Слайд 1История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Гарвардская классификация
Анджело
Секки (1818-1878) – Ватиканская обсерватория.
pptcloud.ru
Слайд 2История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Гарвардская классификация
Анджело
Секки (1818-1878) – Ватиканская обсерватория.
К 1868 г. – им было
изучено около 4000 звезд.
4 типа спектров, причем различия были и по цветам.
1. Белые или голубовато-белые – 4 сильные линии водорода и мало линий металлов.
2. Желтые – спектр как у Солнца.
3. Красные – в спектре темные полосы (Антарес).
4. Очень красные – в спектре широкие очень темные полосы.
Слайд 3История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Гарвардская классификация
Генри
Дрепер (1837-1882) –
(первая фотография
туманности в Орионе,
спектр Веги 1872
г.,
первая фотография хвоста
кометы, первый спектр ядра
кометы) – щелевой
спектрограф - начало массовых
снимков спектров.
1886 г. – фонд вдовы Дрепера
для спектральных исследований.
Слайд 4История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Гарвардская классификация
Гарвардская
обсерватория
Эдуард Чарльз Пикеринг
(1846-1919)
Директор Гарвардской
обсерватории с 1877 г.
Слайд 5История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Гарвардская классификация
Слайд 6История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Гарвардская классификация
Слайд 7История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Гарвардская классификация
Энн
Кеннон
(1863-1941)
В Гарварде
с 1896 г.
Антониа Мори
(1866-1952)
В Гарварде
1888-1891
гг.
Вильямина Флеминг
(1857-1911)
В Гарварде с 1879 г.
Слайд 8История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Гарвардская классификация
Генриетта
Ливитт
(1868-1921)
В Гарварде
с 1895 г.
(северный пол. ряд)
Слайд 9История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Гарвардская классификация
1908
Слайд 10История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Гарвардская классификация
-----------------------------------------------------------------------
1912
Слайд 11История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Гарвардская классификация
Цефеиды
Слайд 12История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Гарвардская классификация
Цефеиды
Слайд 13История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Гарвардская классификация
Цефеиды
Слайд 14История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Гарвардская классификация
Вильямина
Флеминг (1857-1911) (Первоначально 16 классов – A, B, C,…,Q).
Антониа Мори
(1866-1952) (ширины линий – a, b, c).
(первые спектральные двойные – Мицар в 1889 г. и
β Aurigae в 1900 г.)
Слайд 15История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Гарвардская классификация
Энн
Кэннон (1863-1941) – (O, B, A, F, G, K;
O1-10,
B1-10,…). В 1910 г. система принята МАС.
Первый “Каталог Генри Дрепера” – 1890 г.
Каталог спектров звезд – “Каталог Генри Дрепера” - HD – 1918-1924 гг. – 9 томов – 225 300 звезд.
Слайд 16История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Гарвардская классификация
1885
г. – Иоганн Бальмер (1825-1893) – линии Hα, Hβ, Hγ
и Hδ при n = 3, 4, 5, 6
УФ спектры Веги и хромосферы Солнца (Хёггинс и Дрепер) – линии – при n = 7, 8, 9 и т.д.
Слайд 17История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Гарвардская классификация
1896
г. – Пикеринг – спектр ζ Кормы - линии как
в серии Бальмера, но с n = 3½ , 4 ½ , 5 ½ ,
“Серия Пикеринга” – водород в необычных условиях.
1913 г. Нильс Бор (1885-1962) – модель атома – серия Пикеринга образуется атомами HeII.
Слайд 18История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Гарвардская классификация
1920
г. - М. Саха – различия вызваны различиями температуры (разная
степень ионизации). Основополагающая работа была отклонена из ApJ.
Сесилия Пейн-Гапошкина. Звезды на 70% состоят из водорода и на 28% из гелия.
Слайд 19История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Совершенствование спектральной
классификации
Диаграмма Герцшпрунга-Рессела
Фотографические параллаксы с
конца XIX в.
С 1903 г. -
Йеркская обсерватория
– параллаксы → М
1910 г. - Генри Норрис Рессел
(1877-1957) – корреляция
между спектральным классом
звезды и ее светимостью
(абсолютной звездной величиной;
звезды в окрестности Солнца).
Слайд 20История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Совершенствование спектральной
классификации
Диаграмма Герцшпрунга-Рессела
1905 г. - Эйнар Герцшпрунг
(1873-1967) (Дания) – данные
Гарвардской обсерватории –
различия в ширинах линий
одного и того же
спектрального класса.
Слайд 21История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Совершенствование спектральной
классификации
Диаграмма Герцшпрунга-Рессела
1905 г. - Эйнар Герцшпрунг
Собственные движения.
O и
B – собственные движения – малы.
Статистически у звезд с узкими линиями светимость больше, чем у звезд с широкими линиями – две разные последовательности в пределах одного спектрального класса (гиганты и карлики).
(m, CI) для Плеяд и Гиад.
Слайд 22История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Совершенствование спектральной
классификации
Диаграмма Герцшпрунга-Рессела
1910 г. - Генри Норрис Рессел.
Случайное открытие БК.
(Иванов, стр.2)
Слайд 23История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Первые эволюционные
модели
Рессел
Эволюция за счет освобождения гравитационной энергии.
Слайд 24История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Возраст звезд
1904
г. – Эрнест Резерфорд (1871-1937) – возраст горных пород (>
2 млрд. лет).
1924 г. – Эддингтон: L ~ m3 - для звезд ГП.
Устойчивая масса < 100 масс Солнца.
Слайд 25История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Возраст звезд
Дж.
Джинс – начальная масса Солнца – верхний предел. Далее она
уменьшается за счет высвечивания энергии. Возраст – несколько триллионов лет!
Длинная и короткая шкалы.
Другие соображения – равнораспределение по энергиям.
68 визуально-двойных звезд – е от 0.4 до 0.6 (позже В.А. Амбарцумян в 1937 г. опроверг этот вывод).
15 лет спор.
(Климишин, стр.270)
Слайд 26История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Источники энергии
Солнца
1837 г. – Джон Гершель и Клод Пулье – независимые
оценки солнечной постоянной (Гершель – теплоты, получаемой Землей за год, хватит, чтобы растопить на ней слой льда толщиной в 36 м - оценка была занижена)!
Вопрос: откуда Солнце черпает столько энергии (на Землю попадает 1/2000 000 000 часть).
Слайд 27История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Источники энергии
Солнца
Вопрос: откуда Солнце черпает столько энергии (на Землю попадает 1/2000
000 000 часть).
Роберт Майер – 1842 г. – закон сохранения энергии. И именно он поставил вопрос об источниках солнечной энергии.
Он же выдвинул гипотезу о нагреве Солнца за счет энергии падающих метеоритов.
Слайд 28История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Источники энергии
Солнца
1854 г. – Герман Гельмгольц – Солнце излучает энергию, освобождающуюся
при его непрерывном сжатии.
Количественно была разработана Кельвином, но получаемые времена противоречили данным геологии.
Слайд 29История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Источники энергии
звезд
1845 г. - Роберт Майер (1814-1878) – источник энергии –
падающие метеориты.
1854 г. – Герман Гельмгольц (1821-1894) – гравитационная энергия.
1896 г. – открытие явления радиоактивности (в 1926 г. Дж. Джинс настаивал на этом).
1897 г. – открытие электрона. Аннигиляция материи (Дж. Лармор – 1900 г.; Дж. Джинс – 1904 г.).
Слайд 30История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Начало теоретической
астрофизики: теория внутреннего строения звезд
1920–е гг. - Артур Эддингтон
(1882-1944) – основы теории строения звезд.
Звезды – газовые шары в состоянии равновесия. Высокая температура. Учитывал еще и уравнение энергетического равновесия.
1920-1930-е гг. доказал непригодность гравитационного сжатия как основного источника энергии.
Считал, что необходимую энергию могут дать ядерные реакции.
(Ефремов, стр. 46)
Слайд 31История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Начало теоретической
астрофизики: теория белых карликов
Субрахманьян Чандрасекар (1910-1995).
Зависимость масса-радиус. 1929 г.
Слайд 32История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Исследования туманностей
и межзвездной среды
Процессы взаимодействия между веществом и излучением (аппарат квантовой
механики).
Планетарные туманности (ПТ). Линии небулия.
1928 г. – Айра Боуэн (1898-1973) - две из линий небулия N1 и N2 – запрещенные переходы [OIII]. При маленькой плотности газа и маленькой плотности излучения.
Слайд 33История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Исследования туманностей
и межзвездной среды
Свен Росселанд (1894-1985) – присутствие эмиссионных линий в
спектрах ПТ – флюоресценция
1931 г. - теорема Росселанда - 1→3→2→1 чаще в туманностях, подсвечиваемых звездой, чем 1→2→3→1
Занстра – метод определения температуры звезды, ионизующей газ.
В.А. Амбарцумян – массы туманностей и температура газа (30-е гг.).
Слайд 34История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Исследования туманностей
и межзвездной среды
1904 г. – Иоганнес Гартман (1865-1936) – спектр
двойной звезды δ Ориона - линии Н и К (Ca II) не сдвигаются.
Межзвездное облако.
1919 г. – межзвездные линии натрия.
1937 г. – калий, железо, титан и т.д.
1930 г. – Роберт Трюмплер (1886-1956) – по статистике размеров рассеянных скоплений – межзвездное поглощение.
Слайд 35История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Пространственное распределение
звезд в Галактике
Якоб Каптейн (1851-1922)
1906 г. - план избранных площадок
неба.
206 площадок. 1 град х 1 град.
Звездные подсчеты, собственные движения, лучевые скорости, расстояния – по стат. зависимостям.
Слайд 36История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Структура Галактики
1918-1919
гг. - Шепли
Слайд 37История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Спор о
природе туманностей
26 апреля 1920 г. – Great Debate - Куртис
- Шепли
Слайд 38История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Кинематика и
динамика Галактики
Бертил Линдблад (1895-1965)
1926 г. – по асимметрии распределения скоростей
и собственных движений звезд – вращение Галактики.
Скорости ШС – оценка массы Галактики.
Понятие подсистем. Связь между структурой и кинематикой.
Объяснил существование двух потоков; эллипсоид скоростей.
Слайд 39История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Кинематика и
динамика Галактики
Ян Оорт (1900-1999)
1927 г. – по пространственному распределению лучевых
скоростей звезд и собственным движениям – вращение дифференциальное.
Открыл балдж Галактики.
Слайд 40История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Крупные телескопы
XVII
в. – длиннофокусные рефракторы (хроматическая аберрация).
XVIII в. – рефлекторы (зеркало
из металла).
XIX в. – двухлинзовые ахроматические объективы (Доллонд – 1757 г., Фраунгофер).
Слайд 41История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Крупные телескопы
Альван
Кларк и сыновья
Слайд 42История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Крупные телескопы
Альван
Кларк и сыновья
1862 г. – 43 см – 18” (спутник
Сириуса).
1873 г. – 66 см – 26” Вашингтонская обсерватория
(1877 г. – Холл спутники Марса).
1885 г. – 76 см – 30” Пулковская обсерватория.
1888 г. – 91 см – Ликская обсерватория (19 попыток).
1896 г. – 102 см (40 дюймов) – Йеркская обсерватория.
Слайд 43История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Крупные телескопы
1896
г. – 102 см (40 дюймов) – Йеркская обсерватория
Слайд 44История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Крупные телескопы
1845
г. – Уильям Парсонс (лорд Росс) (1800-1867) – 183 см
(72 дюйма), фокусное расстояние 15.8 м – металлическое зеркало.
1856 г. – Юстус Либих (Германия) - химический способ серебрения зеркал рефлекторов – новая эра в телескопостроении (1929 г. – Д. Стронг – США – алюминирование зеркал).
1879 г. - 91 см. Англия. 1985 г. – телескоп приобрел любитель астрономии Э. Кроссель. 1895 г. – Ликкская обсерватория (первая горная).
Слайд 45История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Крупные обсерватории
Обсерватория
Маунт-Вилсон
1904
Слайд 46История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Крупные обсерватории
Обсерватория
Маунт-Вилсон
Джордж Хейл (1868–1938)
Слайд 47История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Крупные обсерватории
Джордж
Хейл (1868–1938)
1889 г. - спектрогелиограф – прибор, позволяющий фотографировать хромосферу
Солнца (фотографии в спектральной линии – 2 щели).
1892 г. – первые фотографии протуберанцев.
Предположение о наличии сильных магнитных полей в солнечных пятнах (доказал по зеемановскому расщеплению спектральных линий - 1908).
Первые эксперименты по обнаружению общего магнитного поля Солнца.
Слайд 48История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Крупные обсерватории
Обсерватория
Маунт-Вилсон
Слайд 49История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Крупные обсерватории
Обсерватория
Маунт-Вилсон
Слайд 50История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Крупные обсерватории
Обсерватория
Маунт-Вилсон
1908 г. - 150 см (60 дюймов). Диск – во
Франции. Шлифовка – Джордж Уиллис Ричи (1864-1945).
(Климишин, стр. 257 - 1)
1918 г. – 2.5 м (100 дюймов). Телескоп Гукера (сначала были деньги только на 84 дюйма).
(Климишин, стр. 257 - 2)
Слайд 51История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Крупные обсерватории
Обсерватория
Маунт-Вилсон
Слайд 52История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Начало внегалактической
астрономии
Эдвин Пауэлл Хаббл (1889–1953)
Слайд 53История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Начало внегалактической
астрономии
Эдвин Пауэлл Хаббл (1889–1953)
Мир туманностей (The Realm of the Nebulae,
1936);
Наблюдательный подход к космологии (The Observational Approach to Cosmology, 1937).
Обнаружение цефеид в M 33 и M 31 – 1924 г. (первая цефеида в М 31 в 1923 г.).
(Расстояние до М 31 – 285 кпк).
Слайд 54История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Начало внегалактической
астрономии
Камертон Хаббла (1925 г.)
Слайд 55История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Начало наблюдательной
космологии
Открытие красного смещения
С 1912 г. Вестон Слайфер (1875-1969) (Ловеловская обсерватория
в Флагстаффе) – систематические определения лучевых скоростей спиральных туманностей (опорные точки – движение Солнца вокруг центра Галактики).
1914 г. – первое определение лучевой скорости туманности Андромеды (24 дюйма – Ловелловская обсерватория).
К 1925 г. – спектры 41 объекта. Почти все удаляются со скоростями от 375 до 1125 км/с, некоторые приближаются (М 31, М 33).
Слайд 56История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Начало наблюдательной
космологии
Открытие красного смещения
1919 г. – К. Лундмарк – расстояние до
туманностей по угловым размерам (оценив расстояние до М 31).
1924 г. – Курт Виртц (1876-1939) – чем меньше угловые размеры, тем больше скорость (согласуется с моделью де Ситтера). (коэффициент корреляции -0.455 !!!)
1925 г. – Лундмарк и Стрёмгрен не подтверждают.
Слайд 57История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Начало наблюдательной
космологии
Открытие красного смещения
Хаббл – расстояния по сходным объектам (цефеиды, ярчайшие
звезды, новые в максимуме блеска).
Скорости измерял Милтон Хьюмасон (1891-1972).
1929 г. – 18 ближайших галактик.
Слайд 58История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Начало наблюдательной
космологии
Открытие красного смещения
Хаббл - 1929 г. –
18 ближайших
галактик
Слайд 59История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Начало наблюдательной
космологии
Открытие красного смещения
Слайд 60История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Первые космологические
модели
ОТО – Альберт Эйнштейн – 1906-1915 гг.
1917 г. – “Вопросы
космологии и общей теории относительности”. Плотность и давление в каждой точке пространства Вселенной неизменны. Уравнения ОТО этому противоречили – Λ-член.
1917 г. (два месяца спустя) – В. де Ситтер – модель “пустой” Вселенной.
Слайд 61История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Первые космологические
модели
1925 г. - Ж. Леметр - расширение непустой Вселенной
1927 г.
- Ж. Леметр - "Однородная Вселенная постоянной массы и возрастающего радиуса, объясняющая радиальные скорости внегалактических туманностей". (В 1931 г. по инициативе Эддингтона статья Леметра была перепечатана в "Monthly Notices" и стала с тех пор широко цитироваться)
1922 г. – А.А. Фридман (1888-1925) – “О кривизне пространства”.
1923 г. – “О возможности мира с постоянной отрицательной кривизной”. Нестатические модели.
Слайд 62История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Начало наблюдательной
космологии
Открытие красного смещения
Н = 500 км/(с Мпк) – 1929 г.
Н
= 535 км/(с Мпк) – 1935 г. (по 29 галактикам, в том числе в Деве – скорости до 1100 км/с).
t = 1.8 млрд. лет (1929 г. Белопольский – “старение” фотонов).
Слайд 63История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Начало наблюдательной
космологии
Открытие красного смещения
Слайд 64История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Начало наблюдательной
космологии
Открытие красного смещения
t = 1.8 млрд. лет (1929 г. Белопольский
– “старение” фотонов).
(Климишин, стр. 290 – хаббловская зависимость лучевая скорость-расстояние)
Слайд 65История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Начало наблюдательной
космологии
Открытие красного смещения
Хаббл понимал значение своего открытия (эффект де Ситтера),
но вскоре потерял уверенность.
(Ефремов, стр. 209)
Слайд 66История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Изучение природы
тел Солнечной системы – комет и астероидов
Открытие Плутона (1930 г.)
Слайд 67История астрономии
На пути к современной астрономии (начало XX века)
Применение в
астрометрии атомных часов, установление неравномерности вращения Земли, движения полюсов