Het horizontale coördinatenstelsel

Transcriptie

1 Het horizontale coördinatenstelsel De positie van een hemellichaam wordt beschreven door - Azimuth: gemeten in graden van noord (0 o ) over oost (90 o ) - Hoogte: 0 o op de horizon, 90 o op zenith - Zenith afstand: 90 o - Hoogte Meridiaan: grootcirkel door (azimuth, hoogte) = (0 o,0 o ), (180 o,0 o ) en zenith De horizontale coördinaten van een hemellichaam zijn van de tijd, datum en geografische ligging van de waarnemer afhankelijk.

2 Schijnbare beweging van hemellichamen Dagelijkse beweging: Objecten bewegen van oost naar west in cirkels rond de hemelpolen Een telescoop moet de dagelijkse beweging van hemellichamen volgen Jaarlijkse beweging: Verschillende hemellichamen zijn bij verschillende seizoenen zichtbaar

3 ! Hemelse noordpool! Hemelse zuidpool!

4 Schijnbare beweging van de hemel: Vanaf de (geografische) noordpool gezien

5 Schijnbare beweging van de hemel: Vanaf de (geografische) evenaar gezien

6 Schijnbare beweging van de hemel: Vanaf een geografische breedte van 35 o A: Circumpolaire objekten!! Gaan nooit onder

7

8 Equatoriale coördinatenstelsel Posities worden gegeven door - Rechte klimming (α): langs de hemelevenaar vanaf het lentepunt gemeten (meestal in uren) - Declinatie (δ): 0 o op de equator, +/-90 o op de hemelse noord/zuidpool Lentepunt: Een van de twee snijpunten van de hemelevenaar en de ecliptica (baan van de Aarde rond de Zon) Equatoriale coördinaten volgen de hemel ; onafhankelijk van de tijd of geografische ligging.

9 Cirkels parallel aan de hemelevenaar:! Constante declinatie, δ! Vergelijkbaar met de geografische breedte.! Meestal in graden gemeten Hemelse noorpool δ = +90 o δ = +60 o δ = +30 o Hemelevenaar: δ = 0 o δ = -30 o Hemelse zuidpool δ = -90 o δ = -60 o

10 Grootcirkels door de hemelpolen:! Constante rechte klimming, α! Vergelijkbaar met de geografische lengte.! Meestal in uren gemeten.

11 Voorbeeld: de Messier catalogus M# NGC# Con Type ra dec B D d!! And x ! And x ! And x6 2900! Cas ! Tri x ! Psc x ! Per x ! Per ! Cet x ! Tau ! Lep ! Aur ! Tau x4 6.3! Ori x60 1.6! Ori x15 1.6! Aur ! Ori x6 1.6! Aur ! Gem ! CMa !

12 α δ ε ξ NGC NGC µ β NGC 1528 λ NGC 1502 NGC 1501 NGC 1444 NGC δ ψ σ α ι NGC 1245 η γ τ ϑ NGC 1027 NGC 884 PERSEUS ι 4 NGC ε NGC 654 NGC 663 NGC NGC 637 M103 M76 M76 φ 51 NGC 559 χ NGC 381 NGC 225 NGC 436 υ 2 υ 1 NGC 457 ϑ γ µ φ η κ NGC 278 NGC 136 α ν NGC 129 ζ NGC 185 o ξ λ π β NGC 7790 NGC 147 M52 NGC 7635 NGC 7243 NGC 7296 ρ 9 4 σ τ NGC 7789 CASSIOPEIA 22 NGC ψ NGC 7380 λ NGC 7686 κ ι δ NGC 7662 β LAC α 2 o H ξ 4H ε ν NGC NGC 1275 ω κ β ρ 3H π M34 12 NGC NGC γ 2H NGC 752 τ υ ω ξ χ 41 1H µ M32 M110 M31 ρ ϑ σ 0H ANDROMEDA φ ζ TAURUS 42 o δ γ β β NGC 404 π α PEGASUS Pleiades TRIANGULUM α M33 υ 82 τ δ ε ψ ω 2 37 M45 τ 2 ζ δ ε ARIES 14 NGC λ α κ 20 β γ PISCES φ χ ψ 1 η ζ χ γ NGC 7814 φ Chart 2: RA 0 h to 4 h, Declination + 65 o to + 20 o Magnitude: u 0.0 t 1.0 Mag-7 Star Atlas Project (version 2.0) t 2.0 s 3.0 s 4.0 r 5.0 q 6.0 p 7.0 Copyright c 2007 Andrew L. Johnson

13 65 64 φ 50 NGC φ NGC 278 NGC 185 o π 22 κ ι NGC H ω ξ 60 NGC γ 2H NGC 752 τ χ 41 υ 1H µ M32 M110 M31 ρ ϑ σ 0H ANDROMEDA δ β 35 β NGC 404 π PEGASUS 78 γ α TRIANGULUM α M33 υ 82 τ δ ε ψ S 14 NGC λ α κ 20 β γ PISCES φ χ ψ 1 η ζ χ γ NGC 7814 φ u t t s s r q p

14 Let op! De cos δ factor! De krommen van constante α zijn dichter bij elkaar in de buurt van de polen!! De hoek θ α tussen twee objecten (met dezelfde declinatie) is dus niet gewoon Δ(α), maar = ( ) cos ( )

15 Precessie en Equinox van coördinaten De rotatieas van de Aarde waggelt met een periode van rond de jaren. Het lentepunt, en dus het nulpunt voor de rechte klimming, verschuift daarom 1 o langs de ecliptica in rond de 72 jaren. Coördinaten gelden voor een bepaalde specifieke equinox (e.g or 2000).

16

17 Sterretijd en Zonnetijd

18 Sterretijd en zonnetijd Zonnetijd: gebaseerd op rotatie van de aarde t.o.v. de Zon (gemiddelde rotatieduur: 24 uur) Sterretijd: gebaseerd op rotatie van de aarde t.o.v. de sterren (gemiddelde rotatieduur: 23 uur 56 min) Definitie van Sterretijd: de Rechte Klimming die op een bepaalde moment op de meridiaan staat

19 Sterrentijd en Zonnetijd In de loop van een jaar draait de aarde ~ rond t.o.v. de Zon, maar ~ t.o.v de Sterren De rotatieduur t.o.v. de sterren is dus (24 uur / ) = 4 min korter dan een zonnedag.

20 Sterretijd en Zonnetijd Dag 2: 12 uur <latexit sha1_base64="cgrfezdiw8ggic02oo4qoia26gg=">aaacdxicbvdlssnafj34rpfvdelmsaiuqips666gc5cvrc00suwmk Aarde Zon Dag 1: 12 uur Tijdens een dag beweegt de Aarde ~360 o /365 = o in zijn baan. Hij moet dus o om zijn as draaien van middag tot middag. Dat duurt, per definitie, 24 uur. Tijd om 360 o ten opzichte van de sterren omdraaien ( sterredag ): 24 hr h 56 m 04s De sterreklok loopt dus ~4 min per dag sneller dan een gewone klok.

21 Dag 2: 12 uur Aarde Zon Dag 1: 12 uur Gezien door een waarnemer op de Aarde S Dag 1, 12 uur, T(sid) S Dag 2, 11:56 uur, T(sid) S Dag 2, 12 uur, T(sid)+ 4 min

22 Schijnbare jaarlijkse beweging Verschillende delen van de hemel zijn bij verschillende seizoenen zichtbaar

23 Richting zuid, vanavond om 20:00 uur

24 Richting zuid, 22 Jan 2014 om 20:00 uur

25 Richting zuid, 22 Mar 2014 om 20:00 uur

26 22 Mar, middag Lentepunt = 0 uur R.A.

27 22 Mei, middag

28 Tijdzones Zonnetijd is van lengtegraad afhankelijk Greenwich tijdzone wordt als referentie gebruikt - Universal Time. Daar staat de Zon (gemiddeld) in richting zuid om 12 uur. Midden- of centraal Europese tijd: Een uur voor UT.

29 Nijmegen: l=5 o 52 : 9 deg (36 min) ten westen van de CET meridiaan! l =0 l = 15 E

30 22 Mar, middag (Nijmegen)

31 22 Mar, middag (Berlijn)

32 22 Mar, middag (Warschau)

33 Plannen van waarnemingen Wanneer kan ik beginnen? (zonsondergang, schemering) Wanneer is mijn object waarneembaar? Hoe zit het met de Maan? (in de buurt van het object?) Online Object visibility calculator, Isaac Newton Group of Telescopes:

34

35 Coordinates of Huygensgebouw

36

37

38 Telescopen

39 De eerste telescoop werd in 1608 door Hans Lipperhey in Nederland gemaakt Een telescoop werd het eerst voor astronomische waarnemingen door Galileo Galilei ingezet, in 1609 Galilei ontdekte meteen: - De vier grootste satellieten van Jupiter - Kraters op de Maan - Fasen van Venus - De Melkweg bestaat uit een groot hoeveelheid individuele sterren

40 Soorten telescopen De meest fundamentale eigenschap van een telescoop is de diameter van de opening (objectief). Hoe groter de opening, hoe meer licht is verzameld en hoe beter het oplossend vermogen. Twee hoofdtypes: Refractoren (lenzentelescopen): Het objectief is een lens. Maximale grootte ~1 m Reflectoren (spiegeltelescopen): Het objectief is een spiegel. De grootste telescoopspiegels in gebruik hebben een diameter van ~8 m.

41 Credit:

42 Credit:

43 Equatoriale telescoopmonteringen Credit:

44 Declinatieas Poolas

45 Galileo s telescopen.! Vergroting tot ~20 x, Opening ~2 cm.! Klein beeldveld, ernstige optische aberraties (chromatische en sferische aberratie vanwege primitieve lenzen)

46 Chromatische aberratie De brekingsindex van licht is is van golflengte (kleur) afhankelijk.! Daardoor kan een enkele lens alleen licht van een kleur concentreren.

47 Newton s telescoop (1672).! Maakt gebruik van een parabolische spiegel i.p.v. een lens. Geen chromatische aberratie.

48 W. Herschel s 40-foot telescoop (~1790, 126 cm diameter)

49 Achromatisch refractor Door lenzen van verschillende glassoorten te combineren kan chromatische aberratie gereduceerd worden.

50 Lick refractor, Californien! Gebouwd Moeilijk om lenzen groter dan ~1 m te maken. Ze worden te zwaar en buigen onder hun eigen gewicht.

51 60-inch (1.5 m) reflector op Mount Wilson Sterrewacht, Californien! Gebouwd The granddaddy of them all.. where many of the problems of telescope design and solutions were first understood (A. Sandage)! Bijvoorbeeld telescoopbuis: Geen gesloten buis maar een open structuur (lichter, betere ventilatie)

52 W.M. Keck Telescope (2 x 10 m) ESO Very Large Telescope (VLT) (4 x 8.2 m)

53 Westerbork Synthese Radio Telescoop (14 antennen van 25 m diameter) Effelsberg 100 m radiotelescoop

54 Chandra X-ray observatory

55 Hoe werkt een telescoop? Het basisprincipe is eenvoudig: Licht (of andere soorten electromagnetische straling) wordt door een lens of spiegel verzameld en in het brandpunt geconcentreerd. The job of the telescope structure is to keep a few grams of aluminium at the right shape and pointed in the right direction Een telescoop is niet op zichzelf zeer nuttig: Instrumenten zijn noodzakelijk om het licht verder te verwerken en op te nemen.

56 Brandvlak D Optische as F = Brandpuntsafstand F Openingsverhouding = F/D

57 Beeldschaal s s = F tan F s F Voorbeeld: F=100 cm, θ=0.5 o (de Maan) 0.5 deg = 0.5 * π/180 = rad s = 0.87 cm