Како да се измери планета; Astrodicticum симплекс
Оваа статија е дел од Конкурсот за пишување на блогови ScienceBlogs 2018. Информации за процесот може да најдете овде. Читателите можат да ги оценат статиите и да освојат награда со гласање - деталите може да ги најдете овде. Преглед на сите статии што учествуваат на натпреварот може да најдете овде. Информации за авторите на написите за конкурсот може да се најдат во соодветните текстови.
————————————————————————————————————
Како да се измери планета
Пред околу една година се запрашав колку всушност тежат соларните сателити и како е можно да се одредат овие маси. Во тоа време, Уран беше близу до позицијата на опозицијата, т.е. во согласност со земјата и сонцето, и затоа засега решив да се ограничам на гасниот гигант. Архимед ми даде прв пристап: Дај ми каква било точка и ќе ја однесам земјата!. Па, зошто ова да не работи со Уран? Користејќи го законот за лостови, лесно можам да ја заклучам масата! За жал, хардверската продавница немаше доволно дрво за лост од ваков тип. Затоа, морав да смислам нешто друго ...
Од tonутн научивме дека орбитата на небесните тела околу aвезда зависи од масата на оваа централна starвезда. Уран има цела зоолошка градина месечини, па ако ги измерите орбитите на овие месечини, може да ја заклучите и масата на Уран. За да се примени овој план во пракса, најпрво беа потребни слики, слики кои покажуваат како сателитите на Уран кружат околу него. За среќа, како дел од групата за астрономија на моето училиште, можев да го искористам училишниот телескоп за ова набудување.
Сопствен телескоп на училиштето
Се разбира, не сакав да го забележам движењето на месечината Уран со визуелно набудување, па затоа и се фотографирав во 5 ноќи во октомври. На сликите изложени на шест секунди можете да ги видите Уран и неговите 4 најголеми придружници, Оберон, Титанија, Амбриел и Ариел.
Уран и неговите месечини
Само повторно поголемо!
Сега треба да прочитам нешто од овие незабележителни светлосни точки. За да дојдам до квинтесенција на снимките, најпрво ги калибрирав според астрономскиот стандард. Печатењето на темна слика - звучи комплицирано, но не е - е метод за елиминирање на целата светлина што не доаѓа од theвездите. Сликата со затворен капак на телескопот се одзема од светлата, т.е. сликите на планетата. Исто така, додадов околу 20-ина слики од секоја вечер за да можам да ги користам сите информации. Сега имав пет слики со пет различни позиции на Месечината.
Математика-ти превземаш!
Бидејќи орбитите на карпите орбитираат низ Уран не можат да се видат сами од петте слики, морав малку да помогнам. Со цел да ги филтрирам орбитите, прво ги прочитав релативните позиции на пиксели на месечините, во зависност од Уран. Астрономскиот софтвер PixInsight многу ми помогна. Јас ги користев само Оберон и Титанија затоа што другите две месечини беа премногу близу до планетата и затоа читањето не работеше оптимално.
Читање на пикселните координати
Јас ги внесов овие точки во картезијанскиот координатен систем. Благодарение на одличната функција на софтверот за геометрија Геогебра, успеав да ставам елипса низ пет точки од петте ноќи.
Елипса од Оберон
Навистина многу ексцентрична елипса. Зарем не треба да бидат скоро кружни орбити? Се согласувам! Сликите на небото се дводимензионални, но нашиот универзум е тродимензионален, ние не живееме во рамна земја.:) Елипсата е само проекција на реалната орбита, која е скоро кружна. Сега е потребно правилно да се измерат патеките, да се уништи елипсата! За да го направам ова, морам да донесам тешка артилерија ... Депроекцијата успеа со мала векторска пресметка.
Депројекција од Оберон
Речиси полувреме! Јас бев во можност да го пресметам орбиталното време на месечините Оберон и Титанија затоа што знаев колку време поминува помеѓу два дена на набудување.
Пресметано време во споредба со литературната вредност
За жал, сè уште ми недостасува радиус. Ова ми е достапно само во пиксели или како агол под кој се појавуваат овие пиксели. Не плашете се, камерата ми го дава аголот со кој се направени сликите, бидејќи покажува само одреден дел од небото. За да го претворите овој агол во апсолутни вредности, потребно е растојание до самиот гасен гигант.
Планета обратно
За да покажам како го одредив радиусот на лунарните орбити, мора да се вратам малку назад. Сликите од петте ноќи го покажуваат не само движењето на Арапите од Уран, туку и движењето на самиот Уран. Секако, планетата се движи околу Сонцето ... Погрешно! Уран се движи толку бавно што ова е земјата што поминува покрај Уран. Значи, гасниот гигант се движи наназад кога ќе се погледне од Земјата! Оваа очигледна промена се нарекува и ефект на паралакса.
Вака се движи Уран низ вселената!
Би можел да направам нешто со тоа! Ако знаете колку е силен овој ефект на паралакса, можете да го одредите растојанието до објектот. Со ова растојание сега ми беше можно да ги претворам вредностите на пикселите на радиусите на лунарната орбита во апсолутни вредности.
Споредба на пресметаните радиуси со литературните вредности
За кружно движење е т.н. центрипетална сила неопходни Единствената центрипетална сила во орбитите е Гравитациона сила во прашање.
Илустрација на центрипеталната сила
Извор: https: //de.wikipedia.org/ Автор: Тобијас Рутен
Лиценца: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/deed.de
Па сега ги изедначив формулите на двете сили, ги вметнав утврдените податоци за патеката во формулата и ги претворив во масата на централното тело! Et voilá:
Со податоците на Титанија, масата на Уран отстапува за само 0,2% од литературната вредност, со Оберон за само 1,7%
Сега измерив гигант за гас без конвенционална скала за домаќинство! Следниот пат кога сакате да побарате планетарна маса на Википедија, размислете двапати ако повеќе сакате сами да ја одредите.;)