ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА «СОЗВЕЗДИЕ БОЛЬШОГО ПСА»

Многие тысячи лет  на Земле живет человек, и по крайней мере всегда ему были даны два чуда природы: день, освещенный Солнцем, и ночь с ее манящими и загадочными россыпями звезд на небесном своде. Люди считали, что звезды - это серебряные шарики, прибитые гвоздиками к высоко расположенной небесной сфере, потому что взаимные положения звезд, казалось, оставались неизменными. Даже гениальный ученый Николай Коперник остался верен идее существования далекой сферы неподвижных звезд. Но звездные узоры перемещались по небу в течение ночи, что отражает суточное вращение Земли,  и их вид менялся в зависимости от времени года, что объясняется обращением Земли как рядовой планеты вокруг Солнца. Те,  кто более пристально изучал перемещение небесных светил, давно обнаружили строгую ритмичность суточных и сезонных движений светил. Эти явления были положены в основу различных способов счета времени и ведения календаря - двух необходимых атрибутов любой цивилизации.

У меня, к сожалению, пока что нет столь глубоких познаний в области астрономии, но почему то, после одного из занятий по предмету «Окружающий мир», мне очень захотелось узнать поподробнее о созвездии Большого Пса. Мне показалось оно очень занимательным!!! Ну что же, приступим…

Поскольку выполняемая нами работа носит исследовательский характер, нам необходимо обозначить актуальность выбранной темы.

Актуальность. Повышение уровня теоретических и практических знаний, а также заинтересованности обучающихся в области изучения астрономии, в частности структурного построения созвездия Большого Пса и его астрономических характеристик.

 Безусловно, проведенное нами исследование, было обусловлено специальной целью - изучение созвездия Большого Пса, построение его макета в домашних условиях  для последующего  расширения своего кругозора.

Для достижения поставленной цели, мы поставили перед собой следующие задачи:

1.     Сделать анализ теоретической литературы касательно нашей темы.

2.     Изучить историю возникновения созвездия Большой Пес.

3.     Построить макет созвездия в домашних условиях.

4.     Убедить других участников научно-практической  конференции в важности и необходимости знаний в области астрономии, на примере изучения созвездия Большого Пса.

Объектом исследования является возможность получения более глубоких знаний  дисциплины Астрономия в рамках образовательного процесса в младших классах, на примере изучения созвездия Большого Пса.

Предметом исследования является непосредственно процесс самого исследования обозначенного созвездия и построение его макета в домашних условиях.

В основу нашего исследования была положена теория очевидной значимости и благотворного влияния астрономических познаний, выходящих за рамки образовательной программы для начальных классов как средства расширения кругозора и любознательности обучающихся.

Гипотеза исследования. Мы предполагаем, что более углубленное изучение астрономии, и пусть для начала, хотя бы на примере лишь одного из созвездий позволит развить обучающимся такие качества как любознательность, постоянное самосовершенствование, самостоятельность при проведении исследовательской работы, расширение кругозора, что в конечном итоге формирует любовь к науке, а это значит - быть готовым и не бояться делать новых открытий!

Методология:

1.     Изучение и анализ литературы;

2.     Самонаблюдение;

3.     Моделирование.

Ожидаемые результаты:

1.      Возбудить интерес и желание обучающихся к более пристальному изучению науки астрономии, хотя бы этот интерес будет носить выборочный характер в отношении определенных объектов изучения.

2.     Построение макета созвездия Большого Пса, в целях наглядного демонстрирования  структуры данного созвездия.

Глава I. Теоретический анализ созвездия Большой Пес

Всегда благоговей перед следами прошлого

Латинское изречение

1.1.         Небесные сказания. Мифы и легенды о Большом Псе

Сейчас известно, что миллиарды звезд заполняют бесконечное пространство Вселенной, группируясь в звездные системы вроде нашей галактики Млечный Путь. Но, взглянув на небо в ясную ночь, мы, как и наши предки, видим всего лишь серебряные точки, образующие замысловатые узоры. Задолго до первых попыток сосчитать звезды, наблюдатели разделили все небо на делянки, проложив между ними невидимые границы. Делянку, включающую в себя определенную группу звезд законченного рисунка, назвали созвездием и присвоили имя, которое давалось иногда по случайному сходству с земным предметом, иногда из желания увековечить имя бога или любимого героя.  У разных цивилизаций границы созвездий и их названия были разными, что отражало присущие им национальные особенности. Мы пользуемся достижениями древних цивилизаций Средиземноморья и их пантеоном богов, имена и жизнь которых отражены в названиях созвездий. Боги и герои древнегреческих мифов очень близки к людям. Они живут и действуют как полнокровные существа, общаются со смертными, помогают земным обитателям. В эпоху великих географических открытий астрономы создали звездные карты. Одним из самых красивых созвездий на них является Большой Пес.

Именно легенду  его возникновения мне хотелось бы вам поведать.

Красивый юноша Актеон, внук Европы и Кадма, легендарного основателя второй столицы Эллады-города Фивы, был страстным охотником. К охоте приобщил его кентавр Хирон, его воспитатель и наставник в детстве. Однажды Актеон с друзьями охотился вблизи Парнаса в лесах Киферона, не подозревая о том, что они являются владениями богини-охотницы Артемиды (Дианы). Был знойный полдень. Вся компания решила переждать жару и расположилась в густой чаще леса на отдых, а Актеон отправился на поиски родника с водой. Взяв с собой своих собак, Актеон углубился в лес. Неожиданно, он оказался в цветущей долине, по которой тек ручей с кристально чистой водой. Свое начало он брал гроте на склоне горы, и ничего не подозревавший юноша решил подняться вверх, чтобы взглянуть на породивший ручей родник. Между тем, в гроте расположилась с нимфами сама Артемида. Когда-то Зевс запретил своей дочери, чтобы кто-то когда-либо видел ее обнаженной.  Тем временем, Артемида собралась искупаться. Нимфы уже освободили  ее тело от доспехов, лука и колчана со стрелами, сняли сандалии и завязали длинные волосы узлом, как это делают современные девушки. Они начали снимать золотой хитон с ее плеч, когда в проеме входа в грот возникла фигура юноши. Громко вскрикнув, нимфы мгновенно укрыли обнаженную девушку, но было поздно. Актеон увидел обнаженной богиню, за что должен был понести жестокое наказание. Артемида пожалела юношу, нарушившего ее покой. Она не казнила его, а превратила в прекрасного оленя. Актеон тоже слишком поздно понял, что произошло. По виду прекрасной девушки, он сразу узнал богиню, но в следующий момент почувствовал тяжесть на голове и странное ощущение в руках и ногах. Он бросился бежать и остановился только в долине у ручья. Актеон посмотрел на свое отражение в воде и понял, что богиня превратился его в оленя. Тут появились его собаки. Он хотел позвать их, но звуки замерли в его горле. Между тем собаки, почуяв оленя, набросились на него. Когда через несколько часов друзья отправились на поиски пропавшего Актеона, он нашли прекрасного оленя, задранного собаками, но никогда не узнали, как ужасно погиб их товарищ, единственный их людей увидевший божественную красоту дочери Зевса и Латоны. А Зевс увековечил собак Актеона в виде двух созвездий Большого и Малого Пса.

         Созвездие большой пес очень древнее. В нем находится знаменитый Сириус – самая яркая звезда земного неба.

Можно сказать что астрономия «вышла из Сириуса». Дело в том, что его появление весной в лучах утренней зари возвещало начало весны и скорый разлив Нила. Поэтому за небом велся тщательный контроль, а в ожидании Сириуса древние наблюдатели осматривали и другие уголки неба, натыкаясь на явления, которые нужно объяснить.

Так рождалась астрономия. «Сириус» означает «сверкающий» или «блестящий», потому что зимой, он виден даже нем, а ночью сверкает,  как драгоценный алмаз.

1.2.         Большой Пес - триста лет спустя

Внимание!!  Сверяемся  с термометром и одеваемся  сегодня вечером потеплее, потому что самое время выгулять собаку… э-э-э… Ночную Собаку весеннего неба. 

Район Большого Пса.
В этом месяце мы сфокусируемся на Большом Псе, верной собаке Ориона. На небе кроме Большой собаки есть еще как минимум три дворняги — Малый Пес, Чара и Астерион (Гончие Псы). Последние два по-прежнему не отходят от Волопаса.

Устроившийся на границе зимнего Млечного Пути Большой Пес — интересное созвездие. Вы найдете здесь изобилие разных объектов: галактики, планетарные и отражающие туманности, двойные звезды и рассеянные скопления. Для каждого что-нибудь найдется.
Если не считать объекты глубокого космоса, самой заметной деталью созвездия, без сомнения, является Сириус. Самую яркую звезду ночного неба, Сириус можно заметить почти из каждого населенного пункта Земли.
В этой двойной звездной системе второй компаньон находится примерно в 8,6 светового года от более яркого Сириуса А, масса которого вдвое превышает Солнечную. Сириус B, или «Щенок», является белым карликом, который весит 99 % массы Солнца, но имеет диаметр Земли. Присутствие компаньона впервые заподозрил Фридрих Бессель в 1844 году из-за периодичных изменений в собственном движении Сириуса. Первым, кто непосредственно наблюдал Щенка, стал Альван Кларк в 1862 году при тестировании 18-дюймового объектива. Видимая звездная величина Сириуса A –1.47 (у Солнца примерно –26,7, Луны –12,6, а Венера, Марс, Юпитер и Меркурий имеют блеск –-4,7, –2,9, –2,8 и –1,9 соответственно), тогда как величина Сириуса B не больше 8. Это означает, что щенок примерно в 10000 раз тусклее своего родителя!
 Учитывая яркость Сириуса, ничего удивительного, что в древних культурах ему придавали особое значение. Для египтян его появление означало разлив Нила и приближение летнего солнцестояния. Греки называли его собакой Ориона и связывали его появление с наступлением самых жарких дней лета (отсюда пошло американское выражение "Dog Days" — «Собачьи дни», которым называют самые знойные дни августа).
Опуститесь на четыре градуса южнее Сириуса, и вы увидите единственный объект Мессье в Большом Псе.

         Отбрасывая газ, пыль и звезды в разные стороны, гравитация создала мост длиной 100 000 световых лет между этими галактиками, перемещающимися относительно друг друга. К сожалению, мы пропустили их максимальное сближение 40 миллионов лет назад. К сожалению, этого явления наше с вами поколение не сожжет увидеть. В конце концов, незаметно пролетят несколько миллиардов лет, и поколениям будущих астрономов предстоит осознать, что придется вносить в каталог новый объект. А пока этого не произошло, есть возможность понаблюдать обе галактики. 

           Глава II.  Экспериментальные исследования созвездия Большого пса.

2.1. Собственное наблюдение ночного неба

Большо́й Пёс (лат. Canis Major) — созвездие южного полушария неба, самая яркая звезда — Сириус, имеет блеск −1,46^m. Наилучшие условия видимости в декабре—январе. Расположено к юго-востоку от Ориона («под правой ногой»);частично лежит в Млечном Пути. На территории России наблюдается полностью в южных и центральных районах и частично — в северных.

Как данное созвездие найти на небе. Созвездие можно легко найти, ориентируясь на созвездие Орион. Три звезды на поясе небесного охотника указывают направление на юго-восток,   как раз в сторону Сириуса. Это настолько яркая звезда, что ошибиться очень трудно. Созвездие Большого Пса видно в зимнее время года низко над южным горизонтом. Оно проходит меридиан в полночь в конце декабря – начале января. В частности, хотя речь идёт о простом совпадении, Сириус проходит главную южную точку в полночь на Новый год. Более того, раньше считалось, что именно благодаря Сириусу жители Северного полушария могут наслаждаться бабьим летом в сентябре, потому что в эти дни Сириус восходит с Солнцем, и его яркость продлевает погожие тёплые дни.

Основные звёзды созвездия. Сириус (α Большого Пса) – самая яркая звезда в созвездии и самая яркая звезда нашего неба. Находится она на расстоянии 8,7 светового года от Земли, т.е. это одна из самых близких к нам звёзд, седьмая в порядке удалённости от Солнца. Слово «Сириус», вероятно, произошло от греческого слова seirios – «ярко горящий. Её видимая звёздная величина равна – 1,46^m . Кроме Сириуса, только ещё у одной звезды (Канопуса) блеск выражается в отрицательных звёздных величинах. Сириус по диаметру примерно вдвое больше, вдвое массивнее и вдвое горячее Солнца. При этом светимость Сириуса в 24 раза превосходит солнечную. Собственное движение Сириуса сравнительно велико – 1,3″ в год. Смещение линий его спектра показывает, что расстояние между Солнцем и самой яркой из звёзд каждую секунду возрастает на 8 км.

С Сириусом связано одно из замечательных открытий XIX века: предсказание и обнаружение необычных компактных звезд – белых карликов. В течение многих лет измеряя с высокой точностью положение ярких звезд, немецкий астроном  Фридрих Бессель (1784–1846) в 1836 заметил, что Сириус и Процион (a Малого Пса) в своем движении относительно более далеких звезд отклоняются от  прямой линии. Бессель заподозрил, что эти звезды демонстрируют колебательное движение, и по этому признаку предсказал, что у Сириуса и  Проциона есть невидимые спутники. Узнав, что он безнадежно болен, Бессель в 1844 опубликовал свой прогноз, указав, что спутник Сириуса должен обращаться с периодом около 50 лет. В те годы мысль о существовании невидимых звезд была столь необычной, что даже высочайший авторитет Бесселя не спас его от жесткой критики коллег. Вспомним, что лишь в 1845–1846 Дж. Адамс и У. Леверье на основе отклонений в движении планеты Уран сделали предсказание о существовании в Солнечной системе невидимой до той поры планеты. К счастью, эта планета – Нептун – была сразу же обнаружена именно там, где ее ожидали найти ученые. Но теоретическое открытие Бесселя не получало подтверждения почти 20 лет.  Первым был открыт компаньон Сириуса; его заметил американский оптик Алван Кларк (1804–1887) в 1862 при испытании нового телескопа. Спутник получил имя «Сириус B» и прозвище «Щенок». Его светимость в 10 тысяч раз слабее,  чем у главной звезды – Сириуса A, радиус в 100 раз меньше солнечного, но масса почти такая же, как у Солнца. Поэтому Сириус B имеет колоссальную  плотность: около 1 тонны в кубическом сантиметре! А в 1896 обнаружился и  спутник Проциона. Так были открыты белые карлики – звезды, закончившие  свою эволюцию и сжавшиеся до размера небольшой планеты. Спутник виден на  расстоянии от 3І до 12І от Сириуса A и обращается вокруг него именно с тем периодом, который указал Бессель. Сириус В – один из первых открытых белых карликов. Третья звезда, коричневый карлик, ближе к компоненту А, чем к В, открыта в 1995 году французскими астрономами. Характеристики данной звезды можно найти в приложении №4 к работе.

    Мирзам (β Большого Пса) – вторая по яркости в созвездии звезда. Её название означает «предвозвестник», потому что он появляется перед восходом яркого Сириуса. Это очень горячая голубая переменная звезда, изменение её светимости незаметно для человеческого глаза, так как её яркость изменяется  периодически каждые шесть часов на несколько сотых долей звездной величины. Характеристики данной звезды можно найти в приложении №4 к работе.

   В созвездии Большого Пса есть уникальная пара звёзд. Это – затменная переменная, обозначенная буквами UW. Блеск её меняется в пределах от 4,5 до 4,8^m  с периодом в 4,4 суток. Обе составляющие системы – редчайшие сверхгиганты спектрального класса О8. Судя по кривой блеска, оба они так близки друг к другу, что под влиянием взаимного тяготения приобрели эллипсоидальную форму. Но самое необычное – масса сверхгигантов системы UWБольшого Пса. Это самые тяжёлые из известных нам звёзд. Каждая из них имеет массу 71, 5 · 10²⁷ тонн, то есть почти в 30 раз больше Солнца и почти в 10 миллионов раз больше Земли.

Звезда Боьшого Пса расположена над хвостом Пса и является неправильной переменной. Она меняет свой блеск от 6,5 до 9,4^m.

VY воистину является одной из самых крупных звёзд, которые были обнаружены. На изображении выше видно, что наша звезда Солнце — это точка в сравнении с VY. Она почти в полторы тысячи раз превышает диаметр Солнца. Полагают, что звезда ещё будет расширяться. Удалена от нас на расстояние примерно 4 тысячи световых лет.

При наблюдении в бинокль, можно увидеть характерный оранжевый цвет звезды, но из-за небольшой светимости больше деталей рассмотреть не получится.

Это рассеянное звёздное скопление состоит преимущественно из молодых звёзд. По подсчётам включает в себя примерно 100 звёзд. Общая звёздная величина — 4,6^m. Примерное расстояние от Солнца — 2300 световых лет. В некоторых источниках можно встретить её другое название — скопление Малый Улей. Обнаружить на небе легко даже в бинокль с небольшим увеличением. Так как скопление имеет внушительную площадь диаметром около 38′, не рекомендуется наблюдать в телескопы, потому что целостную картину увидеть вряд ли получится.

Созвездие Большой Пес (Canis Major) — красивое, состоящее из множества достаточно ярких звезд. Но, поскольку, это созвездие южное, то в наших широтах его более слабые звезды можно рассмотреть только в очень ясные ночи. Его главная звезда с- превосходить по яркости все остальные звезды нашего неба. Она находится на расстоянии всего лишь 8,5 световых лет, поэтому и кажется такой яркой, хотя только в 20 раз ярче Солнца.

Частично созвездие находится в Млечном пути. Примечательно, что в этом созвездии находится не только самая яркая звезда Сириус, но и самая огромная из ныне известных звезд — сверхгигант VY Большого Пса. От нас ее отделяет пять тысяч световых лет, а ее радиус приблизительно в 2000 раз больше радиуса Солнца. Созвездие это древнее. В каталоге «Альмагест» Клавдия Птолемея оно называлось просто «Пес».

Самые яркие звезды созвездия Большой Пес.

На территории России лучшее время для наблюдений Большого Пса — декабрь, январь. В северных районах созвездие видно только частично.

Заключение

В завершение проведенного исследования, нам хотелось подвести итоги проделанной работы.

Мы можем бесконечно рассуждать о красоте звездного неба, и даже сравнивать звезды, как это делали древние с серебренными шариками. Но все же следует помнить, что наука о звездах и прочих небесных телах не любит каких-либо неточностей, а приветствует во всем строгий расчет.   С учетом глобальной компьютеризации современного мира, эпохального развития научно-технического прогресса, нам, казалось бы, с одной стороны, намного проще изучать звездное небо, нежели нашим предкам.  И в то же самое время, современная наука астрономия все чаще ставит перед нами новые задачи! Ну, кто мог подумать об экзопланетах двести лет тому назад, или же недавно обнаруженная десятая  планета Х, буквально перевернувшая все знания об астрономии!!!! 

     Сказанное, еще раз подчеркивает мысль, высказанную нами еще в начале исследования о том, что астрономия должна быть объектом обязательного и более того, глубокого изучения обучающимися.

Охватить все знания по астрономии в рамках одной работы, конечно же невозможно, поэтому каждый из нас, может выбрать ту область знаний, которая вызовет в нем наибольший интерес! В нашем случае, объектом изучения выступило созвездие Большого Пса.  Хотелось бы верить, что мы достигли заявленной нами цели, а именно изучить и проанализировать строение, историю возникновения, современное состояние созвездия! Для большей наглядности и понимания логики  построения созвездия мы соорудили макет Большого Пса. Мы очень надеемся, что изготовленная нами модель созвездия пригодится всем нам в процессе дальнейшего  ознакомления с чудесами звездного неба!

                                              Список литературы:

1.     Астрономия инков: Джесси Рассел — Санкт-Петербург, 2012 г.- 100 с.

2.     Астрономия: Джесси Рассел — Москва, Книга по Требованию, 2012 г.- 76 с.

3.     Биология. Биология - наука о живой природе. Клетка как биологическая система. Организмы как биологическая система. Экспресс-репетитор для подготовки к ЕГЭ: Л. А. Козлова — Санкт-Петербург, АСТ, Астрель, ВКТ, 2010 г.- 160 с.

4.     История астрономии: Джесси Рассел — Санкт-Петербург, Книга по Требованию, 2012 г.- 122 с.

5.     Общедоступная астрономия: Н.К. Фламмарион — Санкт-Петербург, Книга по Требованию, 2012 г.- 244 с.

6.     Почему не Луна, а Земля существует причиной происхождения приливов и отливов на Земле?: А. З. Сирис — Санкт-Петербург, Ленанд, 2012 г.- 80 с.

7.     Соционика для всех. Наука общения, понимания и согласия: Е. Филатова — Москва, Феникс, 2013 г.- 384 с.

8.     Техника и наука как "идеология": Юрген Хабермас — Санкт-Петербург, Праксис, 2007 г.- 208 с.

9.     Увлекательная астрономия. Мифы и космос: С. Дубкова — Москва, Белый город, Воскресный , 2014 г.- 288 с.

10.       Что такое биология?: Х. Мэскелл — Москва, Эксмо, 2013 г.- 96 с.

11.       Энциклопедия для детей. Астрономия. Том 8: — Москва, Мир энциклопедий Аванта , 2013 г.- 528 с.

12.       Цесевич В.П. Что и как наблюдать на небе. М. Наука. 1984.

13.       Школьный астрономический календарь. М. Просвещение. 1991.

14.       Зигель Ф.Ю. Звездная азбука. М. Просвещение. 1980.

15.       Навайшин М.С. Телескоп астронома любителя. М. Наука. 1980.

16.       Левитан Е.П. Астрономия 11 класс. М. Просвещение. 2002.

17.       Комаров В.Н. Новая занимательная астрономия. М. Наука. 1983.

18.       Морозов Ю.Н. Следы древних астронавтов? М. Знание. 1991.

19.       Шкловский И.С. Вселенная, жизнь, разум. М. Наука. 1980.

20.       Новиков И.Д.Как взорвалась Вселенная. М. Наука. 1988.