Tavoitteet:
Opit kuinka: 1)Asteroideja voidaan löytää taivaalta.
2)Taivaan koordinaatistoa käytetään.
Välineet:
Tarvitset laskimen, paperia ja astrmlab ohjelman
Johdanto:
Avaruuden kohteiden etäisyyksiä mitataan parallaksien avulla. Maan kiertäessä auringon ympäri kohteen näkyminen muuttuu. Koordinaatisto on taivaalla myös samanlainen kuin maassa eli X,Y-koordinaatisto. Koordinaatteja kutsutaan right ascensioksi (rektaskensio) ja deklinaatioksi. Deklinaatio vastaa maassa leveysasteita ja niitä mitataan asteilla(º), arcminuuteilla(´) sekä arcsekunneilla(´´). Ympyrässä on 360 astetta, 60 minuuttia asteessa ja 60 sekuntia minuutissa. Right ascension vastaa maan pituusasteita eli kulkee kohtisuorassa pohjoisen ja eteläisen taivaan navan läpi. Right ascensiota mitataan tunneilla(h), minuuteilla(m) sekä sekunneilla(s).
Osa 1:
Ensimmäiseksi täytyy löytää taivaalta asteroidi monien tähtien joukosta. Se onkin helppoa sillä asteroidit liikkuvat taivaalla, tähtien pysyessä lähes paikallaan.
Ensimmäiseksi valitse valikosta File...Load...Image1. Valitse listasta tiedosto 92jb05.fts ja avaa se painamalla Open. Kuvan saat näkyviin valitsemalla valikosta Images...Display...Image1. Kuvan ilmestyttyä kannattaa piirtää kuva kirkkaista kohteista paperille.
Seuraavaksi valitse valikosta File...Load...Image2. Listasta valitse kuva 92jb07.fts ja avaa se. Kuvan taas saat näkyviin valikosta Images...Display...Image2. (Kuva on otettu 10 minuuttia ensimmäisen jälkeen. Tämän jälkeen valitse Images...Blink jolloin näet vain yhden ikkunan. Alhaalla oikealla on laatikko joka pyytää ryhmittämään tähtiä(alignment). Valitse jokin kirkkaista pisteistä klikkaamalla sitä ja painamalla Continue. Valitse vielä toinen piste samalla tavalla. Kone piirtää laatikon siihen missä luulee pisteen olevan myöhemmin. Sinun täytyy valita vielä pisteet toisesta kuvasta samalla tavalla. Jatka painamalla Continue. Nyt voit nähdä pisteiden muutokset valitsemalla valikosta Blink. Voit säätää nopeutta valitsemalla Adjust...Rate. Lopettaa voit painamalla Stop. Nyt sinun pitäisi tunnistaa, mikä kohteista on asteroidi.
Kokeile nyt löytää asteroidit kuvista 92jb08, 92jb09, 92jb10, 92jb14, kuitenkin pitämällä kuvaa 92jb05 ykköskuvana.
Osa 2:
Seuraavana tehtävänä on määrittää kohteen paikka taivaalla selvittämällä sen koordinaatit.
Lataa kuva(92jb05.fts) menemällä File...Load...Image1, jonka jälkeen valitse Images...Measure...Image1. Nyt ohjelma kysyy kuvan koordinaatteja, mutta ne ovat valmiiksi laitettuja. Muuta Field Size kohtaan arvo 8 ja madnitude limit kohtaan arvo 20. Paina OK jatkaaksesi.
Kuvaruudun vasemmalle puolelle ilmestyy tähtikartta. Valitse vähintään kolme tähteä, jotka tunnistat myös oikean puoleisesta kuvasta, klikkaamalla niitä ja hyväksymällä ne OK:lla. Eli ensin valitset tähdet vasemmasta tähtikartasta ja sen jälkeen oikeanpuoleisesta. Ota ylös jokaisen tähden tunnus, right ascension(RA) ja deklinaatio(DEC). Tämän jälkeen valitse asteroidiksi tunnistettu kohde oikean puoleisesta kuvasta klikkaamalla sitä. Sitten tietokone antaa asteroidin koordinaatit sekä koordinaatiston keskikohdan.
Tämän jälkeen toimi kuten edellä määrittääksesi asteroidin sijainti kuvista 92jb07, 92jb08, jne.
Huomataan, että asteroidi liikkuu suoraa linjaa(oikeasti kiertää aurinkoa ympäri). Right ascension suurenee mikäli asteroidi kulkee itään ja vastaavasti pienenee asteroidin kulkiessa länteen. Deklinaatio taas suurenee/pienenee asteroidin kulkiessa joko pohjoiseen tai etelään.
Osa 3:
Seuraavaksi määritellään asteroidin 1992jb nopeus.
Se saadaan laskettua kaavasta: µ=∆θ/∆t, jossa µ=kulmanopeus, ∆θ=kulmaetäisyys, ∆t=kulunut aika.
Määritetään aika jolloin kuvat 92jb14 ja 92jb05 ovat otettu.
Kuvan 92jb14 aika: ____tuntia____minuuttia____sekunttia.
Kuvan 92jb05 aika: ____tuntia____minuuttia____sekunttia.
Kannattaa muuttaa aluksi ajat tunneiksi jolloin laskeminen on helpompaa.(Jaa minuutit 60:llä ja sekunnit 3600:lla, niin saat muutettua ne tunneiksi. Seuraavaksi laske aika, joka on kulunut kuvien välillä:__________h. Tulos pitää vielä muuttaa sekunneiksi. Muuta tulos sekunneiksi kertomalla tulos 3600:lla. Kulunut aika 92jb14:sta ja 92jb05:n välillä sekunteina_______________s.
Tämän jälkeen määritetään kulmaetäisyys ∆θ. Tämä saadaan käyttämällä Pythagoraan kaavaa eli kateettien neliöiden summa on hypotenuusan neliö. Koska right ascension ja deklinaatio ovat kohtisuoria koordinaatteja voimme pitää niitä "kateetteina". Nyt sinun tulee laskea ∆Dec ja ∆RA.
Asteroidin 92jb14 deklinaatio_____°_____´_____”.
Asteroidin 92jb05 deklinaatio_____°_____´_____”.
Muuta nämä asteiksi, samalla tavalla kuin muutit ajankin.
Asteroidin 92jb14 deklinaatio__________°.
Asteroidin 92jb05 deklinaatio__________°.
Nyt laske ∆Dec: __________°. Ja muuta se arcsekunneiksi kertomalla 3600:lla ____________''.
Laske samalla tavoin ∆RA.
Asteroidin 92jb14 right ascension
_________h__________min__________s.
Asteroidin 92jb05 right ascension
_________h__________min__________s.
∆RA.____________h. Muuta jälleen sekunneiksi kertomalla 3600:lla. ∆RA.____________s.
HUOMIO! 1 sekunti tai RA on 15 arcsekunti kertaa deklinaation kosini. Eli saat ∆RA:n sijoittamalla arvot seuraavaan kaavaan: ∆RA · 15 · cos(Dec)= ∆RA =_____________''.
∆θ=√((∆RA)²+(∆Dec)²) =_______________''.
Nyt voimme laskea kulmanopeuden.
µ=∆θ/∆t =________________''/sekuntia.
HUOMIO! Tämä on vasta asteroidin kulmanopeus. Meidän täytyy tietää sen etäisyys, jotta pystyisimme laskemaan kuinka kovaa se kulkee (km/sekunnnissa). Seuraavassa osiossa laskemmekin kappaleen etäisyyden.
Osa 4:
Asteroidin etäisyyden mittaaminen parallaksilla
leveyspiiri pituuspiiri säteily
ASTEAST 42º 48' 59.1" W 75º 31' 59.2" 120
ASTWEST 35º 05' 48.6" W 11 1º 32' 09.3" 120
Avaa kuvat ASTEAST kohtaan image 1 ja ASTWEST kohtaan image 2. Vertaile kuvia ja etsi asteroidi
uudelleen. ASTEAST on sama kuin 92JB05 ja ASTWEST sama kuin 92JB12.
Mittaa asteroidin koordinaatit molemmissa kuvissa kuten olet jo aikaisemmassa kohdassa oppinut
tekemään. Kirjota ne desimaali muodossa.
right askensio (h.xxxxx) deklinaatio(º.xxxxx)
ASTEAST _________________ ________________
ASTWEST _________________ ________________
Kirjoita deklinaation ero ∆dec: ________________º
Munna ne arcsekunneiksi kertomalla 3600:lla
∆dec: _____________"
Kirjoita right ascension ero ∆RA: _______________h
Muunna sekunneiksi kertomalla 3600 ∆RA: _____________sec
Muunna arcsekunneiksi käyttämällä kaavaa
∆RA x 15 x cos(Dec) = _______________
∆RA = _____________"
Laske parallaksi arcsekunneissa
Parallaksi = √((∆RA)² + (∆Dec)²)
Parallaksi = ______________"
Asteroidin etäisyys voidaan nyt laskea trigonometrialla, kun tiedämme parallaksin ja teleskooppien, jotka ottivat kuvat, etäisyydet (3172 km).
Asteroidin etäisyys = 206 265 ·(teleskooppien etäisyys/Parallaksi)
Laske tällä kaavalla asteroidin 1992JB:n etäisyys.
1992JB:n etäisyys = ______________km
1992JB:n etäisyys = ______________Astronomical Units
Osa 5:
Radan tangentin suuntainen nopeus asteroidille 1992jb.
Tangentiaalinen nopeus V saadaan, kun tiedetään kohteen kulmanopeus (''/sekunnissa) ja sen etäisyys (km).
V=(kulmanopeus · etäisyys) / 206 265
V=____________km/s