-Những ngôi sao không bao giờ mọc v những ngôi sao không bao giờ
lặn: Tại một vĩ độ nhất định trên bề mặt Trái Đất. Nếu điểm quan sát ở bán
cầu Bắc của Trái Đất thì vùng không gian của thiên cầu chứa thiên cực Bắc
đuợc giới hạn vòng vĩ tuyến nhật động trên thiên cầu m tiếp xúc với
đuờng chân trời tại một điểm phía Bắc sẽ chứa những ngôi sao không bao
giờ lặn.
Tuơng tự, vùng không gian của thiên cầu chứa thiên cực Nam ( quan sát
viên ở thiên cực Bắc không nhìn thấy) đuợc giới hạn bởi vòng vĩ tuyến
nhật động trên thiên cầu m tiếp xúc với đuờng chân trời tại một điểm phía
Nam, sẽ chữa những ngôi sao không bao giờ mọc.
Chúng ta có thể định nghiã hiện tuợng tuơng tự đối với quan sát viên ở
một điểm bất kỳ ở nam bán cầu.
-Thiên cầu Bắc v thiên cầu Nam: Xícdạo trời chia thiên cầu thnh hai
nửa: Nửa chứa thiên cực Bắc gọi l thiên cầu Bắc, nửa kia chứa thiên cực
Nam gọi l thiên cầu Nam.
II.Các hệ toạ độ cơ bản
1.Hệ toạ độ đuờng chân trời.
Trong hệ toạ độ ny, hai khái niệm cơ bản l mặt phẳngtrời v thiên
đỉnh.
Những vòng tròn lớn qua thiên đỉnh vuông góc với đuờng chân trời gọi
l vòng thẳng đứng.
Giả sử có một ngôi sao S trên thiên cầu. Toạđộ của sao S sẽ đuợc biểu
diễn qua hai thông số: Độ cao v phuơng vị.
-Độ cao của thiên thể l khoảng cách góc từ đuờng chân trờ đến thiên
thể trên vòng thẳng đứng đi qua thiên thể. Trong một số truờng hợp nguời
ta dùng khoảng cách thiên đỉnh để thay chodọ cao. Đó chính l khoảng
cách góc tính từ thiên đỉnh đến thiên thể trên vòng thẳng đứng đi qua thiên
thể.
Độ cao h
Khoảng cách thiên đỉnh z: z= 90
0
-h
-Phuơng vị A l khoảng cách góc giữa mặt phẳng chứa kinh tuyến trời
(gọi tắt l mẳt phẳng kinh tuyến trời) v mặt phẳng chứa vòng thẳng đứng
qua thiên thể. Giá trị của phuơng vị tính theo chiều kim đồng hồ.
2.Hệ toạ độ xích đạo
Khái niệm cơ bản l mặt phẳng xích đạo trời, thiên cực Bắc v thiên cực
Nam. Mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng xích đạo chứa cực vũ trụ v cắt
thien cầu theo một vòng tròn lớn đi qua sao S gọ l mặt xích vĩ. Vòng tròn
trên gọi l vòng xích vĩ hay vòng giờ.
Vị trí của sao S trên thiên cầu đuợc xác định bởi hai thông số: xích vĩ v
góc giờ.
-Xích vĩ của thiên thể l khoảng cách góc tính từ xích đạo trời đến
thiênthể trên vòng xích vĩ đi qua thiên thể . đơn vị tính l độ, radian. Giá
trị của xích vĩ tính từ 0
0
90
0
. Nếu thiên thể ở trên thiên cầu Bắc thì xích
vĩ có giá trị duơng, còn nếu ở thiên cầu nam thì sẽ có giá trị âm.
Trong một số truơng hợp nguời ta thay xích vĩ bằng khoảng cách cực
p. Khoảng cách cực p đuợc tính từ cực vũ trụ đén thien thể trên vòng xích
vĩ qua thiên thể.
p = 90
0
-
- Góc giờ t l khoảng cách góc giữa mặt phẳng kinh tuyến trời v mặt
phẳng xích vĩ đi qua thiên thể Góc giờ đợc tính theo đơn vị thời gian.
Giá trị của góc giờ đợc tính theo chiều kim đồng hồ từ 0h00m00s đến
24h00m00s. Nh vậy do nhật động góc giờ t thay đổi.
Hệ toạ độ ny còn đuợc gọi l hệ toạ độ xích đạo thứ nhất. Để tiện lợi
cho quá trình đo đạc thiên văn, các nh thiên văn đa vo một hệ toạđộ mới
gọi l hệ toạ độ xích đạo thứ hai. Về cơ bản hệ toạ độ thứ hai giống nh hệ
toạ độ thứ nhất chỉ khác l thay góc giờ t bằng một thông số khác gọi l
xích kinh.
Mặt phẳng hong đạo: Mặt phẳng chứa quỹ đạo của Trái Đất cắt thiên
cầu theo một vòng tròn lớn gọi l vòng hong đạo, v mặt phẳng đó gọi l
mặt phẳng hong đạo.
Vòng hong đạo cắt mặt phẳng xích đạo trời tại hai điểm l xuân phân
v thu phân. Hai điểm ny l cố định trên xích đạo trời.
Để khắc phục sự thay đổi giá trị của góc giờ t theo thời gian, các nh
thiên văn lây điểm xuân phân lm mốc để tính một đơn vị mới, xích kinh.
Nh vậy xích kinh của thiên thể S lkhoảng cách góc giũa vòng giờ qua
thiênthể v vòng giờ đi qua điểm xuân phân .
Do điểm xuân phân l cố định nên nó cùng tham gia vo nhật động. Vì
lý do ny m giá trị của xích kinh của thiên thể không thay đổi . giá trị của
xích kinh cũng đợc tình theo đơn vị thời gian.
Ng
y nay, hầu hết các đi thiên văn trên thể giới đều sử dụng hệ toạ độ
xích đạo thứ hai để xác định vị trí cuả các thiên thể trên bầu trời vì những
tiện lợi của hệ toạ độ ny.
3.Hệ toạ độ hong đạo
Mặt cơ bản l mặt phẳng hong đạo. Các điểm cơ bản l hong cực, bao
gồm hong cực bắc v hong cực Nam. Các vòng trong đi qua hong cực
v vuông góc với mặt phẳng hong đạo gọi l hong vĩ.Toạ độ của ngôi sao
đợc biểu diễn bởi hai thông số l hong kinh v hong vĩ.
Hong vĩ l khoảng cách góc tính từ mặt phẳng hong đạo đến ngôi sao
trên hong vĩ. Hong vĩ có giá trị từ 0 -
90
0
.
Hong kinh l khoảng cách góc tính giữa vòng hong vĩ đĩ qua ngôi sao
v vòng hong vĩ đi qua điểm xuân phân. Hong kinh có giá trị từ 0 đến
360
0
.
4.Hệ toạ độ thiên h
Mặt cơ bản l mặt phẳng thiên h.
III.Các phép đo thời gian trong thiên văn học
1.Giờ sao: Khoảng cách giữa hai lần liên tiếp điểm xuân phân đi qua vị
trí cao nhất ở một địa điểm gọi l ngy sao.
Cũng giống nh ngy bình thờng,ngỳa sao đợcchia lm 24 giờ, mỗi
giờ có 60 phút, mội phút lại đợc chia thnh 60giây.
Giờ sao tại một thời điểm có giá trị bằng xích kinh của thiên thể ở vị trí
cao nhất.
2.Giờ Mặt trời thực: Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp tâm của
đĩa Mặt trời thực đi qua vị trí cao nhất ở một địa điểm gọi l ngy Mặt trời
thực. Một ngy Mặt Trời thực đợc chia lm 24 giờ, mồi giờ 60 phút, mỗi
phút 60giây.
3.Giờ mặt trời trung bình: Do Trái Đất chuyển động không đều xung
quanh Mặt Trời ở những thời gian khác nhau trong năm. Hơn nữa do hong
đạo nghiêng với xích đạo trời nên các ngy Mặt trời thực khoong bằng
nhau. Vì vậy các nh thiên văn phải đa vo một khái niệm mới gọi l ngy
Mặt trời trung bình.
III.Độ sáng, cấp sao, độ trng. Mu sắc v phổ của sao
Các sao phát ra ánh sáng. Có sao sáng, sao mờ. Nh vậy cần thiết phải
có một tiêu chuẩn nhát định để đánh giá khả năng phát sáng của sao.
1.Độ sáng biểu kiến v cấp sao biểu kiến
Độ sáng biểu kiến l độ sáng của ngôi sao m chúng ta nhìn thấy từ
Trái Đất. Căn cứ vo độ sáng biểu kiến, các nh thiên văn phân các sao
thnh các cấp tuỳ theo độ sáng của chúng. Theo quy định, độ sáng biểu
kiến của hai cấp sao liên tiếp l một cấp số nhân với hệ số k = 2,512.
Các sao cng mờ thì cấp sao cng lớn v có cấp sao dơng. Ngợc lại
các sao cng sáng có cấp sao cng nhỏ, thậmchí có sao có cấp sao âm.
Mắt thờng có thể nhìn đợc sao cấp +6 trong điều kiện quan sát tốt. Vì
vậycác nh thiên văn quy định sao cấp 1 sáng hơn sao cấp 6 l 100 lần.
Nh vậy k
5
=100 (1)
Suy ra k=
5
100
k =2,512
Kí hiệu cấp sao l m v m đợc gọi l cấp sao biểu kiến.
Nếu ta có hai sao có cấp sao lần lợt l m v m ( m>m). Tức l sao có
cấp sao m mờ hơn sao có cấp sao m. Độ sáng biểu kiến của hai sao l e
m
v e
m
.
Ta có tỷ số
'm
m
e
e
= k
m-m
log e
m
- loge
m
= (m-m)logk (2)
Từ (1) k
5
=100 nên logk = 0,4.
Nh vậy (2) sẽ có dạng:
loge
m
- loge
m
= 0,4 (m-m) (3)
hay m-m = 2,5 (log e
m
loge
m
) (4)
2.Độ sáng tuyệt v cấp sao tuyệt đối
Độ sáng biểu kiến của ngôi sao phụ thuộc vo khoảng cách của ngôi
sao đó tới Trái Đất. Nh vậy nó không phản ánh đợc độ sáng thực của
ngôi sao. Vì vậy để biết đợc độ sáng thực của ngôi sao, các nh thiên văn
phải so sánh chúng ở cùng một khoảng cách. Theo quy ớc thì khoảng
cách đó l 10 parsec ứng với thị sai l 0,1.
Cấp sao tuyệt đối của một ngôi sao l cấp sao của nó khi ngôi sao đó ở
cách chúng ta 10 parsec. Tơng tự ta có độ sáng tuyệt đối của ngôi sao.
Ký hiệu cấp sao tuyệt đối của ngôi sao l M
Giả sử có một ngôi sao ở cách chúng ta khoảng cách D, với cấp sao
biểu kiến l m v cấp sao tuyệt đối l M. D l khoảng cách có giá trị l 10
passec.
Vì vẻ sáng của ngôi tỷ lệ với bình phơng khoảng cách.
k
m-M
=
2
0
2
D
D
2,512
m-M
=
2
0
2
D
D
(5)
Từ thức (4) v (5) ta có:
M m = 2,5 log
2
0
2
D
D
= 5 (logD
0
log D)
Với D
0
= 10 parsec
M - m = 5 - 5logD
M = m + 5 - 5logD
Ví dụ: Cấp sao biểu kiến của Mặt trời l m=-26,8. Mặt trời cách chúng
ta khoảng cách D = 1/206265 parsec.
Cấp sao tuyệt đối của Mặt trời:
M = -26,8 + 5 + 5log206265
M = +4,79
3.Độ trng
Độ trng của ngôi sao l tỷ số giữa độ sáng tuyệt đối của ngôi sao đó
với độ sáng tuyệt đối của Mặt Trời.
Gọi độ trng của một ngôi sao l L. Ta có:
L=2,512
4,79-M
4.Mu sắc của sao
Khi ngớc nhìn lên bầu trời chúng ta nhận thấy rằng có những ngôi sao
mu xanh, có những sao mu đỏ, lại có những sao khác nữa mu cam. Sở dĩ
các ngôi sao có mu sắc khác nhau bởi chúng có nhiệt độ bề mặt khác
nhau. Những ngôi sao mu xanh có nhiệt độ cao hơn những ngôi sao mu
cam hoặc đỏ. Ngôi sao phát ra ánh sáng trắng hoặc xanh có nhiệt độ bề
mặt trên 10,000K, trong khi những ngôi sao mu vng, đỏ có nhiệt độ bề
mặt dới 6500K. Chẳng hạn, sao Chức Nữ (Vega) phát ra ánh sáng mu
xanh có nhiệt độ bề mặt hơn 18,000K, sao Thiên Lang (Sirius) cũng thế.
Ngợc lại Mặt Trời của chúng ta phát ra ánh sáng mu vng có nhiệt độ bề
mặt tơng đơng 5800K. Những sao khổng lồ đỏ nh Tâm Tú hay còn gọi
l sao Thơng (Antares) có nhiệt độ bề mặt tơng đơng 3500KNói
chung nhiệt độ của sao thờng biến thiên từ 2500K đến 40,000K.
Nhiệt độ của ngôi sao lại phụ thuộc v kích thớc v khối lợng của nó.
Những sao có kích thớc lớn hơn Mặt Trời nhiều lần thờng có nhiệt độ bề
mặt thấp nên có mu đỏ, những sao ny thờng gọi l các sao khổng lồ đỏ.
Hầu hết các sao khổng lồ đỏ l những sao có khối lợng lớn ở giai đoạn
cuối của cuộc đời. Những ngôi sao ny sau khi tổng hợp hết Hydro thnh
Helium liền chuyển sang các pha tổng hợp Helium thnh các nguyên tố
nặng hơn nh Cacbon, Nito Sau mỗi pha tổng hợp mới năng lợng giải
phóng đợc tăng cờng, sự cân bằng thuỷ tĩnh giữa lực hấp dẫn v bức xạ
của lớp bao đã đẩy lớp bao cùng với khí quyển sao ra ngoi lm tăng kích
thớc của sao. Nhiệt độ khí quyển sao bị phân tán vo môi trờng giữa các
vì sao.Trong khi đó lõi sao tiếp tục co lại, nhiệt độ tăng v trong lõi sao
yiếp tục các pha tổng hợp mới thnh các nguyên tố nặng hơn Quá trình
tổng hợp ny sẽ dừng lại ở nguyên tố sắt. Lõi sao trở thnh một sao lùn
trắng hoặc sao neutron tuỳ thuộc vo khối lợng của sao.
Ngoi những sao khổng lồ đỏ, trong vũ trụ có những sao có kích thớc
nhỏ phát ra ánh sáng yếu ớt mu đỏ hoặc nâu đỏ. Chúng gọi l các sao lùn
đỏ hoặc nâu tuỳ thuộc vo mu sắc. Có những sao lùn đen chỉ phát ra ánh
sáng hồng ngoại do nhiệt độ thấp không đủ để châm ngòi cho các phản
ứng tổng hợp hạt nhân Những sao lùn đỏ, nâu hoặc đen thờng l những
sao lùn trắng ở giai đoạn cuối của cuộc đời hoặc l những tiền saocó khối
lợng nhỏ hơn 0,8 khối lợng của Mặt Trời. Với khối lợngnhỏ thế chúng
không thể tạo ra đợc nhiệt độ ở tâm để châm ngòi cho các phản ứng hạt
nhân.
Nhng cũng có những sao khổng lồ xanh hoặc trắng. Đây l những sao
có khối lợng lớn v mới ở giai đoạn đầu của quá trình tiến hoá. Một điều
chú ý l những sao có khối lợng cng lớn thì tiến hoá cng nhanh, tức l
tuổi thọ cng ngắn. Mặt Trời của chúng ta l một ngôi sao có khối lợng
trung bình nên sẽ tồn tại trong khảng 10 tỷ năm. Ngợc lại những ngôi sao
có khối lợng lớn chỉ tồn tại trong vi tỷ năm, vi trăm triệu năm, thậm chí
vi chục triệu năm. Nguyên do bởi vì, những sao có khối lợng cng lớn.
nhiệt độ cng cao do đó các phản ứng tổng hợp hạt nhân diễn ra sẽ cng
nhanh v do đó ngôi sao sẽ có tốc độ tiến hoá nhanh. Nh vậy sẽ có tuổi
đời ngắn hơn. Những sao có khối lợng nhỏ có tốc độ tiến hoá chậm chạp,
chúng gặm nhấm nhiên liệu một cách từ tốn.
Các nh thiên văn phân loại phổ sao dựa trên mu sắc của chúng. Các
chữ cái O, B, A, F, G, K, M đợc dùng để biểu diễn phổ sao. Ngoi ra, các
nh thiên văn còn chia thnh các loại phổ chi tiết bằng việc sử dụng các
con số từ 0 đến 9 ứng với mỗi chữ cái. Chẳng hạn, những sao mu xanh
hoặc trắng có nhiệt độ bề mặt cao có loại phổ l O, B nh Rigel (B8) .
Những sao có nhiệt độ bề mặt trung bình nh Mặt Trời có loại phổ l G2.
Còn những sao có nhiệt độ bề mặt thấp thì có phổ l K,M nh Aldebaran
(K5), Betelgeuse (M2)
Biểu đồ H-R đợc dùng để biểu diễn độ sáng v phổ sao. Trên biểu đồ
ny chúng ta nhận thấy có một số đặc trng, trong đó, phần lớn các ngôi
sao đều tập trung thnh một dải gọi l dải thứ tự sao chính. Ngoi ra vùng
phía trên bên trái l tập trung những sao khổng lồ đỏ, vùng phía dới bên
phải tập trung những sao nhỏ sáng l những sao lùn trắng. Những ngôi sao
nằm trên dải thứ tự sao chính thờng l những sao đang ở giữa của quá
trình tiến hoá.
Ngoi ra, các nh thiên văn còn sử dụng biểu đồ Hyashi để biểu diễn
quá trình tiến hoá của sao theo độ trng v khối lợng. Nhìn vo các đờng
tiến hoá Hyashi chứng ta có thể hình dung những diễn biến chính về các
giai đoạn khác nhau trong suốt quá trình tiến hoácủa một ngôi sao theo
khối lợng của nó.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét