Изменялось ли когда-нибудь ночное небо за всю историю человечества?

Есть несколько способов подумать над этим вопросом:

1. Меняют ли звезды положение на небе... так, что расположение, скажем... главных звезд в созвездиях кажется смещающимся с течением времени?

2. Есть ли события, которые вызывают внезапные изменения (изменения, которые вы можете заметить за одну ночь... или в течение нескольких недель или месяцев)?

3. Сколько времени нужно, чтобы заметить изменения?

Прецессия

Ось Земли в основном остается ориентированной в том же направлении, что и мы, вращаясь вокруг Солнца. Вот почему мы можем сойти с рук, говоря, что Полярная звезда — это «Полярная звезда»… потому что кажется, что она находится почти прямо над Северным полюсом Земли, независимо от того, в какое время дня или ночи… или в какой день года вы выбрать наблюдение (примерно в пределах 2/3 градуса от полюса).

Но оказывается, что земная ось «раскачивается», как волчок. Это колебание происходит очень медленно, и для завершения цикла требуются тысячи лет (почти 26 000 лет). В конце этого века (примерно в 2100 году) Полярная звезда будет немного ближе к полюсу... всего на 1/2° от истинного полюса (сегодня она находится примерно на 2/3° от полюса). Это настолько близко, насколько это возможно... а затем цикл прецессии нашего полюса начнет уносить его все дальше от полюса.

Этот «прецессионный» сдвиг приводит к тому, что все звезды на небе из года в год очень незначительно меняют свое положение, и в большинстве случаев этого недостаточно, чтобы заметить его за одну человеческую жизнь… но его легко заметить, если измерить его за тысячи лет.

Есть и другие, более тонкие циклы, но Прецессия заметна в течение больших промежутков времени (тысячи лет). Положение Солнца на небе в дни равноденствий меняется каждый год, и поэтому кажется, что Солнце движется по зодиаку на протяжении тысячелетий.

Небо имеет систему координат, используемую для каталогизации местоположения звезд и других объектов. Эта система координат использует «склонение» для измерения положения звезды относительно севера/юга Земли... она работает во многом так же, как широта измеряет географическое положение на Земле. Существует также значение «прямого восхождения», которое немного похоже на долготу на Земле. За исключением того, что Земля вращается (и долготы остаются фиксированными для планеты) ... поэтому нам нужен был способ отметить фиксированное положение в космосе, чтобы иметь своего рода небесную долготу.. Это измерение называется прямым восхождением, и для него требуется позиция «0». Таким образом, нулевое положение определяется положением Солнца на небе в день весеннего равноденствия (начало весны в северном полушарии). Она даже получила название... "Первая точка Овна"... названа потому, что когда она была установлена ​​несколько тысяч лет назад, она находилась в Овне. Сегодня... он полностью перекочевал к Рыбам (и приближается к границе Водолея).

Это изменения, вызванные прецессией, и они заметны... но в основном только при измерении в течение сотен или тысяч лет. Это на самом деле заметно только из года в год... но только при точных измерениях.

Точность заставляет все небо смещаться в одном направлении (и очень незначительно). Это означает, что расположение созвездий сместится... но это не объяснит изменения их формы. Для этого мы должны смотреть на другие факторы. На самом деле смещается не «небо», а скорее изменилась ориентация земной оси.

Правильное движение

Звезды движутся... и не все они движутся в одном и том же направлении. Но звезды так далеки, что их движение в основном заметно только точными инструментами. Несмотря ни на что, они двигаются.

Вот, например, астеризм Большой Медведицы, но я включил векторы правильного движения... векторы (показаны светло-коричневым цветом) указывают направление движения этой звезды (относительно нас), а более длинные векторы указывают на большое собственное движение. движение.

Обратите внимание, что многие звезды Большой Медведицы движутся в одном и том же общем направлении примерно с одинаковой скоростью... включая Алькор/Мицар, Алиот, Мегрез, Фекду и Мерак. На этой диаграмме все эти звезды движутся вверх и влево (относительно этого кадра).

Но что более важно... обратите внимание, что Алкаид и Дубхе идут примерно в противоположном направлении. Эти звезды движутся вниз и вправо. Это означает, что через тысячи лет этот астеризм исказится и в конечном итоге больше не будет напоминать форму «ковша».

Между прочим, звезды в ковше, движущиеся в одном направлении, являются частью рассеянного скопления, называемого Движущейся группой Большой Медведицы. Не так очевидно, что это рассеянное скопление, потому что оно относительно близко (не все звезды в Большой Медведице являются членами скопления).

Звезды, которые физически ближе к нашему Солнцу, могут иметь гораздо более быстрое собственное движение. Дело не в том, что звезды обязательно физически движутся быстрее... но поскольку они находятся близко, изменения легче заметить.

Вот, например, собственное движение Ригеля Кентавра (он же Альфа Центавра).

В этом кадре (текущее время) звезда находится в верхнем левом углу этой диаграммы. Он находится в Центавре (отсюда и его название), но недалеко от Цирцина. Но обратите внимание, что у него ОЧЕНЬ длинный собственный вектор движения, который направлен к правой стороне этой диаграммы в направлении Гидры.

Ее собственный вектор движения намного длиннее, чем у других звезд... но Ригель Кентавр находится всего в 4 световых годах от нас (один из наших ближайших соседей), поэтому его относительное движение более заметно.

Хотя Ригель Кентавр входит в список 20 лучших звезд с самым высоким собственным движением, он не является победителем ... это место достается звезде Барнарда (в Змееносце). Но звезда Барнарда не очень яркая... при звездной величине 9,5 она не заметна обычным человеческим зрением, и для ее наблюдения требуется телескоп. Но она движется чуть менее чем в 3 раза быстрее, чем Альфа Центавра A и B.

Если вам интересно, вот список из 20 лучших: https://www.cosmos.esa.int/web/hipparcos/high-proper-motion .

Переходные события

Конечно, такие события, как появление ярких комет, изменили бы небо, но это не звезды. С другой стороны, сверхновые — это звезды… и их легко заметить, если они происходят в нашей родной галактике. Они случаются не очень часто. По оценкам, в среднем они происходят в галактике нашего размера примерно раз в сто лет. Но это не часы, в которых они происходят с периодической регулярностью ... может пройти огромное количество времени без какого-либо из них ... а затем несколько могут произойти гораздо ближе друг к другу.

Поскольку явления сверхновых могут быть довольно яркими, их можно увидеть даже на дневном небе. Они длятся недолго... они быстро становятся ярче... затем начинают тускнеть в течение нескольких недель и... через несколько месяцев они могут перестать быть заметными (но они оставят после себя остаток сверхновой - глубокий небесные туманности, такие как Крабовидная туманность и туманность Вуаль, являются примерами остатков сверхновых.)

Я пока не вижу упоминания о переменных звездах. Есть звезды, яркость которых при наблюдении с Земли изменяется в степени, заметной для наблюдателя невооруженным глазом. Первые два, которые, как мы знаем, заметили исторические личности, представляют собой примеры двух основных типов.

Алголь в созвездии Персея представляет собой затменно-двойную систему, в которой тусклый компаньон периодически блокирует часть света от более яркой звезды. Его яркость (при наблюдении с Земли) варьируется от 2,1 до 3,4 звездной величины в течение нескольких дней. Световой поток группы звезд не меняется, но количество света, достигающего нас, меняется достаточно, чтобы его можно было обнаружить визуально. См. статью в Википедии https://en.wikipedia.org/wiki/Algol.
Обратите внимание, что этот же эффект используется для охоты за экзопланетами - поскольку планета с самого начала периодически блокирует часть света; но для обнаружения планет требуются исключительно чувствительные инструменты.

Мира в созвездии Лебедя — это переменная звезда, яркость которой колеблется от 3,5 или 4 до 14 — это легко видно, и для ее обнаружения требуется очень хороший телескоп — в течение нескольких месяцев. Фактический световой поток звезды меняется со временем. См. запись в Википедии по адресу https://en.wikipedia.org/wiki/Mira. Обратите внимание, что выход этой звезды на самом деле пульсирует, поскольку ее яркость меняется.

Процитирую первую небольшую часть длинной статьи в Википедии о переменных звездах:

    An ancient Egyptian calendar of lucky and unlucky days composed some 3,200 years ago may be the oldest preserved historical document of the discovery of a variable star, the eclipsing binary Algol.[2][3][4]

    Of the modern astronomers, the first variable star was identified in 1638 when Johannes Holwarda noticed that Omicron Ceti (later named Mira) pulsated in a cycle taking 11 months; the star had previously been described as a nova by David Fabricius in 1596. This discovery, combined with supernovae observed in 1572 and 1604, proved that the starry sky was not eternally invariable as Aristotle and other ancient philosophers had taught. In this way, the discovery of variable stars contributed to the astronomical revolution of the sixteenth and early seventeenth centuries.

    The second variable star to be described was the eclipsing variable Algol, by Geminiano Montanari in 1669; John Goodricke gave the correct explanation of its variability in 1784. Chi Cygni was identified in 1686 by G. Kirch, then R Hydrae in 1704 by G. D. Maraldi. By 1786 ten variable stars were known. John Goodricke himself discovered Delta Cephei and Beta Lyrae. Since 1850 the number of known variable stars has increased rapidly, especially after 1890 when it became possible to identify variable stars by means of photography.

( https://en.wikipedia.org/wiki/Variable_star )

Итак, вы видите, что помимо планет, комет и новых звезд, переменные звезды наблюдались сотни лет, может быть, тысячи.

Осевая прецессия Земли имеет относительно короткий цикл, около 25 000 лет, что сделало Бету и Гамму Малой Медведицы «двойными полярными звездами» для древних египетских и китайских астрономов.

Если бы звезда, достаточно яркая, чтобы быть заметной древним астрономам, превратилась в сверхновую, яркость взрыва была бы намного больше, чем у нас есть в записях.