Астрономія

Астрономія

Навчання астрономії в загальноосвітній школі в 2017/2018 навчальному році здійснюється на засадах профілізації за двома  програмами: одна об’єднує академічний рівень та рівень стандарту, а друга – рівень профільного навчання. Навчальні програми з астрономії розміщено на сайті Міністерства освіти і науки за посиланням

http://mon.gov.ua/activity/education/zagalna-serednya/navchalni-programy.htm

Програма рівня стандарту та академічного рівня розрахована на 17 годин, включає 9 тем, питання яких охоплюють увесь зміст сучасної астрономії. Запропоноване програмою тематичне наповнення базується на тому, що астрономія формує й розширює науковий світогляд людини, та орієнтовано на розуміння учнями основних закономірностей плину астрономічних явищ і процесів, теоретичних та практичних методів пізнання навколишнього світу, на формування загального уявлення про Всесвіт, усвідомлення ролі астрономічних знань у розвитку суспільства. Основні завдання вивчення астрономії за даною програмою ґрунтуються на вимогах Державного стандарту базової і повної загальної середньої освіти і зводяться до того, що випускники загальноосвітніх навчальних закладів мають знати лічбу часу й календарі, орієнтуватися на місцевості за допомогою небесних світил, уміти пояснювати явища добового й річного руху небесних тіл; розуміти причини сонячних і місячних затемнень, появи комет і метеорів, знати будову Сонячної системи та небесних тіл, що складають Всесвіт, і чим вони відрізняються (планети, планетні системи, зорі, скупчення зір, галактики, скупчення галактик), знати в загальних рисах про походження Сонячної системи та Всесвіту; знати, якими засобами ведуться астрономічні дослідження з поверхні Землі та за межами земної атмосфери; розрізняти «астрономію» й «астрологію»; розуміти, що астрологія є реліктом історії розвитку цивілізації і її принципи науково не обґрунтовані.

«Небесна сфера. Небесні координати. Сузір’я.
Зоряні карти. Вимірювання часу та календар»

1)    Поняття уявної небесної сфери та її зв’язок зі спостерігачем на Землі.

Під час спостережень за зорями нам здається, що всі небесні світила розташовані на однако­вій відстані, ніби світять на поверхні велетенської сфери, в центрі якої знаходиться спостерігач. Нині відомо, що зорі та планети перебувають на різних відстанях від Зе­млі, а наша планета не знаходиться у цен­трі Всесвіту, бо у безмежному космосі відсутні центр та околиці. Для орієнтування на поверхні Землі відстань до зір не має суттєвого значення, тому радіус уявної небес­ної сфери можна вважати досить великим у порівнянні з розмірами Землі, але при цьому треба пам’ятати, що в центрі цієї сфери знаходиться око спостерігача. На таку сферу проектуються зображення зір та планет, і ми можемо виміряти тільки кути між напрямками на ці сві­тила. Деколи при вимірюванні кутів центр небесної сфери може знаходитися навіть у центрі Землі, бо радіус нашої планети дуже малий у порівнянні з відстанню до зір.

2)    Основні точки й лінії небесної сфери та їхній зв’язок із від­повідними точками й лініями на Землі.

На небесній сфері так само, як і на земній кулі, можна провести деякі кола, за допомогою яких визначають небесні координати світил.

На поверхні Землі існують дві особливі точки - гео­графічні полюси, де вісь обертання Землі перетинає поверхню планети (N, S - відповідно Північний та Південний полюси).

Площиназемного екватора, яка ділить нашу планету на північну та південну півкулі, проходить через центр Землі перпендикулярно до її осі обертання. Меридіан на Землі проходить через геогра­фічні полюси та точку спостереження.

Якщо продовжити вісь обертання Землі у космос, то на небесній сфері ми отримаємо дві точки перетину, які називаються полюсами світу: Північний полюс Р₁ (біля Полярної зорі) і Південний полюс Р₂ (у сузір’ї Ок­тант).

Площина земного екватора перетинається з не­бесною сферою, і в перерізі ми отримаємо небесний екватор, який поділяє небо на дві рівні півкулі — північну та південну. Правда, існує одна суттєва від­мінність між полюсами та екватором на поверхні Землі та полюсами світу і небесним екватором. Географічні полюси реально існують як точки, де вісь обертання Землі перетинається з поверхнею планети, і до них можна долетіти чи доїхати так само, як і до екватора. Полюсів світу як реальних точок у космічному просторі немає, бо радіус небесної сфери є невизначеним, тому ми можемо позначити тільки напрямок, в якому вони спостерігаються.

3)    Екваторіальна система небесних координат та їхній зв’язок із географічними координатами. Карти зоряного неба.

У повсякденному житті для визначення напрямку ми використовуємо орієнтири, які нам добре знайомі, - будинки, дороги, ріки тощо. Якщо ми потрапляємо в незнайому місцевість, то наші звичні орієнтири зникають, тому ми можемо заблукати. У цьому випадку надійними орієнтирами можуть бути небесні світила, бо вони нам світять і вдома, і на чужині…

Для орієнтування на поверхні Землі астрономи засто­совують терміни прямовисна лінія тагоризонт. Прямо­висну лінію визначають за допомогою звичайного виска-тягарця, який підвішують на нитці. Нехай спостерігач знаходиться на поверхні Землі у точці О, яка має геогра­фічну широту . Напрям ОО₁ по виску вниз на центр Землі називають надиром, протилежний напрям ОZ, уверх, - зенітом. Зараз існує математичне визначення горизонту як площини, яка є перпендикулярною до прямовисної лінії.

Обрій, або лінія перетину площини горизонту з не­бесною сферою, буде колом, в центрі якого знаходиться спостерігач. На горизонті розрізняють чотири точки: N - північ, S - південь, Е - схід, W - захід, за допомогою яких люди орієнтуються і визначають напрямки під час мандрівок.

Унаслідок обертання Землі навколо осі площини меридіана та горизонту протягом доби зміщуються у про­сторі щодо зір, але нам на поверхні Землі здається, що все відбувається навпаки - небесні світила рухаються щодо горизонту. Ми кажемо, що Сонце сходить, коли воно з’являється над обрієм на сході. Потім Сонце під­німається все вище і вище і опівдні займає найвище положення над горизонтом. Цей момент астрономи нази­вають кульмінацією (з латин. - вершина).

Кульмінація настає у той момент, коли Сонце перетинає площину меридіана і знаходиться над точкою півдня.

Момент кульмінації Сонця можна визначити за допомогою звичайної палички, яку треба встановити перпендикулярно до горизонту. Для визна­чення кульмінації уважно слідкуйте за довжиною тіні: коли Сонце знаходиться над точкою півдня, тінь вказує напрям на північ і має найменшу довжину.

Тільки у березні та вересні Сонце сходить поблизу точки сходу, а заходить біля точки заходу. Влітку Сонце сходить на північному сході, а заходить на північному заході. Узимку Сонце сходить на південному сході, а заходить на південному заході.

4)    Горизонтальна система небесних координат та рухома кар­та зоряного неба

Для ви­значення екваторіальних небесних координат через сві­тило S та полюси світу Р₁ і Р₂проводять коло схилення, яке перетинає небесний екватор в точці М. Перша координата  має назву пряме сходження (пря­ме піднесення) і визначається дугою екватора . Точка  на небесному екваторі називається точкою вес­няного рівнодення. У цій точці Сонце буває 21 березня. Пряме сходження  відлічується по дузі небесного екватора від точки весняного рівнодення проти ходу годинникової стрілки, якщо дивитися з Північного полюса, та вимірюється годинами, бо за допомогою цієї координати можна визначити час. Друга координата - схилення  визначається дугою кола схилень  від екватора до даного світила і вимірюється градусами. На північ від екватора схилення додатне, на південь - від’ємне. Межі визначення екваторіальних координат такі: 0 год 24 год;   -90°90°.

Карта зоряного неба у формі прямокутника є проекцією небесної сфери на певну площину, на якій позначені ек­ваторіальні координати. Ці координати не залежать від місця спостереження на Землі і майже не змі­нюються протягом року, тому картою зоряного неба можна користуватись у будь-якій країні північної півкулі. Правда, через тисячі років екваторіальні координати зір можуть суттєво змінитися, бо самі зорі обертаються навколо центра Галактики і з часом змінюється вигляд сузір’їв.

Існує карта зоряного неба у вигляді круга. Північний полюс світу знаходиться у центрі карти поблизу Полярної зорі. Коло схилень у про­екції на площину карти має вигляд радіальної лінії, яку проводять від Північного полюса світу. Небесний екватор на карті зображений виділеним колом, а інші концен­тричні кола проведені через кожні 20°. Координату  на карті визначають як відрізок радіальної лінії від еквато­ра до даної зорі. Схилення зір на екваторі дорівнює 0°, а на північному полюсі світу +90°. Пряме піднесення  на карті визначають як дугу екватора від точки весня­ного рівнодення  до радіальної лінії, яка проведена від полюса світу через дану зорю. Для зручності відліку  позначають на зовнішньому ободкові карти.

Внаслідок обертання Землі навколо осі площина горизонту зміщується у просторі, тому всі світила теж змінюють своє положення відносно горизонту. Деякі світила навіть перетинають площину горизонту - цей момент називають сходом або заходом світила. Моменти сходу-заходу небесних світил можна визначити за допомогою рухомої карти зоряного неба, або планісфери, на якій є спеціальний накладний круг з лінією горизонту та меридіаном.

Все  про Сонце

Знайдено перший двійник Сонячної системи

Американські вчені вперше виявили двійника Сонячної системи. Дослідження опублікує The Astronomical Journal, також про нього повідомляє НАСА. Вчені виявили екзопланету Kepler-90i, яка стала восьмою в системі Kepler-90. Автори дослідження відзначають, що в Сонячній системі також вісім планет, раніше системи з восьми екзопланет не виявлялися. «Система Kepler-90 схожа на міні-версію нашої Сонячної системи. Ближче до зірки розташовуються малі планети, тоді як великі – далі, проте всі вони знаходяться недалеко одна від одної», – пояснив співавтор дослідження Ендрю Вандербург. Нагадаємо, що вчені виявляють 20 нових багатообіцяючих екзопланет-кандидатів. Період обертання Kepler-90i навколо материнської зірки склав 14,4 земних діб. Kepler-90i приблизно на третину об’ємніше Землі, це кам’яниста планета, температурні умови на її поверхні нагадують Меркурій. Система Kepler-90 розташована на відстані 2,5 тисячі світлових років від Землі в сузір’ї Дракона. Її найдальша від світила екзопланета знаходиться на такій же відстані від материнської зірки, що і Земля від Сонця. Відкриття зроблене космічним телескопом Kepler, дані з нього оброблялися за допомогою нейронних мереж, над якими працюють в проекті Google Brain....