Dette forvrængede sæt konstellationer er det, som vores fjerne forfædre så i natthimlen på 20.000 f.Kr. Mennesker har altid brugt de lyseste stjerner til at spore mønstre på himlen, men disse stjerner er generelt vores nærmeste naboer i galaksen og dem med de højeste ordentlige bevægelser.
Vi antager, at stjernernes positioner i himlen er evige. Men alt i rummet er i bevægelse. Når vores Mælkevej roterer, bæres vores sol en gang rundt i galaksen hvert 250 millioner år, langsomt driver op og ned gennem galakseens skive, som en hest på en karrusel. Stjernerne i galaksen trækker hinanden på tyngdekraften, hvilket tvinger dem til at skifte rundt. Astronomer kender mange klynger af unge stjerner, der dannede sig sammen og migrerer nu gennem galaksen som en gruppe. Og forskere kan identificere individuelle klyngemedlemmer, der er blevet kastet ud på grund af tyngdekræfter, der udøves af omgivende stjerner.
For det meste er bevægelser fra stjerner ikke tydelige i løbet af menneskelige livsspændinger. Konstellationerne dannet af stjerner har dog ændret udseende i løbet af den registrerede historie. Derudover ændrer adskillige stjerner, der ligger tæt på vores sol, markant deres placering fra det ene år til det næste, og himmelvågere med baghaveteleskoper kan se disse stjerners fremskridt.
I denne udgave af Mobile Astronomy fokuserer vi på vandrende stjerner. Vi vil fremhæve nogle hurtige bevægelser og fortælle dig, hvordan du ser dem ved hjælp af din foretrukne astronomi-app. Og vi vil fortælle dig, hvordan du kan genoprette, hvordan vores moderne konstellationer så ud, da menneskeheden først så billeder i stjernerne, såvel som vores efterkommere vil se i den fjerne fremtid. [Orion Transformed: Familiar Constellation Shift Over Millennia (Video)]
Stellar bevægelse 101
Fordi stjerner kan bevæge sig i en hvilken som helst retning i rummet, kan de bevæge sig sidelæns (sidelæns), radialt (mod eller væk fra vores solsystem) eller en kombination af begge disse typer bevægelse. Laterale bevægelser ændrer stjernekoordinater på himlen og omorganiserer gradvist vores stjernekort. Astronomer kan også måle Doppler-forskydningerne i en stjernespektrum for at bestemme, om en stjerne nærmer sig eller går tilbage fra vores solsystem, men sådan radial bevægelse ændrer ikke en stjernes position i vores himmel.
Astronomer bruger udtrykket "ordentlig bevægelse" til at beskrive ændringen i en stjernes position over tid set fra vores solsystem; de bruger også udtrykket "tilsyneladende bevægelse." Den opfattede bevægelse består faktisk af en blanding af en stjernes iboende bevægelse gennem galaksen plus ændringen i vores sols position i samme periode. (Vi vil ignorere ændringerne forårsaget af parallax, når Jorden kredser rundt om solen, fordi de gennemsnitlige ud over året.)
Korrekt bevægelse har en tendens til at være meget lille for fjerne stjerner og stor for tættere stjerner, skønt selv nærliggende stjerner kan have en korrekt bevægelsesværdi på nul, hvis de ikke bevæger sig sidelæns.
Inden computermaskiner blev tilgængelige, målte astronomer omhyggeligt deklinationen og højre-opstigningskoordinaterne for stjerner, skrev disse værdier ned i stjernekataloger og handplottede stjernerne på himmelkort. (R.A. og dec. På himmelkuglen, for at bruge målingernes forkortelser, er analoge med henholdsvis længdegrad og breddegrad på jordens jordklod.)
Efterhånden som instrumenteringen blev bedre, fandt astronomer, at nogle stjerner ændrede deres position over tid, så kataloger og diagrammer måtte regelmæssigt opdateres og genudgives - generelt hvert femte år. Til sidst inkluderede stjernekataloger den hastighed og retning, som stjernerne bevægede sig. I dag hostes og opdateres online digitale stjernekataloger af U.S. Naval Observatory og andre offentlige organisationer. Mobil astronomi-apps og desktop planetarium-software henter regelmæssigt disse kataloger og bruger dataene til at vise hver stjerne i sin korrekte position på en given dato.
For at kortlægge stjernernes bevægelse endnu mere præcist har forskere sendt flere missioner i rummet. Hipparcos-rumfartøjet tager sigte på at måle stjernepositioner nøjagtigt for at hjælpe forskere med at lære mere om galaksen. En opfølgende mission ved navn Gaia måler i øjeblikket en milliard stjerner med høj nøjagtighed. Disse oplysninger vil snart informere astronomi-apps. Og ikke kun vil informationen hjælpe med at gøre vores nattehimmel-modeller mere nøjagtige, men astronomer kan også bruge stjernebevægelse til at studere, hvordan galaksen er struktureret og udvikler sig. [Dette 3D-farvekort med 1,7 milliarder stjerner i Mælkevejen er det bedste nogensinde]
Se konstellationer ændres over tid
Mange af vores 88 moderne konstellationer har deres oprindelse i babylonsk astronomi. Omkring 1370 f.Kr. tog de gamle astronomer opmærksom på forholdet mellem årstiderne og stjernerne og skabte de tidligste kendte stjernekataloger: De tre stjerner hver liste og Mul.Apin, som begge overlever som stentavler. Denne viden blev senere videregivet til de gamle grækere, der lagde grundlaget for moderne vestlig astronomi. De moderne stjernetegn konstellationer - inklusive Tyren, tyren; Leo, løven; og Scorpius, skorpionen - optrådte først i de gamle tekster.
På grund af handlingen med den rette stjernebevægelse gennem årtusinder ændres konstellationerne, vi ser i dag, fra stjernemønstrene, som babylonierne så. I de fleste tilfælde er ændringerne næppe mærkbare, men nogle få er let synlige. Avancerede astronomi-apps som SkySafari 6, Stellarium Mobile og Star Walk 2 giver dig mulighed for at se himlen i forskellige tidsepoker, så du kan rejse tilbage i tiden for at se den gamle himmel og få et forhåndsvisning af himlen, som vores efterkommere vil nyde i den fjerne fremtid.
Nogle apps kræver, at du manuelt indtaster det år, du gerne vil se eller rulle gennem årene i rækkefølge. Med SkySafari 6 kan du nemt hoppe gennem tiden. I denne app skal du åbne menuen Indstillinger. Aktivér indstillingen Korrekt bevægelse under præcessionen. (Denne ændring kan være permanent. Det vil ikke påvirke din regelmæssige brug af appen.) Under Koordinater skal du skifte til Ecliptic. Under Horizon and Sky skal du deaktivere Daylight og Horizon Glow og derefter deaktivere "Show horizon and sky." Til denne demonstration kan jeg også skjule planeterne. Sørg for, at konstellationernes linjer vises. Stjernavne er valgfri.
Når du forlader menuen Indstillinger, viser din apps skærm en mørk himmel uden nogen skjult horisont, uanset tidspunkt på dagen. Søg og vælg en konstellation. Ursa Major er et godt valg, fordi alle er bekendt med denne stjernebilledets Big Dipper-asterisme. Brug centerikonet til at holde Ursa Major på plads, og åbn derefter tidsstrømstyringen.
Tryk på den aktuelt viste årværdi. Under etiketten for ugedagen vises en boks, "1 år." Tryk på den boks for at åbne et tastatur og indtaste et stort antal, siger 500 eller 1.000. (Brug DEL-tasten til at slette standard "1", før du indtaster din værdi.) Når du er færdig, skal du trykke på den samme boks for at lukke tastaturet. Hver gang du øger året, springer det nu med det beløb, du har indtastet, dvs. 500 år. (Samme forøgelse gælder, hvis du skifter til dage, timer, minutter osv.)
Med Ursa Major centreret, lad tid til at flyde fremad eller bagud. Konstellationen vil fordreje, når stjernerne bevæger sig gennem galaksen. Indstil året til 1480 f.Kr. for at vise stjernebilledet, som de gamle babylonere så det. Eller gå langt ind i fremtiden for at se, hvordan vores efterkommere vil se himlen. Skriv Nu-knappen for at vende tilbage til den aktuelle dag. (I SkySafari 6 kan du direkte indtaste et bestemt år i menuen Indstillinger for dato og tid.)
Mens appen er konfigureret på denne måde, kan du tjekke andre eksempler på konstellationer, der hurtigt udvikler sig. Altair i Aquila, ørnen og Arcturus i Boötes, besætningen, er to lyse, blotte øje-stjerner, der har relativt høje korrekte bevægelsesværdier (henholdsvis 0,66 og 2,28 lysbuer pr. År). To lysere stjerner, navngivet Tarazed og Alshain, flanke Altair. I den moderne himmel danner disse stjerner en bøjet linje med Altair i midten - som om disse flankerende stjerner er ørnens "ører". For tusind år siden sad Altair direkte mellem dem, og i babylonsk tid var Altair "under" dem, hvilket fik de to flankerende stjerner til at virke mere som "antenner."
Arcturus er den meget lyse, orange stjerne, der sidder ved bunden af den dragereformede stjernebillede Boötes. Det er i den vestlige tidlige aftenhimmel i løbet af september. Stjernerne Zeta Boötes og Muphrid sidder henholdsvis sydøst og sydvest for Arcturus og danner hyrdmandens stubbe ben. Arcturus bevæger sig mod syd. For to årtusinder siden var det meget længere væk fra disse stjerner, og 3.000 år fra nu af vil Arcturus sidde mellem dem - som om han udfører opdelingen!
Barnards stjerne
Vi kan bruge astronomi-apps til at se, hvordan stjerner med meget høj ordentlig bevægelse ændrer deres position år for år. Se for eksempel til den røde dværg Barnard's Star, der ligger kun 6 lysår fra solen. Stjernen får sit navn fra den amerikanske astronom E.E. Barnard, som i 1919 bestemte, at denne stjerners bevægelse over himlen er 10,3 bue sekunder om året - den største rette bevægelse af en stjerne i forhold til solen. (En fuldmåne er 1.800 lysbue sekunder over).
Barnards Stjerne ligger i stjernebilledet Ophiuchus, som findes i den sydvestlige himmel i september aftener. I en visuel styrke på +9,53 er stjernen tæt på synlighedsgrænsen ved hjælp af 10 x 50 kikkert, men et baghavet teleskop kan afsløre denne stjerne for dig. Din astronomi-app viser hurtigt den hurtige bevægelse af Barnards Stjerne over himlen.
Indstil din app's tid til ca. kl. lokal tid. Brug menuen Søgning til at finde Barnards Star (andre katalognavne til den inkluderer V2500 Ophiuchi og HIP87937), og brug derefter Center-ikonet til at placere stjernen i midten af appens display. Zoom ind, indtil den nærliggende lyse stjerne 66 Ophiuchi (eller 66 Oph) er synlig nær kanten af skærmen.
Åbn tidskontrollerne, og tryk på året for at vælge enheden som tidsforøgelse. Når du nu trykker på pilikonerne, flyder tiden fremad eller baghaven et år ad gangen. Hvert år fremover skifter Barnards stjerne mod øverste højre, væk fra 66 Oph. Da astronomen Barnard målte sin stjerne i 1919, blev den placeret til højre nederst til 66 Oph.
For selv at spore bevægelsen fra Barnard's Star, prøv at finde den i dit teleskop (et GoTo-system vil hjælpe) og tegne stjernefeltet omkring det. Hvert år eller derover, kig igen og tegne stjernefeltet igen. Til sidst vil dens vej blive synlig. Astrofotografer kan forestille stjernefeltet og skabe en flerårig komposit for at vise stjernens bevægelse.
Du kan også teste din app på nogle andre hurtigt bevægende stjerner, herunder 61 Cygni i Cygnus og Groombridge 1830 og Lalande 21185, begge i Ursa Major. (Brug på dette tidspunkt i året kl. 17 lokal tid, når disse stjerner er godt placeret på himlen.)
I kommende udgaver af Mobile Astronomy vil vi fremhæve nogle efterårsstjernemarkeringer, diskutere, hvordan du bruger mobile apps til at planlægge og logge dine astronomiske observationer og mere. Indtil da skal du kigge op!
Redaktørens note: Chris Vaughan er en astronomisk offentlig opsøgende og uddannelsesspecialist hos AstroGeo, medlem af Royal Astronomical Society of Canada, og operatør af det historiske 74,8 tommer (1,88 meter) David Dunlap Observatorium-teleskop. Du kan nå ham via e-mail og følge ham på Twitter @astrogeoguy såvel som på Facebook og Tumblr.
Denne artikel blev leveret af Simulation Curriculum, lederen inden for rumvidenskabets pensumløsninger og skaberne af SkySafari-appen til Android og iOS. Følg SkySafari på Twitter @SkySafariAstro. Følg os @ Spacedotcom, Facebook og Google+. Original artikel på Space.com.
