Dette forvrengte settet med konstellasjoner er det våre fjerne forfedre så i natthimmelen på 20.000 f.Kr. Mennesker har alltid brukt de lyseste stjernene for å spore mønstre på himmelen, men disse stjernene er vanligvis våre nærmeste naboer i galaksen og de med de høyeste riktige bevegelsene.
Vi antar at stjernenes posisjoner i himmelen er evige. Men alt i verdensrommet er i bevegelse. Når vår Melkevei roterer, blir solen vår ført en gang rundt galaksen hvert 250 millioner år, og sakte driver opp og ned gjennom galaksenes skive, som en hest på en karusell. Stjernene i galaksen trekker hverandre gravitasjonsmessig, noe som tvinger dem til å skifte rundt. Astronomer kjenner til mange klynger av unge stjerner som dannet seg og migrerer nå gjennom galaksen som en gruppe. Og forskere kan identifisere individuelle klyngemedlemmer som har blitt kastet ut på grunn av gravitasjonskrefter utøvd av omkringliggende stjerner.
For det meste er bevegelsene til stjerner ikke åpenbare i løpet av menneskets livsspenn. Konstellasjonene dannet av stjerner har imidlertid endret utseende over registrert historie. I tillegg kan flere stjerner som ligger i nærheten av solen vår merkbart endre sin beliggenhet fra det ene året til det neste, og skyvåkere med teleskoper i bakgården kan se fremgangen til disse stjernene.
I denne utgaven av Mobile Astronomy, vil vi fokusere på vandrende stjerner. Vi vil fremheve noen raskt bevegelige og fortelle deg hvordan du kan se dem ved å bruke din favoritt-astronomi-app. Og vi vil fortelle deg hvordan du kan gjenopprette hvordan våre moderne konstellasjoner så ut da menneskeheten først så bilder i stjernene, så vel som hva våre etterkommere vil se i den fjerne fremtid. [Orion Transformed: Familiar Constellation Will Shift Over Millennia (Video)]
Stellar motion 101
Fordi stjerner kan bevege seg i alle retninger i rommet, kan de reise sideveis (sideveis), radialt (mot eller bort fra solsystemet vårt), eller en kombinasjon av begge disse bevegelsestypene. Laterale bevegelser endrer stjerners koordinater på himmelen, og omorganiserer gradvis stjernekartene våre. Astronomer kan også måle Doppler-forskyvningene i et stjernespektrum for å bestemme om en stjerne nærmer seg eller går tilbake fra solsystemet vårt, men slik radial bevegelse vil ikke endre en stjerners posisjon på himmelen vår.
Astronomer bruker begrepet "riktig bevegelse" for å beskrive endringen i en stjerners posisjon over tid sett fra solsystemet vårt; de bruker også begrepet "tilsynelatende bevegelse." Den oppfattede bevegelsen består faktisk av en blanding av en stjernes iboende bevegelse gjennom galaksen pluss endringen i solens posisjon i samme periode. (Vi vil ignorere endringene forårsaket av parallaks når Jorden går i bane rundt solen, fordi de er gjennomsnittlige utover året.)
Riktig bevegelse har en tendens til å være veldig liten for fjerne stjerner og stor for nærmere stjerner, selv om stjerner i nærheten kan ha en riktig bevegelsesverdi på null hvis de ikke beveger seg sideveis.
Før datamaskiner ble tilgjengelige, målte astronomer nøye deklinasjonen og høydestigningskoordinatene til stjerner, skrev disse verdiene ned i stjernekataloger og handplottet stjernene på himmelkart. (R.A. og desember. På himmelsk sfære, for å bruke målenes forkortelser, er analoge med henholdsvis lengdegrad og breddegrad på jordkloden.)
Etter hvert som instrumenteringen ble bedre, fant astronomer at noen stjerner endret posisjoner over tid, så kataloger og diagrammer måtte regelmessig oppdateres og utgis på nytt - vanligvis hvert femte år. Etter hvert inkluderte stjernekataloger hastigheten og retningen stjernene beveget seg. I dag vert online-stjerne kataloger vert og oppdatert av U.S. Naval Observatory og andre offentlige organisasjonar. Mobil astronomi-apper og desktop planetarium-programvare laster ned katalogene regelmessig og bruker dataene til å vise hver stjerne i sin rette posisjon på en gitt dato.
For å kartlegge stjernebevegelse enda mer nøyaktig, har forskere sendt flere oppdrag ut i verdensrommet. Hipparcos-romfartøyet tok sikte på å måle stjerneposisjoner nøyaktig for å hjelpe forskere å lære mer om galaksen. Et oppfølgingsoppdrag ved navn Gaia måler for tiden en milliard stjerner med høy nøyaktighet. Denne informasjonen vil snart informere astronomiprogrammer. Og ikke bare vil informasjonen bidra til å gjøre nattehimmelmodellene våre mer nøyaktige, men astronomer kan også bruke stjernebevegelse for å studere hvordan galaksen er strukturert og utvikler seg. [Dette 3D-fargekartet med 1,7 milliarder stjerner i Melkeveien er det beste noensinne]
Å se konstellasjoner endres over tid
Mange av våre 88 moderne konstellasjoner har sin opprinnelse i babylonsk astronomi. Rundt 1370 f.Kr. tok de eldgamle astronomene oppmerksom på forholdet mellom årstidene og stjernene og opprettet de tidligste kjente stjernekatalogene: De tre stjernene hver liste og Mul.Apin, som begge overlever som steintabletter. Denne kunnskapen ble senere videreført til de gamle grekerne, som la grunnlaget for moderne vestlig astronomi. De moderne stjernebildene - inkludert Tyren, oksen; Leo, løven; og Scorpius, skorpionen - dukket først opp i de eldgamle tekstene.
På grunn av handlingen med den rette bevegelsen gjennom årtusener, er stjernebildene vi ser i dag endret fra stjernemønstrene som babylonerne så. I de fleste tilfeller merkes endringene knapt, men noen få er lett synlige. Avanserte astronomi-apper som SkySafari 6, Stellarium Mobile og Star Walk 2 lar deg se på himmelen i forskjellige tidsepoker, slik at du kan reise tilbake i tid for å se den gamle himmelen og forhåndsvise himmelen våre etterkommere vil glede seg over i fremtiden.
Noen apper krever at du manuelt angir året du vil se eller bla gjennom årene i rekkefølge. Med SkySafari 6 kan du enkelt hoppe gjennom tiden. I denne appen åpner du Innstillinger-menyen. Under Valg for å aktivere alternativet Riktig bevegelse. (Denne endringen kan være permanent. Det vil ikke påvirke din vanlige bruk av appen.) Under Koordinater, bytt til Ecliptic. Under Horisont og himmel deaktiverer du Dagslys og Horisont glød og deaktiver deretter "Vis horisont og himmel." For denne demonstrasjonen liker jeg også å skjule planetene. Forsikre deg om at konstellasjonens linjer vises. Stjernnavn er valgfritt.
Når du går ut av Innstillinger-menyen, viser appens skjerm en mørk himmel, uten noen skjemmende horisont, uavhengig av tidspunkt på dagen. Søk og velg en konstellasjon. Ursa Major er et godt valg, fordi alle er kjent med denne stjernebildens Big Dipper-asterisme. Bruk senterikonet for å holde Ursa Major på plass, og åpne deretter tidsflytkontrollene.
Trykk på den aktuelle årets verdi. Under etiketten for ukens dag vil en boks vise "1 år." Trykk på den boksen for å åpne en tastatur og legge inn et stort antall, si 500 eller 1 000. (Bruk DEL-tasten for å slette standard "1" før du skriver inn verdien.) Når du er ferdig, trykker du på samme boks for å lukke tastaturet. Nå, hver gang du øker året, vil det hoppe med beløpet du skrev inn, dvs. 500 år. (Det samme tillegget vil gjelde hvis du bytter til dager, timer, minutter osv.)
Med Ursa Major sentrert, la tid til å flyte fremover eller bakover. Konstellasjonen vil forvrenge når stjernene beveger seg gjennom galaksen. Sett året til 1480 f.Kr. for å vise stjernebildet slik de gamle babylonerne så det. Eller gå langt inn i fremtiden for å se hvordan våre etterkommere vil se himmelen. Skriv inn Nå-knappen for å gå tilbake til gjeldende dag. (I SkySafari 6 kan du direkte legge inn et bestemt år i innstillingsmenyen for dato og tid.)
Mens appen er konfigurert på denne måten, kan du sjekke ut andre eksempler på konstellasjoner i rask utvikling. Altair i Aquila, ørnen, og Arcturus i Boötes, gjeteren, er to lyse, blotte øye-stjerner som har relativt høye riktige bevegelsesverdier (henholdsvis 0,66 og 2,28 bue sekunder). To svakere stjerner, kalt Tarazed og Alshain, flanke Altair. På den moderne himmelen danner disse stjernene en bøyd linje, med Altair i midten - som om de flankerende stjernene er ørnens "ører". For tusen år siden satt Altair direkte mellom dem, og i babylonsk tid var Altair "under" dem, noe som fikk de to flankerende stjernene til å virke mer som "antenner."
Arcturus er den veldig lyse, oransje stjernen som sitter ved foten av den drakeformede stjernebildet Boötes. Det er i den vestlige tidlige aftenhimmelen i løpet av september. Stjernene Zeta Boötes og Muphrid sitter henholdsvis sørøst og sørvest for Arcturus og danner gjeterens stubbe ben. Arcturus beveger seg sørover. For to årtusener siden var det mye lenger fra disse stjernene, og 3000 år fra nå vil Arcturus sitte mellom dem - som om han utfører splittelsen!
Barnards Stjerne
Vi kan bruke astronomi-apper for å se hvordan stjerner med veldig høy ordentlig bevegelse endrer sine posisjoner år over år. Se for eksempel til den røde dvergen Barnard's Star, som ligger bare 6 lysår fra solen. Stjernen henter navnet fra den amerikanske astronomen E.E. Barnard, som i 1919 bestemte at denne stjernens bevegelse over himmelen er 10,3 bue sekunder per år - den største riktige bevegelsen av en stjerne i forhold til solen. (En fullmåne er på 1.800 bågesekunder.)
Barnard's Star ligger i stjernebildet Ophiuchus, som kan bli funnet på den sørvestlige himmelen i løpet av septemberkvelder. Med en visuell størrelse på +9,53 er stjernen nær synlighetsgrensen ved å bruke 10 x 50 kikkert, men et teleskop i hagen kan avsløre denne stjernen for deg. Astronomi-appen din viser raskt den hurtige bevegelsen til Barnards Star over himmelen.
Still inn appens tid til omtrent kl. lokal tid. Bruk Søk-menyen for å finne Barnard's Star (andre katalognavn for den inkluderer V2500 Ophiuchi og HIP87937), og bruk deretter sentrum-ikonet for å plassere stjernen i midten av appens skjerm. Zoom inn til den nærliggende lyse stjernen 66 Ophiuchi (eller 66 Oph) er synlig nær kanten av skjermen.
Åpne tidskontrollene og trykk på året for å velge den enheten som tidsøkning. Når du trykker på pilikonene, vil tiden flyte fremover eller bakgården ett år av gangen. Hvert år fremover skifter Barnards stjerne mot øvre høyre hjørne, vekk fra 66 Oph. Da astronomen Barnard målte stjernen sin i 1919, var den plassert til høyre til 66 Oph.
For å spore bevegelsen til Barnard's Star selv, prøv å finne den i teleskopet ditt (et GoTo-system vil hjelpe) og tegne stjernefeltet rundt det. Hvert år eller så, ta en ny titt og tegne stjernefeltet igjen. Etter hvert vil banen bli tydelig. Astrofotografer kan avbilde stjernefeltet og lage en flerårig kompositt for å vise stjernens bevegelse.
Du kan også teste appen din på noen andre raskt bevegelige stjerner, inkludert 61 Cygni i Cygnus og Groombridge 1830 og Lalande 21185, begge i Ursa Major. (På dette tidspunktet i året, bruk 17:00 lokal tid, når disse stjernene er godt plassert på himmelen.)
I kommende utgaver av Mobile Astronomy vil vi fremheve noen høstens stargazing-mål, diskutere hvordan du bruker mobile apper til å planlegge og logge astronomiske observasjoner og mer. Inntil da, fortsett å se opp!
Redaktørens merknad: Chris Vaughan er en offentlig astronomisk oppsøkende og utdanningsspesialist hos AstroGeo, medlem av Royal Astronomical Society of Canada, og operatør av det historiske 74,8 tommer (1,88 meter) David Dunlap Observatory teleskopet. Du kan nå ham via e-post, og følge ham på Twitter @astrogeoguy, så vel som på Facebook og Tumblr.
Denne artikkelen ble levert av Simulation Curriculum, lederen innen romfaglige læreplanløsninger og produsentene av SkySafari-appen for Android og iOS. Følg SkySafari på Twitter @SkySafariAstro. Følg oss @Spacedotcom, Facebook og Google+. Originalartikkel på Space.com.
