد و دیگر امکان قرار گرفتن در زیر افق را ندارد و همیشه قابل مشاهده است و اگر انحراف در جنوب زیاد شود ستاره هیچگاه طلوع نمی کند و قابل مشاهده نیست.
کره آسمانی:celestial sphere
نقطه فراز :zenith
نقطه نشیب :nadir
قطب شمال کره آسمانی north celestial sphere(NCP
قطب جنوب کره آسمانی south celestial sphere(SCP
استوای آسمانی:celestial equator
نصف النهار آسمانی:celectial meridian
مسیر روزانه:daily path
دور قطبی:circumpolar
عرض جغرافیایی: latitude
صورت فلکی هشتک:Octant

دایرﺓالبروج
با اینکه زمین به دور خورشید می گردد اما ما احساس می کنیم که ساکن هستیم ، و به نظر می آید که خورشید یک بار در سال ، در جهت عکس عقربه های ساعت ( ازغرب به شرق، در جهت مخالف حرکت روزانه اش در آسمان) در طول یک مسیر پیوسته و یکنواخت که “دایرﺓ البروج”می نامند، به دور زمین می گردد با توجه به اینکه یک سال ،365 روز(به طور دقیق365/24422.) دارد و دایره 360 درجه است، خورشید با گامهایی آهسته که کمی کمتر از یک درجه در هر روز است، به سمت شرق حرکت می کند.در زمانهای یکسان به طورپیوسته از شرق به غرب حرکت می کند(البته به نظر می آید که حرکت می کند.) که این از نتایج گردش زمین است.وحرکتش کمی آهسته تر از دیگر ستاره هاست که به علت جریان همزمان شرقی اش است.
عمودهای وارد برسطح دایره البروج را به عنوان قطب های دایره البروج تعریف می کنیم .قطب شمال دایره البروج در صورت فلکی اژدها و قطب جنوب آن درصورت فلکی ماهی طلایی قرار دارد .
محور زمین به اندازه 23/4 درجه نسبت به عمودهای وارد به سطح دایره البروج انحراف دارد.(قطبهای آسمانی و قطبهای دایره البروج به وسیله این زاویه از هم تفکیک می شوند.)علت انحراف دایره ، دایره البروج نسبت به استوای آسمانی همین زاویه است و به همین دلیل است که آن را دایره البروج اریب می نامند . با اینکه خورشید در طول دایره البروج، بر خلاف ستاره های زمینه _ که وجود دارند علی رغم اینکه شما قادر به دیدن آنها در آَسمان آبی نیستید _ حرکت می کند، اما به نظر می آید که خورشید از شمال به جنوب استوای آسمانی در حرکت است.
در طول زمانی که خورشید مسیر دایره البروج را طی می کند،به نظر می آید که ازمقابل 12 صورت فلکی یاستانی عبور می کند که آنرا منطقه البروج می نامند.
که دسته بندی قدیمی آن به صورت زیر است:
برج حمل April 19
برج ثور May 15
برج دوپیکر June 21
برج سرطان July 21
برج اسد Agust 11
برج سنبله September 17
برج میزان November 1
برج عقرب November 24
برج قوس Desember 18
برج جدی January 20
برج دلو February 17
برج حوت March 12
زمان های مشخص شده رو به روی هر صورت فلکی میانگین تاریخ هایی را که خورشید وارد آن صورت فلکی می شود ، بدست می دهد، که مرزهای صورت های فلکی ، برحسب مصوبات رسمی واحد بین المللی نجوم در 1920 در نظر گرفته شده است . البته آنها به میزان اندکی به نزدیکی به یک سال کبیسه ، وابسته هستند. مرزهای صورت فلکی مدرن”مار افسای” واقع در دایره البروج از میان صورت های فلکی عقرب و قوس عبور می کند که آن را به صورت غیر رسمی سیزدهمین صورت فلکی” منطقه البروج” بشمار می آورندT اما بخش ثابتی از منطقه البروج کلاسیک به شمار نمی آید و خورشید در 30 نوامبر وارد آن می شود. دوبار در یک سال خورشید از خط استوا می گذرد،یک بار حدودا در 20 مارس از نقطه ای که آن را “نقطه اعتدالی بهار” می نامند و دیگری در 23 سپتامبر که آن را “نقطه اعتدالی پاییز” می نامند.
در این تاریخها ، انحراف خورشید(نسبت به استوای آسمانی) صفر درجه است و دقیقا در شرق طلوع می کند و در غرب غروب می کند، که در این هنگام12 ساعت روز است و12 ساعت شب، از این رو آنها را نقاط اعتدالی شب وروز می نامند.این گذرگاههابه ترتیب اعلان شده مصادف با شروع بهار و پاییز در نیمکره شمالی است(شروع پاییز و (زمستان در نیمکره ی جنوبی
با اینکه خورشید از نقطه اعتدالی بهار به سمت شمال استوا حرکت می کند ، نقطه طلوع و غروب آن به طور مستمر به سمت شمال شرق و غرب متمایل می شود.
در 21 ژوئن خورشید به بیشترین میزان انحراف خود ، که 4/23 درجه در شمال می رسد ، در نقطه ی “انقلاب تابستانی”که مصادف با شروع تابستان در نیمکره شمالی( زمستان در نیمکره جنوبی) است در این حالت در دورترین نقطه ی ممکن در جنوب شرقی طلوع و در دورترین نقطه ی ممکن در جنوب غربی غروب می کند.
در 22دسامبر، خورشید به بیشترین میزان انحراف خود یعنی 4/23 درجه در جنوب می رسد در نقطه ی “انقلاب زمستانی” که مصادف با شروع زمستان در نیمکره شمالی( تابستان در نیمکره جنوبی) است در این حالت در دورترین نقطه ممکن در جنوب شرقی طلوع ودر دورترین نقطه ممکن در جنوب غربی غروب می کند(طول روز در نیمکره شمالی بیشتر از 12 ساعت و شبها کمتر از 12 ساعت می شود، که مدت زمان دقیق آن به طول جغرافیایی مکان مورد نظر بستگی دارد(در نیمکره جنوبی عکس این قضیه اتفاق می افتد). در خط استوای زمین ، روزها و شب ها همیشه برابر با 12 ساعت می باشد.
صورت فلکی مار افسای:opiuchus
صورت فلکی عقرب:scorpius
صورت فلکی قوس:sagittarius
نقطه اعتدالی بهار:vernal equinox
نقطه اعتدالی پاییز:autumnal equinox
انقلاب تابستانی:summer solstice
انقلاب زمستانی:winter solstice
مختصات و زمان
مکان شما بر روی زمین توسط عرض جغرافیایی(موقعیت نسبت به شمال و جنوب، که در تصویر مشخص شده است.) و طول جغرافیایی که موقعیتان را نسبت به شرق و غرب مشخص می کند، معین می شود
نصف النهار هر نقطه را دایره ای در نظر می گیرند که از قطب شمال ، نقطه مورد نظرو قطب جنوب عبور می کند.نصف النهارگرینویچ واقع در انگلیس را به عنوان نصف النهار مبدا در نظر می گیرند، وتمام نصف االنهار ها از استوا عبور می کنند
جابه جایی زاویه دار یک ستاره به سمت غرب نصف النهار آسمانی را (که مانند طول جغرافیایی در طول استوای آسمانی است.) ” زاویه نصف النهار جغرافیایی”می نامند.،که واحدها براساس زمان (ساعت ، دقیقه ، ثانیه ) در نظر گرفته می شود(هر 15 درجه را یک ساعت در نظر می گیرند

نقاط اعتدالی و انقلابی در صورت های فلکی باستانی دایره البروج در زیر آمده است
نقاط تاریخ معمول انحراف به سمت راست میزان انحراف از محور صورت فلکی
اعتدالی بهار مارس 20 0 ساعت 0° برج حوت
انقلابی تابستان ژوئن 21 6 ساعت 23.4°N دوپیکر*
اعتدالی پاییز سپتامبر 23 12 ساعت 0° سنبله
انقلابی زمستان دسامبر 22 18 ساعت 23.4°S برج قوس
مطلب زیر را بخوانید.*
یکی از نتایج نیروی جاذبه ماه و خورشید بر روی زمین برآمدگی ناچیز استوایی زمین است .محورهای گردش زمین در فضا ثابت نیستند، محورها از قطب شمال کره آسمانی بر روی یک دایره به سمت قطب شمال دایره البروج حرکت می کند که این حرکت بسیار کند و در حدود 26000سال طول می کشدکه این حادثه را “انحراف از مسیر”می نامند
.
در طی این مسیر ،عبور از هر یک از صورت های فلکی دوازده گانه حدود 2100 سال طول می کشد.در حقیفت در هر 72 سال ما یک درجه به عقب باز می گردیم و در 2100 سال ما یک صورت فلکی را ترک و به صورت فکلی دیگر وارد شده ایم.به عنوان مثال ،در دوران مصر باستان قطب نزدیک به ستاره آلفای صورت فلکی اژدها بوده است..
با گردش محورزمین ،استوای آسمانی نیز حرکت می کند و این باعث تغییرنقاط اعتدالی و انقلابی نسبت به ستاره های زمینه می شود.در دوران باستان نقطه اعتدالی بهار در برج حمل قرار داشته است،این علتی برای اولین بودن این برج در تقسیم بندی باستانی صورت های فلکی است،که در این دوران نقاط انقلابی تابستان و زمستان در صورت های فلکی سرطان و جدی قرار داشته است، واین وجه تسمیه” مدار راس ااسرطان” و” مدار راس الجدی “که در اصول نجومی تاثیر عمیقی داشته اند ، نیز هست.


منبع:

برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

[مرتضی nvcd]

فهرست مقالات تاپیک اندازه گیری اسمان :

لطفا از دادن پست تشکر و پرسیدن سوال در این تاپیک بپرهیزید


[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] ............... [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] ............... [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]