Praktische Sterrenkunde

Praktische
Sterrenkunde
H o o r c o l l e g e
A rt i s
Introductie
Docent: Henk Hoekstra
email: [email protected]
kamer 457
tel: 071-5275594
website: http://www.strw.leidenuniv.nl/~hoekstra/Practicum
Introductie
Het vak praktische sterrenkunde is verplicht voor
studenten sterrenkunde en bestaat uit vier “proeven”.
Dit zijn geen natuurkunde proeven, maar de nadruk ligt
op het analyseren en interpreteren van waarnemingen.
Het college in het planetarium is onderdeel van de
inleiding van de eerste proef, waar jullie volgende week
meer over zullen horen.
Waarnemen
Het heelal is het laboratorium van de astronoom,
maar we kunnen alleen kijken...
Voor de eerste proef zullen we zelf waarnemingen
doen en die vervolgens analyseren.
Waar moeten we kijken?
De atmosfeer verstrooit en absorbeert licht.
- maakt objecten minder helder
- verandert de kleur van objecten
- versmeert objecten (seeing)
We willen daarom door zo weinig mogelijk lucht kijken.
“seeing”
Waar moeten we kijken?
Waar moeten we kijken?
Waar moeten we kijken?
y = AIRMASS = x/cos(θ) of x/cos(z)
Zichtbare hemel
Het deel van de hemel dat bruikbaar is [sec(z)<1.5 tot 2]
hangt af van onze lokatie.
Het is constant, maar beperkt op de Noord- en Zuidpool.
Het grootste deel is zichbaar vanaf de evenaar, maar
objecten zijn niet altijd zichtbaar.
Of een object zichtbaar is hangt af van:
- geographische breedte
- lokale sterretijd (omdat de hoogte maximaal is als de ster door de
meridiaan gaat)
continu waarnemen
Voornaamste observatoria
Horizon coordinaten
hoogte h=90o - z (zenith hoek)
azimuth A= hoek t.o.v. het Noorden via het Oosten
Dit is handig om je telescoop te richten, maar is voor
iedereen anders en verandert continu.
We hebben een coordinatensysteem nodig dat voor
iedereen hetzelfde is.
Waar & wanneer
De hemelpolen zijn voor iedereen gelijk. Dit definieert
de declinatie δ: de hoek t.o.v. de equator op de grootcirkel door de hemelpolen en het object.
Waar & Wanneer
De hoogte is maximaal wanneer een object in het Zuiden
staat (dat is de definitie van het Zuiden).
De groot-cirkel door de hemelpolen en het Zuiden is de
meridiaan
Wanneer het object door de meridiaan gaat:
uurhoek HA=0
Een uur later is de uurhoek 15o
De hemel is een klok
De aarde draait in 23 uur, 56 minuten en 4.091 seconden
om haar as. Dit is een sterrendag (sidereal day)
Elke ster staat dus op dezelfde sterrentijd in het Zuiden:
uurhoek HA=0
lokale sterrentijd LST=αobject
HA=LST-αobject
Dit definieert de rechte klimming (RA), αobject
te lange dag?
1 jaar=365 middelbare zonnedagen
1 jaar=366 sterredagen
Analemma van de zon
ecliptica
Dus het feit dat een ster in het Zuiden staat, betekent nog
niet dat deze kan worden waargenomen!
Als de zon op dat moment op is, dan is het te licht om
sterren te zien.
De jaarlijkse beweging van de zon aan de sterrenhemel
definieert de ecliptica.
De ecliptica maakt een hoek van ~23o met de hemelevenaar.
ecliptica
Nulpunt rechte klimming
Net als met onze kloktijd, moeten we een punt
definiëren waar de rechte klimming nul is.
We definiëren een van de snijpunten van de
ecliptica en de hemelevenaar als RA=0 uur:
lentepunt
colure ster
β-Cas geeft de lokale sterretijd aan op een 24 uur klok!
Precessie
Het equatoriale systeem is voor alle waarnemers
gelijk. Maar...
Precessie van de aarde zorgt voor een verschuiving van
het lentepunt.
Precessie
Het lentepunt verschuift elk jaar iets en een precessie
periode duurt 25765 jaren (een Platonisch jaar)
We moeten dan ook bij onze coordinaten aangeven
voor welk equinox dit is (nu meestal J2000.0, maar
soms ook nog wel B1950.0)
Een andere complicatie is dat het tropisch jaar
365.242199 dagen is (en dus niet 365). Daarom
verschuift het equinox elk jaar ongeveer 6 uur.
2009: 20 maart om 11:44 AM
Nutatie
Nutatie (massamiddelpunt ligt niet
precies op de rotatie-as) heeft een
periode van 18.6 jaar en heeft een
amplitude van ~10 boogseconden
Obliquiteit
Periode van 41000 jaar
Perihelion precessie
Een periode duurt 112000 jaar t.o.v. de sterren
of 23000 jaar t.o.v. equinox