Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf ·...
Transcript of Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf ·...
![Page 1: Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf · 2012. 12. 3. · referen%eCvlak:*equatorvlak*van** de*aarde*–loodrechtop*de*pool*](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022071509/612d3bf51ecc515869421004/html5/thumbnails/1.jpg)
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!
![Page 2: Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf · 2012. 12. 3. · referen%eCvlak:*equatorvlak*van** de*aarde*–loodrechtop*de*pool*](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022071509/612d3bf51ecc515869421004/html5/thumbnails/2.jpg)
Sterrenkunde! • Een buitenbeentje onder de beta-‐wetenschappen Sterrenkundigen kunnen geen proeven doen, alleen waarnemen
• Leunen sterk op natuurkunde-‐weQen (en scheikunde, etc…)
![Page 3: Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf · 2012. 12. 3. · referen%eCvlak:*equatorvlak*van** de*aarde*–loodrechtop*de*pool*](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022071509/612d3bf51ecc515869421004/html5/thumbnails/3.jpg)
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
![Page 4: Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf · 2012. 12. 3. · referen%eCvlak:*equatorvlak*van** de*aarde*–loodrechtop*de*pool*](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022071509/612d3bf51ecc515869421004/html5/thumbnails/4.jpg)
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
![Page 5: Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf · 2012. 12. 3. · referen%eCvlak:*equatorvlak*van** de*aarde*–loodrechtop*de*pool*](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022071509/612d3bf51ecc515869421004/html5/thumbnails/5.jpg)
Prak%cum Leiden
Waarnemen met de VLT in Chili
![Page 6: Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf · 2012. 12. 3. · referen%eCvlak:*equatorvlak*van** de*aarde*–loodrechtop*de*pool*](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022071509/612d3bf51ecc515869421004/html5/thumbnails/6.jpg)
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.
![Page 7: Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf · 2012. 12. 3. · referen%eCvlak:*equatorvlak*van** de*aarde*–loodrechtop*de*pool*](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022071509/612d3bf51ecc515869421004/html5/thumbnails/7.jpg)
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!
![Page 8: Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf · 2012. 12. 3. · referen%eCvlak:*equatorvlak*van** de*aarde*–loodrechtop*de*pool*](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022071509/612d3bf51ecc515869421004/html5/thumbnails/8.jpg)
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
![Page 9: Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf · 2012. 12. 3. · referen%eCvlak:*equatorvlak*van** de*aarde*–loodrechtop*de*pool*](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022071509/612d3bf51ecc515869421004/html5/thumbnails/9.jpg)
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
![Page 10: Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf · 2012. 12. 3. · referen%eCvlak:*equatorvlak*van** de*aarde*–loodrechtop*de*pool*](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022071509/612d3bf51ecc515869421004/html5/thumbnails/10.jpg)
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 365.242199 dagen schrikkeljaren
![Page 11: Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf · 2012. 12. 3. · referen%eCvlak:*equatorvlak*van** de*aarde*–loodrechtop*de*pool*](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022071509/612d3bf51ecc515869421004/html5/thumbnails/11.jpg)
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
![Page 12: Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf · 2012. 12. 3. · referen%eCvlak:*equatorvlak*van** de*aarde*–loodrechtop*de*pool*](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022071509/612d3bf51ecc515869421004/html5/thumbnails/12.jpg)
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.
![Page 13: Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf · 2012. 12. 3. · referen%eCvlak:*equatorvlak*van** de*aarde*–loodrechtop*de*pool*](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022071509/612d3bf51ecc515869421004/html5/thumbnails/13.jpg)
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
![Page 14: Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf · 2012. 12. 3. · referen%eCvlak:*equatorvlak*van** de*aarde*–loodrechtop*de*pool*](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022071509/612d3bf51ecc515869421004/html5/thumbnails/14.jpg)
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!)
![Page 15: Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf · 2012. 12. 3. · referen%eCvlak:*equatorvlak*van** de*aarde*–loodrechtop*de*pool*](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022071509/612d3bf51ecc515869421004/html5/thumbnails/15.jpg)
Wanneer is een object het beste zichtbaar?
![Page 16: Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf · 2012. 12. 3. · referen%eCvlak:*equatorvlak*van** de*aarde*–loodrechtop*de*pool*](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022071509/612d3bf51ecc515869421004/html5/thumbnails/16.jpg)
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
![Page 17: Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf · 2012. 12. 3. · referen%eCvlak:*equatorvlak*van** de*aarde*–loodrechtop*de*pool*](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022071509/612d3bf51ecc515869421004/html5/thumbnails/17.jpg)
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.
![Page 18: Prak%sche*Sterrenkunde** - Leiden Observatoryhome.strw.leidenuniv.nl/~snellen/PS/PS_artis.pdf · 2012. 12. 3. · referen%eCvlak:*equatorvlak*van** de*aarde*–loodrechtop*de*pool*](https://reader035.fdocuments.co/reader035/viewer/2022071509/612d3bf51ecc515869421004/html5/thumbnails/18.jpg)
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