Prak%sche Sterrenkunde

Transcriptie

1 Prak%sche Sterrenkunde Welkom! Docent: Ignas Snellen Assistent: Steven Cuylle, Edwin van der Helm Vandaag: - Wat is prak%sche Sterrenkunde? - Hemelmechanika 1) Beweging van de Aarde om haar as en om de zon 2) Coordinaten systemen 3) Prak%sche kant van waarnemen 4) waarnemen van planeten 5) Complica%es!

2 Sterrenkunde! Een buitenbeentje onder de beta- wetenschappen Sterrenkundigen kunnen geen proeven doen, alleen waarnemen Leunen sterk op natuurkunde- weqen (en scheikunde, etc )

3 Wat gaan we doen met Prac%sche Sterrenkunde? Waar Inleiding Astrofysica vooral onze kennis van het heelal presenteert, gaat Prak%sche Sterrenkunde je leren hoe we kennis vergaren De verschillende stappen in Sterrenkundig onderzoek: a) het plannen en uitvoeren van waarnemingen b) verwerken van meetgegevens c) onzekerheidsanalyse d) toetsen aan een hypothese/model e) schrijven van wetenschappelijk verslag Vier opdrachten

4 Pr.St. Opdrachten 1) Waarnemen met de nieuwe telescoop op de oude Sterrewacht bepaling kleur- magnitude diagram 2) Fouten en onzekerheden 3) Uitdijing van het heelal 4) Massa van het zwarte gat in de melkweg

5 Prak%cum Leiden Waarnemen met de VLT in Chili

6 Eerste introduc%e over waarnemen: Hemelmechanika Uitdaging: Wij als waarnemers bevinden ons op het aardoppervlak we staan niet s%l! 1) De aarde draait om haar as 2) De aarde draait om de zon De moderne mens hee] er duizenden jaren over gedaan om de beweging van de sterren aan de hemel te begrijpen, en te koppelen aan de beweging van de aarde.

7 Draaiing van de Aarde om haar as Op 1 %jds%p kunnen we de hel] van het heelal zien boven de horizon Door de draaiing van de Aarde verandert ons gezichtsveld A`ankelijk van de posi%e op Aarde: is een gedeelte van de sterren al%jd zichtbaar is een gedeelte van de sterren nooit te zien is de rest van de sterrenhemel soms te zien: belangrijk wanneer!

8 Hoe lang duurt 1 rota%e van de Aarde? 23h56m! De aarde moet per dag ~4 minuten extra draaien om de zon op dezelfde plaats te krijgen: 23h56m + 00h04m = 24h00m

9 Draaiing van de Aarde om de zon Rich%ng van de aarde ten opzichte van de sterrenhemel bepaald de siderische %jd of sterren%jd. Belangrijk voor waarnemen! Het stuk sterrenhemel wat op een bepaald moment van het jaar in de rich%ng van zon staat kunnen we niet zien Alleen overdag zichtbaar Seizoenen: door de hoek tussen rota%e en baan om de zon: obliquiteit Op twee momenten Kruist de zon de evenaar Lentepunt en herfstpunt equinox

10 De aardbaan is een ellips Baansnelheid is niet constant lengte van de dag is niet constant! Analemma van de zon Een jaar is geen 365 dagen, maar dagen schrikkeljaren

11 Coordinaten- systemen Om een posi%e op een hemelbol weer te geven heb je 2 coordinaten nodig, met 1 nulpunt, en 1 referen%evlak Eenheden: graden, min., sec., of uren, min, sec. Coordinaten systeem voor de waarnemer: Al%tude Azimuth (Alt- Az) Referen%e- vlak: horizon/grond loodrecht op het zenit Coordinaten: Hoogte, azimut Nulpunt: noorden

12 Coordinatensysteem voor de sterrenhemel Equatoriaal coordinatensysteem. referen%e- vlak: equatorvlak van de aarde loodrecht op de pool coordinaten: Rechte klimming (right ascension) en declina%e, α en δ nulpunt: snijlijn van aardbaan Met Evenaar in de rich%ng van Het lentepunt.

13 Andere coordinaten- systemen Voor zonnestelsel: eclip%sch referen%e- vlak: aardbaan coordinaten: lengte en breedte nulpunt: lentepunt belang in astrologie dierenriem Voor Melkwegstelsel: Galac%sch referen%e- vlak: vlak van de melkweg coordinaten: lengte, breedte nul- punt: centrum van de melkweg

14 Prak%sch waarnemen Hoe linken we de equatoriale coordinaten van een ster, met het horizontaal (alt- az) coordinaten- systeem van de waarnemer? Benodigheden: Locale siderische %jd (sterren%jd) = rechte klimming van de sterren die op dat moment precies door het zuiden gaan. Breedtegraad gee] aan hoe hoog de sterren door het zuiden gaan Hieruit kan de hoogte en azimut van ster berekend worden Siderische %jd in Greenwich + lengtegraad locale sterren%jd Tijd + posi%e op aarde posi%e van ster Posi%e van ster + %jd posi%e op aarde (NAVIGATIE!)

15 Wanneer is een object het beste zichtbaar?

16 Was het maar zo simpel! Precessie: Lentepunt verschui], maakt een cirkel in 26,000 jaar specificeer voor equatoriale coordinaten het moment van equinox: Eq=J2000 erg populair Nuta%e: massa- middelpunt ligt niet precies op rota%eas. Obliquiteit verandert, vooral door Jupiter Posi%e van sterren verandert door aardbeweging (parallax) en eigenbeweging

17 Waarnemen van planeten Iedere planeet hee] haar eigen afstand tot de zon, omloops%jd, eccentriciteit en hoek tov eclip%ca Ephemeride van een planeet: Tijds%p + baaneigenschappen+ posi%e aarde rechte klimming en declina%e Waarnemingen aan binnen- en buitenplaneten zijn fundamenteel anders: binnenplaneten (mercurius, venus) al%jd in de buurt van de zon grootste elonga%e buitenplaneten: opposi%e Retrograde bewegingen al bekend in de oudheid.

18 De derde coordinaat: afstand Koppelen van posi%e- veranderingen aan afstanden: 1) GrooQe van de aarde 2) waarnemingen van verschillende posi%es gee] afstand to planeten en de zon 3) Parallax gee] afstand tot dichtbijstaande sterren 4) standaard variabele sterren gee] afstand tot andere melkwegstelsels 5) Uitdijing van het heelal gee] afstand op grootste schaal