АСТРОНОМІЯ - Навчальний посібник для профільної школи 2017

Частина 2. Основи астрономії

Розділ І. Методи і засоби астрономії

Тема 1.2. Засоби астрономічних досліджень

§ 8. Астрономічні обсерваторії

Вступ

Процес пізнання небесних тіл не обмежується спостереженнями. Це лише його перша ланка. Дані, отримані зі спостережень, осмислюють, інтерпретують, переробляють та узагальнюють, висуваючи і створюючи для цього різні ідеї, гіпотези і теорії. В астрономії здавна й дотепер усю цю роботу виконують, головно, в наукових установах, які називають обсерваторіями.

Цілі вивчення § 8

Вивчивши матеріал цього параграфа, Ви будете:

• знати й розуміти поняття астрономічна обсерваторія;

• уміти пояснити потребу створення астрономічних обсерваторій;

• оцінювати потребу створення астрономічних обсерваторій.

Актуалізація раніше набутих знань / компетентностей

Треба пригадати особливості астрономії як науки, зокрема той факт, що її основою є спостереження небесних тіл. Такі спостереження виконують з допомогою різних телескопів. Пригадайте будову оптичного телескопа й радіотелескопа.

Методичні поради щодо опанування навчального матеріалу

Астрономія, як вид людської діяльності, вимагає професійних навичок та спеціальних приладів (не лише телескопів). Це — речі очевидні. Хоча в історії астрономії є багато прикладів, коли суттєвий внесок у її розвиток робили науковці без фахової підготовки, але вони здобували астрономічні знання через самоосвіту. Колективи професійних астрономів уперше виникли

кілька століть тому, коли з’явилися перші державні астрономічні обсерваторії. Нині всі астрономічні дослідження виконують у таких установах, часто об’єднуючи зусилля різних обсерваторій. Щоб зрозуміти роль астрономічної обсерваторії, як наукової установи, треба з’ясувати мотиви, що спонукали до їх створення. Бажано знати час появи перших державних обсерваторій у Європі та найбільші сучасні астрономічні центри світу. Зверніть увагу на те, що Україна має кілька астрономічних обсерваторій, а отже, належить до світових астрономічних країн.

Пояснювальний текст

Головні осередки професійних астрономів — астрономічні обсерваторії, які з огляду на історію науки є найпершими у світі науковими установами (див. Додаток 1). Фактично такі установи — це науково-дослідні інститути, що працюють у різних галузях астрономії. Професію астронома здобувають у вищих навчальних закладах. В Україні таке навчання традиційно відбувається на кафедрах астрономії, які є в деяких провідних українських університетах.

1. Астрономічні обсерваторії — місця спостереження небесних світил. Історики науки вважають, що пункти спостережень за небесними світилами людина почала будувати ще на зорі цивілізації. До астрономічної обсерваторії (від. лат. оЬбєгуо, спостерігаю) давніх часів відносять відому мегалітичну споруду Стоунгендж (Англія). В Китаї в 1100 році до н. є. було засновано обсерваторію, залишки якої збереглися до наших днів. У 829 р. було засновано обсерваторію в Багдаді. Одну з перших обсерваторій у Європі створено у 1471 р. в м. Нюрнберг (Німеччина). Відомими в Європі були обсерваторії, створені зусиллями видатних астрономів Тіхо Браге (в Данії) та Яна Гевелія (у Польщі в м. Гданськ).

Рис. 8.1. Обсерваторія Яна Гевелія, облаштована на приватному обійсті відомого польського астронома.

Ще до винаходу телескопа будували обсерваторії для визначення на небесній сфері положень Сонця, Місяця, зір і планет. Першу державну астрономічну обсерваторію в Європі — Паризьку — відкрито в 1671 році, а відому багатьом обсерваторію в Гринвічі — в 1675 р.

Рис. 8.2. Перші державні астрономічні обсерваторії: Паризька (а) і Гринвіцька (б).

Лише у другій половині XIX ст. з’явилися обсерваторії сучасного типу, де телескопи стали встановлювати в спеціальних вежах — круглих будинках з куполом, що обертається. У куполі є люк, прикритий спеціальними стулками, які розсуваються під час спостережень.

2. Астрономічні обсерваторії — наукові установи. Наукову установу, в якій виконують астрономічні спостереження та наукові дослідження, зазвичай називають астрономічною обсерваторією. Більшість обсерваторій обладнано телескопами різних типів, призначеними для реєстрації електромагнітного випромінювання, причому кожна з них переважно спеціалізується на вивченні певного спектрального діапазону.

На сьогодні у світі функціонує кілька потужних астрономічних обсерваторій, до яких належить і Європейська південна обсерваторія (Монако). Вона має в Чилі (пустеля Атакама) кілька окремих обсерваторій (Ла-Сілла, Паранал, Лано-де-Чайнатор), де розміщені великі телескопи, зокрема, «Дуже великий телескоп» (Very Large Telescope, VLT), Велика міліметрова/субміліметрова антена Атакама (Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array, ALMA). Неподалік від обсерваторії Паранал на вершині Сьєрра-Амазоне нині будують Європейський надзвичайно великий телескоп (European Extremely Large Telescope, E—ELT) з діаметром дзеркала 39 метрів. Його планують ввести в дію 2024 р.

Рис. 8.3. Філіали Європейської південної обсерваторії в Чилі: Ла-Сілла (а), Паранал (б).

Унікальною є обсерваторія на горі Мауна-Кеа (висота над рівнем моря становить 4215 м) на острові Гавайї, заснована в 1967 р. За чудовий астроклімат це місце оголошене науковим заповідником. Тут встановлено 12 різних телескопів, що належать різним державам. Серед них знамениті телескопи «Кек-1» і «Кек-2», «Джеміні», «Субару». Це одне з найкращих місць для спостережень у видимій та інфрачервоній ділянках спектра.

Рис. 8.4. Обсерваторія Мауна-Кеа на Гаваях.

Ще одне місце в світі з дуже хорошими умовами для астрономічних спостережень — Канарські острови. Тут, зокрема на острові Ла-Пальма, також діють обсерваторії світового рівня. 2007 р. в обсерваторії Роке де лос Мучачос (о. Ла-Пальма) став до ладу Великий канарський телескоп з діаметром дзеркала 10,4 м — нині один найбільший у світі.

Рис. 8.5. Обсерваторія на о. Ла-Пальма в Іспанії.

Усі астрономічні обсерваторії, розміщені в місцях з хорошим астрокліматом, мають так звані штаб-квартири (рис. 8.6) — адміністративні та наукові центри, що містяться в інших населених пунктах. Тобто на високогірних майданчиках з телескопами виконують лише астрономічні спостереження, а опрацювання отриманих даних — в таких центрах чи астрономічних установах (інститути, кафедри тощо), які діють в складі університетів.

Рис. 8.6. Штаб-квартира Європейської південної обсерваторії в місті Ґархінґ (Німеччина).

Україна — відома у світі астрономічна держава. В українських землях астрономічні знання здавна були в пошані, тому найвідоміші класичні університети (Київський, Львівський, Харківський, Одеський) майже від дня свого заснування мають астрономічні обсерваторії та кафедри астрономії. Нині в нашій країні діють знані у світі астрономічні обсерваторії (докладніше в ч. 3 посібника, § 8 — § 9) серед яких дві найбільші — Головна астрономічна обсерваторія Національної академії наук України (ГАО НАН України) та Кримська астрофізична обсерваторія (КрАО).

Навчальне завдання

• Поясніть, що було і є причиною створення астрономічних обсерваторій?

Висновки

Астрономічна обсерваторія — наукова установа, в якій виконують астрономічні спостереження та дослідження. Більшість обсерваторій обладнано телескопами різних типів, призначеними для реєстрації електромагнітного випромінювання, космічних частинок та гравітаційних хвиль.

Запитання для самоперевірки

1. Поясніть, що таке астрономічна обсерваторія.

2. Де і коли було відкрито першу в Європі державну астрономічну обсерваторію?

3. Назвіть 1—2 найвідоміші астрономічні обсерваторії світу.

4. Назвіть 1—2 астрономічні обсерваторії України.

Додаткові та цитовані джерела інформації до § 8

• Професійна астрономія у світі — розділ «Астрономія у світі» Українського астрономічного порталу. (http://www.astrosvit.in.ua/profesiina-astronomiia)

• Професійна астрономія в Україні — розділ «Астрономія в Україні» Українського астрономічного порталу. (http://www.astrosvit.in.ua/profesiina-astronomiia-2)

• Л. М. Свачій. Європейська південна обсерваторія: 50 років на зоряній вахті. (http://www.astrosvit.in.ua/statti/z-istorii-astronomii/yevropeiska-pivdenna-observatoriia-50-rokiv-na- zorianii-vakhti)

• У гості до астрономів (розділ «Екскурсії» Українського астрономічного порталу). (http://www.astrosvit.in.ua/ekskursii)

• О.В. Мороженко. АЗТ-2: початок астрофізичної тематики в ГАО (Спогади одного з перших спостерігачів).

(http://www.astrosvit.in.ua/statti/z-istorii-astronomii/azt-2-pochatok-astrofizychnoi-tematyky-v-hao-

spohady-odnoho-z-pershykh-sposterihachiv)

Додатки

Додаток 1

Деякі найбільші астрономічні центри світу

Розташування

Епоха

Основні події

Олександрійський музей

300 р. до н. е.— 641 р. н.е.

Жив і працював К. Птолемей (бл. 90 — бл. 160 рр.), Гіпатія (370—415 рр.).

Самарканд

1408—1449

Жив і працював Улугбек (1394—1449 рр.).

Німеччина

1471

М. Нюренберг

Вен (Данія)

1576—1597

1576 р. будівництво Ураніборга. 1584 р. будівництво Стернборга.

Паризька обсерваторія

1667

1682 р. закінчено будівництво першої будівлі.

Гринвіцька обсерваторія

1675

1958 р. переїзд до Херстмонсо. 1991 р. переїзд до Кембриджа.

Південна Африка

1820

1820 р. побудовано Капську обсерваторію (у 1834—1838 рр., де

   

працював Джон Гершель — син В. Гершеля).

1972 р. засновано Південноафриканську астрономічну обсерваторію.

Пулково (Росія)

1839

Відкрито Пулковську обсерваторію (зруйновану під час другої світової війни й 1954 р. реконструйовану).

Гарвард (США)

1846

1847 р. уведено в дію: 15-дюймовий (40 см.) рефрактор.

1973 р. створено Гарвардсько- Смітсонівський астрофізичний центр.

Йєркс (США)

1897

1897 р. став до ладу 40-дюймовий (102 см.) рефрактор — найбільший у світі.

Маунт-Вілсон (США)

1904

1904 р. встановлено сонячний телескоп ім. Сноу.

Паломар (США)

1948

1948 р. уведено в дію 200-дюймовий (5-метровий) рефлектор ім. Хейла. 1950-і рр. виконано знаменитий перший паломарський огляд неба.

Кітт-Пік (США) Національна

обсерваторія

1958

1962 р. встановлено сонячний телескоп ім. Макмата.

Європейська південна обсерваторія Серро-Ла-Сілла (Чилі)

1962

1998—2001 рр. став до ладу Дуже великий телескоп (VLT), а також 2013 р. радіотелескоп ALMA.

Мауна-Кеа (США)

1964

1991—2001 рр. уведено в дію два 10- метрових телескопи ім. Кека, а також1999 р. японський національний телескоп «Субару» (8,2-метровий).

2000 р. 8,1-метровий телескоп «Джеміні» (Південний).

Спеціальна астрофізична обсерваторія (СРСР)

1966

1975 р. уведено в дію 6-метровий Большой Телескоп Азимутальний (БТА).

Ла-Пальма (Іспанія)

1985

2009 р. уведено в дію 10-метровий

За результатами вивчення § 8 Ви маєте:

знати й розуміти

поняття астрономічна обсерваторія.

уміти

пояснити потребу створення астрономічних обсерваторій.

оцінювати

потребу створення астрономічних обсерваторій.




Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити