Một số khái niệm cơ bản cho thiên văn

Từ Thư viện Khoa học VLOS
Bước tới: chuyển hướng, tìm kiếm

Nếu bạn là một người mới đến với lĩnh vực thiên văn học thì bạn nên đọc bài viết này. Những bạn còn mới mẻ với thiên văn thường bỡ ngỡ bỏi những từ như "arcsecond", "4th magnitude", "right ascension"... Đừng lo, rất dễ dàng để nhớ những thứ cơ bản này.

Khoảng cách

Trong môn thiên văn học, khoảng cách giữa các thiên thể trong vũ trụ thường được đo bằng một trong các đơn vị sau:

Khoảng cách góc

Bạn chắc gặp nhiều vấn đề về việc mô tả khoảng cách của các vật thể trên bầu trời ví dụ như, khoảng cách giữa 2 ngôi sao kia là bao nhiêu? khoảng cách giữa mặt trăng và sao Bắc cực đêm nay là bao nhiêu?...

Điều các bạn cần nhớ ở đây là: Các nhà thiên văn học không dùng hệ đo lường như mét, cm mà dùng góc. Các nhà thiên văn học thường nói, 2 ngôi sao này cách nhau 10 độ, nghĩa là, nếu vẽ 2 tia từ mắt tới 2 ngôi sao, chúng hợp với nhau 1 góc 10 độ. Rất dễ dàng để ước lượng góc bằng bàn tay của bạn.

Đưa tay thẳng lên bầu trời, tới vị trí các vật thể bạn cần ước lượng độ. Ngón trỏ = 1 độ, nắm đấm bàn tay= 5 độ, nắm tay, đưa ngón trỏ và ngón út ra = 10 độ, ngón cái và ngón út = 15 độ...

Mặt trăng và Mặt trời có kích cỡ khoảng 1/2 độ. Chòm Đại Hùng khoảng 25 độ từ đầu này đến đầu kia, từ đường chân trời đến thiên đỉnh: 90 độ.

1 độ bao gồm 60 arcminutes (phút góc), mỗi arcminute gồm 60 arcseconds (giây góc).

Đơn vị thiên văn

Quãng đường ánh sáng truyền đi theo đường thẳng trong thời gian 1 năm, tức là khoảng 9460 tỷ km. Trái đất ở khoảng cách khoảng 150 triệu km đến Mặt Trời (khoảng 93 triệu miles). Khoảng cách ấy được các nhà thiên văn gọi là astronomical unit (AU) hoặc UA (Unité Astronomique)- đơn vị thiên văn. Vì khoảng cách giữa các hành tinh, sao,... trong vũ trụ là rất xa nên nếu lấy hệ SI như bt thì con số sẽ rất to.

Năm ánh sáng

Quãng đường ánh sáng chuyển động trong 1 năm: 9.5 * 10^12 km (63,000AU) được gọi là một năm ánh sáng. Chú ý là, một năm ánh sáng là đại lượng để đo khoảng cách chứ ko phải đo thời gian như nhiều người lầm tưởng.

Hầu hết các ngôi sao sáng trên bầu trời ở khoảng cách vài nghìn năm ánh sáng với Trái Đất chúng ta.

Kí hiệu thường dùng: LY (Light Year)

Parsec

Là khoảng cách tương ứng với thị sai năm bằng 1 giây. 1pc = 3,26 năm ánh sáng. Ngoài ra còn có 1kpc = 1000pc và 1Mpc = 1000 kpc.

Kí hiệu: pc

Thị sai

Là sự thay đổi vị trí biểu kiến của một ngôi sao trên một nền rất xa (coi như nền cố định) khi nhìn từ 2 vị trí khác nhau (người quan sát chuyển động).

Thị sai năm của một ngôi sao là góc nhìn cực đại bán kính Trái Đất từ ngôi sao đó. Thị sai năm cho phép xác định khoảng cách đến các ngôi sao.

Chỉ số quang học của một ngôi sao

Độ sáng

Biểu thị mức độ sáng tương đối của các ngôi sao mà mắt người cảm nhận được từ Trái Đất.

Độ sáng của một ngôi sao hay một vật thể trên bầu trời được gọi là magnitude. Nếu đọc các tạp chí nước ngoài, bạn sẽ gặp từ này thường xuyên. Đơn giản, nó chỉ là do con người qui ước: Sao Vega: 0 magnitude; sao sáng nhất Sirius: -1.4 magnitude; Sao Kim: -4; Trăng :-13; Mặt Trời: -27...

Càng mờ thì magnitude càng dương (hơi ngược đời một tí, các bạn chú ý).

Cấp sao

Đại lượng này dùng để đo độ sáng của các thiên thể. Cấp sao càng nhỏ thì sao càng sáng. Qui ước 2 sao có độ sáng chênh lệch nhau 100 lần thì cấp sao chênh nhau 5 lần. Như vậy sao cấp 1 sáng hơn sao cấp hai 2,512 lần; sao cấp 2 sáng hơn sao cấp 3 cũng 2,512 lần.

Cấp sao biểu kiến phụ thuộc vào cả độ trưng của sao và khoảng cách đến Trái Đất.

Cấp sao tuyệt đối thì không phụ thuộc vào khoảng cách. Người ta qui các sao về cùng 1 khoảng cách 10 pc để so sánh độ sáng của chúng.

Nói cách khác, cấp sao tuyệt đối biểu diễn độ sáng thật của một ngôi sao, còn cấp sao biểu kiến chỉ là độ sáng tương đối quan sát được bằng mắt thường.

Độ trưng

Đại lượng này đặc trưng cho công suất bức xạ của ngôi sao, tức là toàn bộ năng lượng mà ngôi sao bức xạ trong 1 đơn vị thời gian.

Nhị thập Bát Tú và cung Hoàng Đạo

Nhị Thập Bát Tú

Người Trung Quốc (và đa số các nước châu Á) dùng lịch tính theo sự chuyển động của mặt trăng. Mặt Trăng chuyển động quanh Trái Đất với chu kỳ 27 ngày, một tuần trăng là khoảng 29,53 ngày. Trên cơ sở quan sát các chuyển động của Mặt Trăng, người Trung Quốc đã chia vùng lân cận ngân đạo ra thành 28 phần, mỗi phần ứng với một chòm sao. Hai mươi tám chòm sao này được gọi là Nhị Thập Bát Tú.

Các chòm sao này chiếm những khu vực không đều nhau trên vòm trời. Chòm sao rộng nhất là Tỉnh, rộng đến 33 độ, chòm sao hẹp nhất là Giốc, chỉ có 1 độ.

Cung Hoàng Đạo

Quỹ đạo của Mặt Trời trong một năm trên Thiên Cầu được gọi là Hoàng Đạo. Vùng phụ cận Hoàng Đạo về cả hai phía, mỗi phía 8o vĩ (DEC) được gọi là Hoàng Đới. Hoàng Đới được những nhà thiên văn phương Tây cổ chia thành 12 phần bằng nhau gọi là 12 cung Hoàng Đạo.

Chòm sao – theo quan điểm truyền thống

Là một tập các ngôi sao và những đường nối tưởng tượng giữa chúng.

Chòm sao – theo quan điểm hiện đại

Là những vùng trời được phân định ranh giới rõ ràng như những quốc gia trên Trái Đất.

Biểu đồ H-R

Trong thiên văn học sao, biểu đồ Hertzsprung-Russell (thường được viết tắt là biểu đồ H-R) là biểu đồ thể hiện các sao thành các điểm trên 2 tọa độ, trong đó trục tung thường là độ sáng tuyệt đối hay độ trưng và trục hoành thường là chỉ số màu hay nhiệt độ bề mặt. Biểu đồ này cho phép phân loại sao và theo dõi sự tiến hóa của sao. Biểu đồ này được vẽ lần đầu, khoảng năm 1910, bởi Ejnar Hertzsprung và Henry Norris Russell.

Có hai dạng thể hiện biểu đồ này, một dạng dành cho người quan sát, và dạng kia dành cho các nhà lý thuyết. Các nhà quan sát vẽ biểu đồ này với các sao là các điểm có hai tọa độ chỉ số màu và độ sáng tuyệt đối. Các tọa độ này có thể được suy ra trực tiếp từ quan sát. Các nhà lý thuyết thể hiện các sao trên biểu đồ là các điểm ứng với tọa độ nhiệt độ và độ trưng. Các giá trị này phải tính toán dựa vào các mô hình vật lý về các ngôi sao. Các mô hình thường khá phức tạp, phụ thuộc vào tuổi của sao và thành phần hóa học của sao. Tham khảo Sekiguchi and Fukugita, cho một ví dụ để chuyển chỉ số màu B-V sang nhiệt độ.

Với biểu đồ H-R, các nhà thiên văn học có thể thấy rõ sự phân loại ở sao, và so sánh lý thuyết về sự tiến hóa của sao với những gì quan sát được.

Biểu đồ Hertzsprung-Russell với 22.000 sao từ bảng sao Hipparcos và 1000 từ bảng sao Gliese của các sao gần.

Biểu đồ Hertzsprung-Russell với 22.000 sao từ bảng sao Hipparcos và 1000 từ bảng sao Gliese của các sao gần.

Đa số các sao, trong đó có Mặt Trời nằm ở dải trung tâm trong biểu đồ, vắt chéo từ phía trên bên trái (nóng và sáng) xuống phía dưới bên phải (lạnh và tối), gọi là dãy chính. Ngoài dãy chính, bên trái phía dưới là các sao lùn trắng, phía trên là các sao đỏ khổng lồ và sao siêu khổng lồ. Mặt Trời nằm trong dãy chính với độ trưng 1 (độ sáng tuyệt đối khoảng 5), và nhiệt độ 5400K, thuộc phân loại sao G2.

Tham khảo

http://www.vatlyvietnam.org

Liên kết ngoài

http://www.olympiavn.org/forum/index.php?topic=260.0

Liên kết đến đây