Deze vervormde reeks sterrenbeelden is wat onze verre voorouders zagen in de nachtelijke hemel van 20.000 voor Christus. Mensen hebben altijd de helderste sterren gebruikt om patronen in de lucht te volgen, maar die sterren zijn over het algemeen onze naaste buren in de melkweg en die met de hoogste eigenbewegingen.
We nemen aan dat de posities van de sterren aan de hemel eeuwig zijn. Maar alles in de ruimte is in beweging. Terwijl onze Melkweg roteert, wordt onze zon elke 250 miljoen jaar eenmaal rond de melkweg gedragen, langzaam op en neer drijvend door de schijf van de melkweg, als een paard op een carrousel. De sterren in de melkweg trekken gravitatief aan elkaar, waardoor ze moeten bewegen. Astronomen kennen veel clusters van jonge sterren die samen zijn gevormd en die nu als groep door de melkweg migreren. En wetenschappers kunnen individuele clusterleden identificeren die zijn uitgestoten als gevolg van zwaartekrachtkrachten die door omringende sterren worden uitgeoefend.
De bewegingen van sterren zijn voor het grootste deel niet duidelijk in de loop van het menselijk leven. De sterrenbeelden die door sterren zijn gevormd, zijn echter veranderd gedurende de geregistreerde geschiedenis. Bovendien veranderen verschillende sterren dicht bij onze zon hun locatie merkbaar van het ene jaar op het andere, en skywatchers met telescopen in de achtertuin kunnen de voortgang van deze sterren volgen.
In deze editie van Mobile Astronomy richten we ons op zwervende sterren. We belichten enkele snelbewegende en vertellen je hoe je ze kunt zien met je favoriete astronomie-app. En we zullen je vertellen hoe je opnieuw kunt creëren hoe onze moderne sterrenbeelden eruit zagen toen de mensheid voor het eerst foto's in de sterren zag, en wat onze nakomelingen in de verre toekomst zullen zien. [Orion Transformed: Familiar Constellation Will Shift Over Millennia (Video)]
Stellaire beweging 101
Omdat sterren in elke richting in de ruimte kunnen bewegen, kunnen ze lateraal (zijwaarts), radiaal (richting of weg van ons zonnestelsel) of een combinatie van beide soorten beweging bewegen. Laterale bewegingen veranderen de coördinaten van sterren aan de hemel, waardoor onze sterrenkaarten geleidelijk worden herschikt. Astronomen kunnen ook de Doppler-verschuivingen van het spectrum van een ster meten om te bepalen of een ster ons zonnestelsel nadert of zich terugtrekt, maar een dergelijke radiale beweging zal de positie van een ster aan onze hemel niet veranderen.
Astronomen gebruiken de term "eigen beweging" om de verandering in positie van een ster in de tijd te beschrijven, gezien vanuit ons zonnestelsel; ze gebruiken ook de term 'schijnbare beweging'. Die waargenomen beweging bestaat eigenlijk uit een mix van de inherente beweging van een ster door de melkweg plus de verandering in de positie van onze zon in dezelfde periode. (We zullen de veranderingen negeren die worden veroorzaakt door parallax terwijl de aarde om de zon draait, omdat die gemiddeld over het jaar uitkomen.)
Een goede beweging is meestal erg klein voor verre sterren en groot voor dichterbij gelegen sterren, hoewel zelfs nabije sterren een juiste bewegingswaarde van nul kunnen hebben als ze niet zijwaarts bewegen.
Voordat computermachines beschikbaar kwamen, maten astronomen de coördinaten van de declinatie en de rechte klimming van sterren zorgvuldig, schreven deze waarden op in stercatalogi en tekenden de sterren met de hand op sterrenkaarten. (R.A. en Dec. op de hemelbol, om de afkortingen van de metingen te gebruiken, zijn analoog aan respectievelijk de lengte- en breedtegraad op de aardbol.)
Naarmate de instrumentatie verbeterde, ontdekten astronomen dat sommige sterren hun posities in de loop van de tijd veranderden, dus catalogi en grafieken moesten regelmatig worden bijgewerkt en opnieuw worden uitgegeven - meestal om de vijf jaar. Uiteindelijk bevatten stercatalogi de snelheid en richting die de sterren bewogen. Tegenwoordig worden online digitale sterrencatalogi gehost en bijgewerkt door de U.S. Naval Observatory en andere openbare organisaties. Mobiele astronomie-apps en desktop planetarium-software downloaden die catalogi regelmatig en gebruiken de gegevens om elke ster op een bepaalde datum op de juiste plaats weer te geven.
Om de stellaire beweging nog nauwkeuriger in kaart te brengen, hebben onderzoekers meerdere missies de ruimte in gestuurd. Het ruimtevaartuig Hipparcos ging op zoek naar het nauwkeurig meten van sterposities om wetenschappers te helpen meer te leren over de melkweg. Een vervolgmissie genaamd Gaia meet momenteel een miljard sterren met hoge nauwkeurigheid. Die informatie zal binnenkort astronomie-apps informeren. En niet alleen zal de informatie helpen om onze nachthemelmodellen nauwkeuriger te maken, maar astronomen kunnen ook stellaire beweging gebruiken om te bestuderen hoe de melkweg is gestructureerd en evolueert. [Deze 3D-kleurenkaart van 1,7 miljard sterren in de Melkweg is de beste ooit]
Constellaties zien veranderen in de tijd
Veel van onze 88 moderne sterrenbeelden vinden hun oorsprong in de Babylonische astronomie. Rond 1370 voor Christus namen die oude astronomen nota van de relatie tussen de seizoenen en de sterren en creëerden de vroegst bekende stercatalogi: de lijst met drie sterren en elke Mul.Apin, die beide overleven als stenen tabletten. Die kennis werd later doorgegeven aan de oude Grieken, die de basis legden voor de moderne westerse astronomie. De moderne sterrenbeelden van de dierenriem - inclusief Stier, de stier; Leo, de leeuw; en Scorpius, de schorpioen - verscheen voor het eerst in die oude teksten.
Als gevolg van de actie van de stellaire eigen beweging gedurende millennia, worden de sterrenbeelden die we vandaag zien veranderd van de sterpatronen die de Babyloniërs zagen. In de meeste gevallen zijn de veranderingen nauwelijks merkbaar, maar een paar zijn gemakkelijk te zien. Met geavanceerde astronomie-apps zoals SkySafari 6, Stellarium Mobile en Star Walk 2 kun je de lucht in verschillende tijdperken bekijken, zodat je terug in de tijd kunt reizen om de oude lucht te zien en een voorbeeld kunt zien van de lucht die onze nakomelingen in de verre toekomst zullen genieten.
Voor sommige apps moet u handmatig het jaar invoeren dat u wilt zien of door de jaren heen bladeren. Met SkySafari 6 kun je gemakkelijk door de tijd springen. Open in deze app het menu Instellingen. Schakel onder het item Precessie de optie Juiste beweging in. (Deze wijziging kan permanent zijn. Dit heeft geen invloed op uw normale gebruik van de app.) Schakel onder Coördinaten over op Ecliptica. Schakel onder Horizon en Sky Daylight en Horizon Glow uit en schakel vervolgens "Show horizon and sky" uit. Voor deze demonstratie verstop ik ook graag de planeten. Zorg ervoor dat de lijnen van de sterrenbeelden worden weergegeven. Sternamen zijn optioneel.
Bij het verlaten van het instellingenmenu, zal het scherm van uw app een donkere lucht tonen, zonder enige verduisterende horizon, ongeacht het tijdstip van de dag. Zoek en selecteer een sterrenbeeld. Ursa Major is een goede keuze, omdat iedereen bekend is met het Big Dipper-asterisme van dit sterrenbeeld. Gebruik het middenpictogram om de Grote Beer op zijn plaats te houden en open vervolgens de tijdstroomregelaars.
Tik op de momenteel weergegeven jaarwaarde. Onder het label voor de dag van de week wordt een vak met de tekst '1 jaar' weergegeven. Tik op dat vak om een toetsenblok te openen en een groot aantal in te voeren, bijvoorbeeld 500 of 1.000. (Gebruik de DEL-toets om de standaard "1" te verwijderen voordat u uw waarde invoert.) Tik als u klaar bent op hetzelfde vak om het toetsenblok te sluiten. Nu, elke keer dat u het jaar verhoogt, springt het met het bedrag dat u hebt ingevoerd, d.w.z. 500 jaar. (Dezelfde verhoging is van toepassing als u overschakelt naar dagen, uren, minuten, enz.)
Laat Ursa Major centraal staan en laat de tijd vooruit of achteruit stromen. Het sterrenbeeld zal vervormen als de sterren door de melkweg bewegen. Stel het jaar in op 1480 voor Christus. om het sterrenbeeld te laten zien zoals de oude Babyloniërs het zagen. Of ga ver de toekomst in om te zien hoe onze nakomelingen de lucht zullen zien. Typ de knop Nu om terug te keren naar de huidige dag. (In SkySafari 6 kunt u rechtstreeks een specifiek jaar invoeren in het instellingenmenu Datum en tijd.)
Terwijl de app op deze manier is geconfigureerd, kunt u andere voorbeelden van snel evoluerende sterrenbeelden bekijken. Altair in Aquila, de adelaar, en Arcturus in Boötes, de herder, zijn twee heldere sterren met het blote oog die relatief hoge eigenbewegingswaarden hebben (respectievelijk 0,66 en 2,28 boogseconden per jaar). Twee zwakkere sterren, Tarazed en Alshain genaamd, flankeren Altair. In de moderne lucht vormen deze sterren een gebogen lijn, met Altair in het midden - alsof die flankerende sterren de 'oren' van de adelaar zijn. Duizend jaar geleden zat Altair direct tussen hen in en in de Babylonische tijd bevond Altair zich 'onder' hen, waardoor de twee flankerende sterren meer op 'antennes' leken.
Arcturus is de zeer heldere, oranje ster die aan de voet van het vliegervormige sterrenbeeld Boötes zit. Het is in de westelijke vroege avondhemel in september. De sterren Zeta Boötes en Muphrid zitten respectievelijk ten zuidoosten en zuidwesten van Arcturus en vormen de stompe benen van de herder. Arcturus trekt naar het zuiden. Twee millennia geleden was het veel verder van die sterren, en over 3000 jaar zal Arcturus tussen hen zitten - alsof hij de splitsingen uitvoert!
Barnard's Star
We kunnen astronomie-apps gebruiken om te zien hoe sterren met een zeer hoge juiste beweging jaar na jaar van positie veranderen. Kijk bijvoorbeeld naar de rode dwerg Barnard's Star, op slechts 6 lichtjaar van de zon. De ster dankt zijn naam aan de Amerikaanse astronoom E.E. Barnard, die in 1919 vaststelde dat de beweging van deze ster aan de hemel 10,3 boogseconden per jaar bedraagt - de grootste eigen beweging van elke ster ten opzichte van de zon. (Een volle maan heeft een doorsnede van 1800 boogseconden.)
Barnard's Star bevindt zich in het sterrenbeeld Ophiuchus, dat in septemberavonden aan de zuidwestelijke hemel te vinden is. Met een visuele magnitude van +9,53 is de ster met een verrekijker van 10 x 50 in de buurt van de zichtgrens, maar een telescoop in de achtertuin kan deze ster aan je onthullen. Uw astronomie-app zal de snelle beweging van Barnard's Star gemakkelijk door de lucht laten zien.
Stel de tijd van uw app in op ongeveer 21:00 uur lokale tijd. Gebruik het zoekmenu om Barnard's Star te vinden (andere catalogusnamen daarvoor zijn V2500 Ophiuchi en HIP87937) en gebruik vervolgens het middenpictogram om de ster in het midden van het scherm van de app te plaatsen. Zoom in tot de nabije heldere ster 66 Ophiuchi (of 66 Oph) zichtbaar is aan de rand van het scherm.
Open de tijdregelaars en tik op het jaar om die eenheid als tijdsduur te selecteren. Wanneer u nu op de pijlpictogrammen drukt, stroomt de tijd één jaar vooruit of naar de achtertuin. Elk jaar in de toekomst verschuift de ster van Barnard naar de rechterbovenhoek, weg van 66 Oph. Toen de astronoom Barnard zijn ster in 1919 mat, stond deze rechtsonder 66 Oph.
Om de beweging van Barnard's Star zelf te volgen, probeer hem in je telescoop te vinden (een GoTo-systeem helpt) en schets het sterrenveld eromheen. Elk jaar of zo, kijk nog een keer en schets het sterrenveld opnieuw. Uiteindelijk zal het pad duidelijk worden. Astrofotografen kunnen het sterrenveld in beeld brengen en een meerjarige composiet maken om de beweging van de ster te laten zien.
Je kunt je app ook testen op enkele andere snel bewegende sterren, waaronder 61 Cygni in Cygnus en Groombridge 1830 en Lalande 21185, beide in Ursa Major. (Gebruik op dit punt van het jaar 05.00 uur lokale tijd, wanneer deze sterren goed aan de hemel zijn geplaatst.)
In aankomende edities van Mobile Astronomy zullen we enkele herfstdoelen voor sterren kijken, bespreken hoe mobiele apps kunnen worden gebruikt om uw astronomische waarnemingen te plannen en vast te leggen, en meer. Blijf tot die tijd omhoog kijken!
Opmerking van de uitgever: Chris Vaughan is een astronomische publieke outreach- en onderwijsspecialist bij AstroGeo, een lid van de Royal Astronomical Society of Canada, en een operator van de historische 74-inch (1,88 meter) David Dunlap Observatory-telescoop. Je kunt hem bereiken via e-mail en hem volgen op Twitter @astrogeoguy, evenals op Facebook en Tumblr.
Dit artikel is afkomstig van Simulation Curriculum, de leider in curriculumoplossingen voor ruimtevaartwetenschap en de makers van de SkySafari-app voor Android en iOS. Volg SkySafari op Twitter @SkySafariAstro. Volg ons @Spacedotcom, Facebook en Google+. Origineel artikel op Space.com.
