Муниципальное базовое образовательное учреждение Пеновская средняя  общеобразовательная школа имени Е.И. Чайкиной

Исследовательская работа

ЗАГАДКИ КОСМОСА - ЗВЕЗДОПАД

Работу выполнил:

обучающийся  5 «А»  класса

МБОУ Пеновской СОШ

имени Е.И.Чайкиной

Руководитель:

учитель физики

МБОУ  Пеновской СОШ

имени Е.И.Чайкиной

Щетинина Вера Николаевна

пос. Пено, 2015

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………3

ГЛАВА  1.  А звезды ли падают   …………………………………………….......5

1.  Суеверия и легенды………………………………………………………...….5

1.2. Звездопад как космическое явление………………………………………….6

1.3. Метеоры, метеорные потоки и созвездия……………………………………7

4. Интересные факты, связанные со звездопадом……………………………..8

ГЛАВА 2.   «Мне звезда упала на ладошку…»………………………………....12

2.1. Встреча с российским  космонавтом Г.И. Падалка …………………..……12

2.2. Звездопады во второй половине 2015 года…………………………………12

2.3. Изучение созвездий, как радиантов метеорного потока…………………..13

4.  Изучение пламени  свечи, как  аналога  звезды…………………………....14
5.  Изучение цвета пламени «падающей» звезды…………………………...…15

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………...17

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………...18  

ПРИЛОЖЕНИЕ………………………………………………………………..….19

Введение

Лице свое скрывает день;
Поля покрыла мрачна ночь;
Взошла на горы чорна тень;
Лучи от нас склонились прочь;
Открылась бездна звезд полна;
Звездам числа нет, бездне дна.

                                                М.Ломоносов. Размышления  о божиемвеличестве

                                                                            при случае великого  северного сияния

         Здесь и сейчас, на Земле, мы, люди, так или иначе связаны со всем происходящим в космосе. Мы не чужаки по Вселенной – астрономия демонстрирует наше родство со звездами, планетами, кометами, межзвездными туманностями. В глубинах космоса  родились атомы, давшие нам глаза, которые смотрят в телескопы.

        В отличие от ученых древности мы уже не считаем вселенную ни вечной, ни бесконечной, ни неизменной.  Вселенная возникла  в определённое время и с тех пор непрерывно развивается. Примерно 15 млрд. лет назад во Вселенной царил полный хаос - об этом говорит реликтовое космическое излучение. Тогда не существовало ни галактик, ни звезд, ни планет, ни молекул, ни атомов, ни даже протонов и нейтронов. Вселенная представляла собой раскалённое пюре из более простых элементарных частиц – в основном кварков, электронов и фотонов. Галактики  и звезды появились благодаря действовавшей силе притяжения (гравитации).

        История вселенной, со временем, становится всё более понятной, но не становится от этого менее удивительной и захватывающей.  

        Во Вселенной,  есть множество загадочных явлений, которые люди наблюдают в телескопы или через спутники, пытаясь их познать. К ним относятся: гигантские черные дыры, вспышки на солнце, космические сияния, полёты комет  и астероидов. Есть небесные явления, которые человек может увидеть своими глазами - северное сияние, млечный путь, солнечные и лунные затмения, а ещё ... - удивительные звездопады! (см. Приложение 1-7)

Меня заинтересовала та информация, которую представляли СМИ летом этого года, по наблюдению одного из самых ярких звездопадов Персеиды. Астрономией нашу семью увлек когда-то  мой дедушка - заслуженный учитель физики и астрономии Семенов М.И. В нашем доме есть простейший телескоп, и мы с родителями и сестрой Лизой уже наблюдали  с его помощью звездное небо (см. Приложение 8). Но подробно не занимались изучением небесных явлений.

Цель данной работы:  

Наблюдать и изучить  одно из самых красивых явлений  космоса - звездопад.

Задачи, которые были поставлены в данном исследовании следующие:

1. Расскрыть содержание понятия «звездопад», как космического явления.
2. Определить, где «живут»  падающие звезды, из чего они состоят и почему «падают».
3.  Выяснить, какое отношение падение метеоритов имеет к  известным  созвездиям.

Объект исследования:  метеоритные потоки в разное время года.

Предмет исследования: звездное небо, фотографии звездного неба, карты созвездий.

Методы исследования – наблюдение и фотографирование звездного неба, химические и физический опыты,  изучение карт  созвездий, анализ литературы по данной теме, личная беседа с космонавтом России Г.И.Падалко.

Глава 1.  А звезды ли падают?

1. Суеверия и легенды

Увидеть настоящий звездопад мечтает каждый. Яркие вспыхивающие росчерки в ночном небе, такие  что, кажется, с неба срываются звезды.

Они создают изумительный небесный пейзаж, притягивающий многочисленные взоры вверх по всему миру.

Однако, много легенд и мифов связано с этим явлением.

Древние греки считали, что падающая звезда - божественное копье или стрела, направленная против сил зла. Для славян она олицетворяла смерть, для скандинавов - душу, которую простили люди и боги, для мусульман - сильного и злобного врага.

Лоло, коренные жители Западного Китая, верили, что у каждого человека есть своя звезда в небесах. Поэтому больной человек приносил  своей звезде жертву. Когда же кто-нибудь умирал, в крыше его дома проделывали отверстие и молились звезде покойного, чтобы она спустилась к мертвому телу и сошла вместе с ним в могилу. Считалось, что без этих молитв падающая звезда может принести много вреда живым. Жители Бретани, Трансильвании, Богемии, Абруцийских Аппенин и Романьи верили, что у каждого человека есть своя звезда, которая после его смерти падает на землю.

Многие древние источники упоминают явление падающих звезд как предвестников Конца Света,  свидетельствующих, что начинаются   Сумерки Богов (Апокалипсис, Рагнарек и т. д.).

Почему же именно звездопад привлекал столько внимания?

Звезды - один из самых первых и основных источников ориентирования человека в пространстве и во времени(см. Приложение 9). Моряки и путешественники ориентировались на звезды в поисках верного пути, а земледельцы по звездному небосводу подгадывали время для посевов и сбора урожая. И, оставляя человека без звезд, боги тем самым лишали его надежд и возможности выжить.

Но самая известная и используемая примета: видя падающую звезду, нужно загадать желание. Успел до того, как она погасла - желание исполнится. Не успел - или тебе этого не надо, или ты не очень этого хочешь. Есть и еще один менее известный миф, к которому более склоняются религиозные люди: падающая звезда - это ангел, которые несет душу новорожденному.

Со звездами всегда были связаны надежды и мечты. Именно к небу человек обращал взгляд, когда на земле уже не было за что держаться. Именно звездам доверяли самое сокровенное, тайное и просили у них мудрости и совета. И недаром в легендах лучшие из людей и богов превращались в звезды и созвездия.

В современном мире - звездопад - это символ праздника. Ведь недаром одним из самых распространенных атрибутов празднества стала бенгальская свеча или фейерверк .

Что еще в мире может быть больше похоже на звездопад? Отчего же столь разные качества приписаны одному и тому же явлению?

2. Звездопад как космическое явление

Между тем давно уже известно, что звезда упасть не может. Она представляет собой огромный шар из газа немыслимой температуры. И если хотя бы одна такая звезда упадет на Землю, от последней не останется, наверное, и пыли.

«Падающие звезды» – это метеоры, то есть мелкие частицы льда и пыли, потерянные кометами во время их стремительного перемещения в космическом пространстве. Кометы, приближаясь к Солнцу, нагреваются, рассеивая в межпланетном пространстве обломки своей породы, которые под действием солнечного ветра движутся к внешней границе Солнечной системы. Звездная пыль из «хвостов» комет несется роем по орбите своей материнской кометы, и иногда пересекает земную орбиту.

Рис.1. Пересечение орбиты Земли метеорного роя

Большинство звездных дождей образуются при прохождении Земли через шлейф этих пылевых частиц, и мы видим замечательное зрелище, когда на звездном небе внезапно вспыхивает и прочерчивает небо яркий след. Впечатление такое, как будто упала звезда. Но падают вовсе не звезды, а маленькие частички вещества диаметром около 1 мм или более, которые с большой скоростью (от 10 до 72 км/с) врываются в атмосферу Земли. Они нагреваются  от трения и полностью сгорают в атмосфере, вспыхивая, как звёзды. Это явление можно наблюдать из любой точки планеты.

Если скорость частичек не большая, то объект может долететь до поверхности, однако при этом зачастую меняет траекторию, что связано с его торможением.

Тело  космического происхождения, упавшее на поверхность Земли, называют метеоритом. Большинство метеоритов, упавших на нашу планету, отличаются и небольшими габаритами - как правило, их вес составляет от нескольких граммов до нескольких килограммов

Ученые подсчитали, что за 24 часа на Землю падает примерно 6-7 тонн метеоритов, однако большинство из них настолько мелкие, что заметить их появление даже на ночном небе практически невозможно.

Если метеоритное тело разрушается на фрагменты, то это приводит к выпадению метеоритного дождя. Самый сильный такой дождь  прошел в ночь с 12 на 13 ноября 1833 года - он продолжался на протяжении почти десяти часов. В этот период времени выпало более 2000 тысяч метеоритов самых различных форм и размеров

3. Метеоры, метеорные потоки и созвездия

Мысли по поводу природы метеоров высказывали много веков назад. Еще в IV в. до н. э. Аристотель назвал их земными испарениями. На протяжении веков самая прогрессивная часть человечества придерживалась этого мнения, и никому почему-то не приходило в голову проверить эту гипотезу. Лишь в 1798 г. немецкие студенты Брандес и Бенценберг решить определить расстояние до метеоров, надеясь, что таким образом станет понятнее, из чего состоят эти космические тела.

Путем сложных расчетов было установлено, что путь метеора над Землей пролегает на высоте около 100 км, начало этого пути находится гораздо выше, а точка исчезновения - ниже.

О том, что метеоры имеют неземное происхождение, догадались на основе подсчета их скорости. Их путь в атмосфере Земли имеет протяженность 30–40 км, а преодолевают они его за 1 с или даже еще быстрее. Скорость в несколько десятков километров в секунду может развить только космическое тело, которое вторгается в атмосферу нашей планеты извне. Окончательно в этом убедили множественные наблюдения падающих звезд.

Сейчас, оканчательно установлено, что отличительными характеристиками метеора, помимо массы и размера, являются его скорость, высота воспламенения, длина трека (видимый путь), яркость свечения и химический состав (влияет на цвет горения).

Яркость и цвет метеора зависят от массы метеоритной частицы и от величины скорости относительно Земли. Бывают встречные и догоняющие метеоры.

«Встречные» метеоры загораются на большей высоте, они ярче и белее; «догоняющие» метеоры всегда слабее и желтее.

Астрономы подсчитали, что метеор,  при скорости вхождения в атмосферу Земли 40 км/с, загорается на высоте 100 км, а потухает на высоте 80 км. Тогда,  при длине пути в 60 км  продолжительность его полета составит 1,5 с, а средний размер метеора  составит 0,6 мм при массе 6 мг (см. Приложение 10).

Часто метеоры группируются в метеорные потоки - постоянные массы метеоров, появляющиеся в определённое время года, в определённой стороне неба.  Метеорный поток  и есть звездопад, звёздный дождь - совокупность метеоров, порождённых вторжением в атмосферу Земли роя метеоритных тел.

Когда Земля встречается с потоком метеоритных частиц можно наблюдать метеоры, которые имеют почти параллельную траекторию в атмосфере. Эти траектории имеют вид, как бы выходящими только из одной определенной точки неба, эту точку называют радиантом.

Название метеорным потокам дают по созвездиям, в которых расположены их радианты, или ориентируются на самую ближнюю и яркую звезду. Наиболее интересными метеорными дождями называют:

• Квадраниты (3 января) – из созвездия Лиры, астероид 2003ЕН1,
• Лириды (с 20 по 24 апреля)- из созвездия Лиры, орбита кометы Тутчера,
• Персеиды (с 5 по 18 августа) - из созвездия Персея, орбита кометы Свефта- Туттля,
• Ориониды (с 20 по 24 октября)- из Ориона, комета Галлея,
• Леониды (с 15 по 17 ноября)- из созвездия Льва, комета Темпеля- Туття,
• Геминиды (с 10 по 16 декабря) – из  Близнецов, предположительно астероид 3200Phaethon  и многие другие.

Поскольку метеоритные рои занимают чётко определённые орбиты в космическом пространстве, то, во-первых, метеорные потоки наблюдаются в строго определённое время года, когда Земля проходит точку пересечения орбит Земли и роя, а во-вторых, радианты потоков при этом оказываются в строго определённой точке на небе.

Орбиты некоторых метеоритных роёв очень близки к орбитам существующих или существовавших в прошлом комет, и по мнению учёных образовались в результате их распада. Например, Ориониды и эта-Аквариды связаны с кометой Галлея.

С Земли каждый год в августе можно наблюдать Персеиды (метеорный поток). Он случается во время, когда Земля проходит через орбиту кометы Свифта-Туттля.
           Астрономами были зарегистрированы около тысячи метеорных потоков. Однако с развитием автоматизированных средств наблюдений звёздного неба количество их сократилось. На настоящий момент имеют подтверждение 64 метеорных потока, ещё более 300 ожидают подтверждения.

Не следует путать понятия метеорный поток и метеоритный дождь. Метеорный поток состоит из метеоров, которые сгорают в атмосфере и не достигают земли, а метеоритный дождь - из метеоритов, которые выпадают на землю. Раньше не отличали первые от вторых и оба эти явления называли «огненный дождь». Знаменитые метеорные дожди связаны с метеорным потоком Леониды. Они наблюдались в 1933 и 1966 году. Ждать очередного грандиозного метеоритного дождя, по мнению астрономов,  придется до 2126 года.

4. Интересные факты, связанные со звездопадом

1.То, что метеоры приходят к нам из межпланетного пространства, что они не связаны с Землей и не участвуют в ее вращении, подтверждено рядом исследований. Еще в 1883 г. во время звездного дождя было зафиксировано, что практически все многочисленные метеоры вылетали из одного и того же созвездия - созвездия Льва. Причем метеоры появлялись из одного направления в любое время суток — и вечером, и утром, и днем. Это доказывало, что отрезок неба, откуда являлись метеоры, участвовал в кажущемся движении неба, вызываемом суточным вращением Земли. Получается, что Земля поворачивается как по отношению к звездам, так и по отношению к потоку метеоров, что указывает на их внеземное происхождение.

2.Такие необычные явления, как звездные дожди (и даже ливни!), отмечались в истории Земли не единожды. Первое научное описание такой звездный дождь получил в ноябре 1799 г. Но самым примечательным явлением был звездный дождь 12 ноября 1833 г., который наблюдался ночью практически на всей территории Земли. Падение звезд в ту ночь можно было сравнить разве что с обильным снегопадом; один наблюдатель мог заметить в течение секунды до 20 метеоров. В безлунную ночь, когда нет метеорного дождя, рассматривая один и тот же участок неба, можно заметить около 10 падающих звезд. В ноябрьскую ночь 1833 г. вместо 10 можно было насчитать 70 000 метеоров; получается, что в эту ночь в атмосфере нашей планеты сгорело более 100 млрд. метеоров.

3.Примечательно, что на Землю каждые 33 года выпадают метеорные дожди из созвездия Льва. Эти метеоры, названные Леонидами, фиксировались и в давние времена нашими предками. Упоминания об этих звездных дождях обнаружены в арабских летописях, датируемых 902 г. Японские звездочеты отмечали обильное падение звезд в ноябре 867, 1002, 1035 гг. Напуганные столь точной периодичностью, японские императоры поспешили объявить амнистию заключенных, усмотрев в этом ужасающем повторении божественное провидение. Последний крупный метеорный дождь был зафиксирован 9 октября 1933 г., тогда каждую минуту появлялось более 350 метеоров, причем все они летели из созвездия Дракона. Впрочем, метеоры эти были неяркие и с вечера видны были только в ночном небе Европы.

4.Большинство метеоритов, упавших на нашу планету, отличаются небольшими габаритами - как правило, их вес составляет от нескольких граммов до нескольких килограммов. Крупнейший из когда-либо найденных весит порядка 66 тонн, называется он Гоба. Хранится в Намибии (ЮАР), недалеко от фермы Гоба-Уэст, где он и упал порядка 80 тысяч лет назад. На него съезжаются посмотреть десятки тысяч туристов ежегодно.

5.Даже самая ближайшая звезда находится на очень далеком расстоянии от нашей планеты, поэтому притяжение между ними ничтожно мало. Если вообразить, что эти два объекта сблизились, то Земля упала бы на звезду, а не наоборот - у звезд притяжение в десятки, а то и сотни раз больше.

6.«Осенью Земля встречается с несколькими метеорными потоками. В ноябре активен метеорный поток Леониды. Время действия этого потока с 6 по 30 ноября, а максимум приходится в ночь с 17 на 18 ноября. В эти дни каждый год, при ясной безоблачной погоде, наблюдаются красивые метеорные дожди, а иногда отмечаются и захватывающие зрелища до 50 вспышек в секунду», - сообщает Московский планетарий. 

Леониды самый известный метеорный поток. Он известен около 3800 лет и назван по имени созвездия Льва, потому что создается впечатление, что метеоры-искорки вылетают из этого созвездия. Это очень яркие и быстрые метеоры, их скорость достигает 70 км в секунду.
Леониды образовываются из пыли, оставленной шлейфом кометы Темпеля-Тутля, которая была обнаружена в 1865 году. Это периодическая комета имеет ядро диаметром 4 км и каждые 33 года приближается к Солнцу. Именно тогда поток метеоров максимально активен. В это время можно наблюдать сотни и даже тысячи метеоров в час. Они создают на небе красочное явление звездного дождя и возможность загадывать самые заветные желания.

7. 15 февраля 2013 года в Челябинской области примерно в 9 часов 20 минут  по местному времени произошло столкновение с земной поверхностью фрагментов небольшого астероида, разрушившегося в результате торможения в атмосфере Земли на высоте 15-25 км. По расчётам НАСА астероид диаметром около 17 метров и массой порядка 10 тыс. тонн  вошёл ватмосферу Земли на скорости около 18 км/с. Судя по продолжительности атмосферного полёта, вход в атмосферу произошёл под очень острым углом. Спустя примерно 32,5 сек после этого, небесное тело разрушилось. По оценкам НАСА это самое большое из известных небесных тел, падавших на Землю после Тунгусского метеорита в 1908 году, оно соответствует событию, происходящему в среднем раз в 100 лет. Ударная волна дважды обогнула Землю и нанесла ущерб зданиям и людям. Всего пострадало 1613 человек, большинство от выбитых стёкол. Общая сумма ущерба составила около 1 миллиарда рублей.

Данное небесное тело не было обнаружено до его вхождения в атмосферу. Первые осколки, в виде небольших метеоритов, были найдены несколькими днями позже.  При последующих поисках в озере Чебаркуль был обнаружен самый крупный осколок весом 570 кг и множество более мелких осколков суммарным весом несколько килограммов.

Выводы по Главе 1

В ходе работы с книгами по астрономии и различными интернет – источниками мы смогли ответить на вопрос «А звезды ли падают?».

Звезды - это небесные тела, в которых идут, шли или будут идти термоядерные реакции. По сути, они являются огромными светящимися газовыми шарами, которые образуются из гелия и водорода в результате гравитационного сжатия.

Мы выяснили, что те объекты, которые мы принимаем за падающие звезды, ими вовсе не являются. На самом деле - это небольшие камни, пролетающие в космическом пространстве. Как только они, находясь в непосредственной близости с Землей, сталкиваются с воздушной оболочкой планеты, то настолько сильно раскаляются, что начинают очень ярко светиться. Однако вскоре небесный объект сгорает и гаснет, так и не долетев до поверхности земного шара – это и есть метеоры. Тем не менее, в некоторых случаях кусочки камней все же достигают поверхности Земли - астрономы называют их метеоритами.

Глава 2. «Мне звезда упала на ладошку…»

2.1. Встреча с российским  космонавтом Г.И. Падалка

Справка:

 Геннадий Иванович Падалка  (род. 21 июня 1958 г. в Краснодаре) Российский  космонавт, полковник ВВС. По состоянию на 12 сентября 2015 года Падалка занимает первое место по суммарной продолжительности нахождения в космосе - 878 дней. Герой Российской Федерации.

Красота моего родного края завораживает. Здесь тишина, покой, нет городского шума, суеты. Так случилось, что любовь к моей малой Родине  испытываю не только я и мои односельчане, но и Российский космонавт Геннадий Иванович Падалко, а меня как обычного поселкового парня  увлекает  и удивляет космос.

 Наша встреча с Геннадием Ивановичем произошла в сентябре 2015г.,  когда он приезжал на отдых в наш край после длительного полёта (см. Приложение 11). Геннадий Иванович поделился своими впечатлениями о космосе и порекомендовал понаблюдать за метеорным потоком - Леониды, который будет виден (при ясном небе) 17 и 18 ноября текущего года. Вместе с героем России, мы на карте  определили созвездие Льва, являющееся радиантом для потока Леонид, обсудили  падение Челябинского метеорита и предположили его состав.

Беседа оказалась для меня очень интересной, а космос ещё больше и больше  к себе манящим.

Надеюсь, что встреча с Геннадием Ивановичем была не единственная, и считаю что действительно «мне звезда упала на ладошку...»

2.2. Звездопады во второй половине 2015 года

Очевидно, что визуально увидеть «падающие звезды» можно только в ночные часы. Наслаждаться звездопадом целесообразно в   период     максимального действия метеорного потока. Когда Земля, двигаясь по своей орбите, погружается в поток метеорных частиц и затем выходит из него, численность метеоров сначала возрастает, достигает максимума и затем постепенно спадает. В зависимости от ширины роя и условий его пересечения с Землей звездопад может наблюдаться от 10 часов (Квадрантиды) до месяца (Персеиды).

Проанализировав различные астрономические сайты, мы выяснили, что звездопады во второй половине 2015 года в  Северном полушарии можно будет наблюдать:

• С 17 июля по 24 августа - самый знаменитый метеоритный дождь Персеиды.  Пик его будет приходиться на 12 августа. Однако, в 2015 году в этот день Луна может закрыть звездопад, поэтому будут видны лишь очень яркие метеориты.
• С 2 по 16 октября - начинаются Дракониды. Пик - 7 октября. Скорость средняя. Этот метеоритный дождь заметен вечером, как только наступит темнота.
• С 16 по 21 октября - яркий октябрьский звездопад Ориониды. Пик- 20-21 октября. Луна не станет помехой в 2015 году для наблюдения красивейшего звездопада осени - яркие вспышки и большая скорость наступает через некоторое время после полуночи и до восхода 21 октября.
• С 20 октября по 30 ноября - Тауриды и Леониды. Первый (с 4 ноября по 5 ноября) - Южный Таурид, второй (с 11 ноября по 12 ноября) - Северный Таурид. Они долгие, но не интенсивные. Находятся в созвездии Тельца. А с 17 по 18 ноября пик Леонидов яркие вспышки невысокой интенсивности. Хотя раз в 33 года они выглядят как метеоритный дождь. В 2015 году они будут слабые.
• С 2 декабря и по 15 декабря – метереоритный медленный и яркий поток Геминиды. Источник расположен недалеко от созвездия Близнецов. Пик – 13-14 декабря. Очень красивый звездопад можно увидеть именно в Северном полушарии.
• 21-22 декабря – метеоритный дождь Ориониды. Источник - комета Галлея. Хорошо заметен звездный дождь в Северном полушарии.

2.3. Изучение созвездий, как радиантов метеорного потока

Для исследования метеоритных потоков мы использовали и имеющие их фотографии. На них хорошо видно, где располагается  точка радианта метеорного потока.

Так как, в метеорном потоке частицы движутся параллельно друг другу, то параллельные линии, уходящие от нас вдаль (например, железнодорожные рельсы), кажутся нам сходящимися у горизонта в одной точке. Поэтому и метеоры, порожденные частицами потока, кажутся расходящимися из одной точки на небесной сфере - так называемого радианта.

У каждого метеорного потока свой радиант. Его положение на небесной сфере зависит от того направления, в котором двигались метеорные частицы до своей встречи с Землей.

Поскольку,  сами метеорные потоки носят названия не комет, которые их породили, а тех созвездий, где расположен радиант, то нахождение на небе созвездий – одно из благоприятных условий наблюдения  звездопада.

Меня заинтересовали два созвездия- Персея и Льва.

• Для нахождения на небосводе созвездия Персея, необходимо определить, где расположен всем известный ковш Большой Медведицы (по вечерам в августе он «висит» невысоко в северо-западной части небосклона). Далее через две крайние звезды ковша Большой Медведицы проводим мысленную прямую вверх, где находим Полярную звезду. Запомним ее положение на небе и вернемся к большому ковшу, к любой звезде его ручки. Далее проводим мысленную прямую от любой звезды ручки ковша Большой Медведицы через Полярную звезду и находим созвездие, похожее по форме на латинскую букву W. Это созвездие Кассиопеи, которое соседствует с Персеем. Само созвездие Персея находим по прилагаемой поисковой карте (см. Приложение 12).

Если  проводить наблюдения вдали от городской засветки,  когда  на небе отсутствует яркая Луна, то надо знать, что через созвездие Персея проходит участок Млечного Пути. Самая яркая звезда созвездия – Мирфак находится как раз на его фоне. А вторая по яркости звезда созвездия – Алголь  расположилась правее и чуть ниже Мирфака (см. Приложение 13).

• Глубоко ночью на юго-западе, а утром - на юге в ноябре можно наблюдать единственное созвездие - Льва (см. Приложение 14).  Его легко узнать по большой трапеции из четырех звезд со звездой Регул во главе. Так же весьма характерна голова Льва, называемая обычно «серпом». Непосредственно под трапецией Льва располагается яркий Юпитер. Еще ниже находится участок неба без ярких звезд и вмещающий в себя созвездия Гидры, Секстанта, Чаши и Ворона. Надо Львом высоко в небе расположилось созвездие Большой Медведицы: утром его ковш смотрит вертикально вверх.

4. Изучение пламени  свечи, как  аналога  звезды

Наблюдая звездное небо, так и хочется спросить - почему звезды блестят?

Звезды похожи на огромные шары огня, они излучают огромное количество света – и с Земли мы воспринимаем этот свет как серебристый блеск. Это происходит потому, что звезды образованы горящим водородом и гелием, а эти газы при горении выделяют свет и тепло. У самых сияющих звезд яркость во много миллионов раз больше, чем у Солнца, хотя встречаются звезды, чье свечение в миллионы раз меньше.

1. Мы провели  небольшой эксперимент, с помощью которого изучили строение пламени:

• Зажгите свечу и внимательно рассмотрите пламя. Вы заметите, что оно неоднородно по цвету. Пламя имеет три зоны (см. Приложение 15).
• Темная зона 1 находится в нижней части пламени. Это самая холодная зона по сравнению с другими. Темную зону окаймляет самая яркая часть пламени 2. Температура здесь выше, чем в темной зоне, но наиболее высокая температура – в верхней части пламени 3.

• Чтобы убедиться, что различные зоны пламени имеют разную температуру, можно провести такой опыт. Поместите лучинку (или спичку) в пламя так, чтобы она пересекала все три зоны. Вы увидите, что лучинка сильнее обуглилась там, где она попала в зоны 2 и 3. Значит, пламя там более горячее (см. Приложение 16 ).

2. Примечательно, что формирование хвостов кометы, через которые проходит Земля во время звездопада, происходит в результате взаимодействия их  с солнечным излучением.

 Известно, что от  Солнца идет не только свет, а еще и солнечный ветер. Это поток заряженных частиц, которые разбегаются во все стороны от дневного светила и несут с собой обрывки солнечного магнитного поля. Налетая на голову кометы, ветер подхватывает магнитными полями, как сетями, ионы кометного газа и мчит их прочь от Солнца на скорости 500-1000 км/с, образуя длинный и прямой, как луч прожектора, плазменный хвост.

Поэтому хвосты кометы всегда направлены в сторону от Солнца.  Мы провели следующий опыт.

• Изменение формы пламени путем вдувания воздуха.

С этой целью надо менять расположение трубки, по которой вдувается воздух, относительно пламени свечи; главным образом изменять расстояние сопла трубки от пламени, приближая его постепенно к пламени и вводя его в самое пламя на ту или иную глубину. При большом расстоянии сопла трубки от пламени оно целиком отклоняется в сторону вдоль струи воздуха, удлиняется и расширяется, принимая форму метлы или растрепанной кисти (см. Приложение 17).

5. Изучение цвета пламени «падающей» звезды

Рассматривая звездное небо, можно  заметить, что все звезды разного цвета.  Одни из них белые, другие голубые, третьи оранжевые.  Есть белые и красные звезды. Оказывается, цвет звезды зависит от температуры на ее поверхности. Самые горячие звезды кажутся нам белыми и голубыми. Температура на их поверхности от 10 до 100 000 градусов. Звезда средней температуры имеет  желтый или оранжевый цвет. Такого же цвета  и наше Солнце. Температура на его поверхности равна 6000°С. Самые холодные из звезд – красные. Температура на их поверхности около 3 000 градусов. И эти звезды во много раз горячее, чем пламя костра. По цвету звезды можно определить и ее возраст. Молодые звезды – самые горячие. Они светят белым и голубым светом. Старые, остывающие звезды, излучают красный свет. А желтым светом светятся звезды среднего возраста.

Сгорая в атмосфере метеорный след  тоже имеет разный цвет. Это зависит от состава  вещества, составляющего небесное тело. Как отмечают специалисты, Персеиды, например, можно отличить от других метеоритных потоков - Акварид и Каприкорнид, - по цвету. Частицы Персеид, которые летят быстрее всех потоков, чаще всего белые, Акварид - бело-голубоватые, а Каприкорниды - желтых и оранжевых оттенков. Известно, что некоторые металлы, если поднести их к огню, придают пламени определенный оттенок. По цвету пламени можно определить присутствие в соединении того или иного металла. Вот почему  фейерверки,  в состав которых входят разные металлы, имеют разные оттенки пламени.

• Мы исследовали, каким цветом будут гореть в пламени спиртовки различные  соединения металлов.

Для этого крупинку вещества надо поместить в пламя на конце проволоки.

Нами были использованы соединения металлов в форме легколетучих солей (хлоридов):

натрия (NaCl), магния (MgCl2), аллюминия (AlCl3), цинка (ZnCl2), кальция (CaCl2), меди (CuCl2).

Эффект, от этого опыта поражает!!!

Мы наблюдали, что  пламя действительно становиться

• желтое – от хлорида натрия,
• красное – от хлорида кальция,
• искрит  - от хлорида аллюминия,
• светло- синее - хлорида цинка,
• сине- зеленое  - хлорида меди,
• бесцветное – от хлорида магния (см. Приложение 19).

Мы можем только  предположить, что все эти элементы  содержатся в сгораемых, метеорах, окрашивая их след  в разные цвета.  Смешение цветов пламени, как и смешение цветов радуги, может дать белый цвет, поэтому следы от Персеид, например, видны как белые.

Выводы по Главе 2

Советы по наблюдению  метеорных потоков:

•        Для наблюдений метеорного потока не нужны телескопы и бинокли. Пролетающие метеоры наблюдаются невооруженным взглядом.
• Нужно смотреть не на сам радиант, а немного в сторону от этой точки.  Вдали от радианта наблюдаются наиболее длинные и яркие метеоры.
• Готовясь проводить наблюдения необходимо заранее определить расположение на небе созвездия, из которого будет  «происходить» звездопад.
• Необходимо обратить внимание не только на характер «падения» звезды, но и на цвет того следа, который она оставляет. У каждого метеорного потока свой цвет. Все следы другого цвета, будут относиться к другим объектам, внезапно возникшим в зоне наблюдения.

Заключение

Если внимательно присмотреться к небу, то, оказывается, весь год можно наблюдать звездопады различной интенсивности и яркости, но самые красивые приходятся на конец августа и ноябрь - Персеиды и Леониды!

В этот период можно увидеть массу падающих звезд и загадать самое заветное желание.

Яркие вспышке в небе, которые в народе называют «падающими звездами», происходят в результате прохождения Земли через орбиту той или иной кометы. Мельчайшие частицы, которые образовались распадом ядра кометы при многократном прохождении ее по своей орбите, врезаются в атмосферу Земли со скоростью около 60 км/с и, будучи размером с песчинку, сгорают в земной атмосфере от трения о воздух, образуя «звездный дождь».

Эти песчинки или же льдинки, попадающие в верхние слои атмосферы из космоса и вызывающие яркое свечение, и называются метеорами. В отличие от метеоритов, которые находят на земле, метеоры – это то, что любой желающий реально, невооруженным глазом может наблюдать в небе.

Большинство метеоров обращается вокруг Солнца по орбите своей кометы-прародительницы, образуя настоящий космический рой толщиной в десятки и сотни тысяч километров.

Метеорные потоки повторяются строго через год в одни и те же числа потому, что орбиты Земли и потока имеют фиксированную область пересечения друг с другом. Наша планета проходит эту область не одномоментно, а в течение некоторого количества дней, так как рой метеороидных частиц имеет немаленькую ширину. Поэтому и наблюдать звездопад можно несколько дней подряд.

Бинокли и телескопы бесполезны при наблюдениях метеорных потоков, так как ограничивают поле зрения несколькими градусами. Метеоры наблюдают невооруженным взглядом! Только на случай, если метеор оставляет длительный пылевой след, будет полезным понаблюдать в бинокль, как след будет изгибаться и растворяться под действием атмосферных течений.

Те наблюдения и опыты, которые мы провели в ходе работы над данным проектом, еще больше увлекли нас звездным небом. К сожалению, для его наблюдения необходима, прежде всего, ясная, безлунная ночь, что в нашем Северном полушарии становиться редкостью.

Надеюсь, что когда-нибудь я смогу провести и более серьезные наблюдения метеорного потока,  где-нибудь в обсерватории. Но для этого необходимо еще познакомиться с такими науками, как физика, химия и астрономия более подробно!  

Список литературы

1. Астрономический календарь. Постоянная часть — М.: Наука, 1981.
2. Бабаджанов П. Б. Метеоры и их наблюдение — М.: Наука, 1987.
3. Куликовский. Справочник любителя астрономии — М.: Эдиториал УРСС, 2002.
4. Райнер Кетэ. Космос.Планеты, звезды, галактики. Иллюстрированный справочник- Клуб семейного досуга, 2012.  
5. Ридпад Иан,  Тирион Уил. Космос - АСТ, Астрель, 2007, с.256.
6. Солнце в интерьере галактики. Серия: Энциклопедия тайн и загадок Вселенной. Издательство: Белый город. Год издания: 2005.
7. Ткаченко А.Б. Летающие звезды - Фома, 2014.
8. http://astronom-us.ru/
9. http://www.astrotime.ru/
10. http://astro-bratsk.ru/content-observer/332-meteor-shower-observer.html

Приложения

Приложение 12.  Нахождение созвездия Персея

Приложение 13.  Звезды созвездия Персея

Приложение 14. Созвездие Льва в ноябре

Приложение 15.

Приложение 16 . Строение пламени.

Приложение 17. Изменение формы пламени

Приложение 18.