Denna förvrängda uppsättning konstellationer är vad våra avlägsna förfäder såg i natthimlen på 20 000 f.Kr. Människor har alltid använt de ljusaste stjärnorna för att spåra mönster på himlen, men dessa stjärnor är i allmänhet våra närmaste grannar i galaxen och de med de högsta riktiga rörelserna.
Vi antar att stjärnornas positioner i himlen är eviga. Men allt i rymden är i rörelse. När vår Vintergatan roterar, bärs vår sol en gång runt galaxen var 250 miljoner år, långsamt driver upp och ner genom galaxens skiva, som en häst på en karusell. Stjärnorna i galaxen släpper på varandra gravitationellt, vilket tvingar dem att växla runt. Astronomer känner till många kluster av unga stjärnor som bildades tillsammans och migrerar nu genom galaxen som en grupp. Och forskare kan identifiera enskilda klustermedlemmar som har kastats ut på grund av gravitationskrafter som utövas av omgivande stjärnor.
För det mesta är stjärnarörelser inte uppenbara under människans liv. Konstellationerna som bildats av stjärnor har emellertid förändrats i utseende över inspelad historia. Dessutom kan flera stjärnor som ligger nära vår sol märkbart ändra sin plats från ett år till det nästa, och skywatchers med bakgårdsteleskop kan titta på framstegen hos dessa stjärnor.
I den här utgåvan av Mobile Astronomy fokuserar vi på vandrande stjärnor. Vi markerar några snabbt rörliga och berättar hur du ser dem med din favorit astronomi-app. Och vi kommer att berätta hur du kan skapa om hur våra moderna konstellationer såg ut när mänskligheten först såg bilder i stjärnorna, liksom vad våra ättlingar kommer att se i en avlägsen framtid. [Orion Transformed: Bekant konstellation kommer att förflytta sig över årtusenden (video)]
Stellar rörelse 101
Eftersom stjärnor kan röra sig i valfri riktning i rymden, kan de resa i sidled (i sidled), radiellt (mot eller bort från vårt solsystem), eller en kombination av båda dessa rörelsestyper. Laterala rörelser förändrar stjärnornas koordinater på himlen och omorganiserar gradvis våra stjärnkartor. Astronomer kan också mäta Doppler-förskjutningarna i en stjärnspektrum för att bestämma om en stjärna närmar sig eller går tillbaka från vårt solsystem, men sådan radiell rörelse kommer inte att ändra en stjärnas position på vår himmel.
Astronomer använder termen "rätt rörelse" för att beskriva en stjärnas förändring i position över tid sett från vårt solsystem; de använder också termen "uppenbar rörelse." Den uppfattade rörelsen består faktiskt av en blandning av en stjärnas inneboende rörelse genom galaxen plus förändringen i vår solposition under samma period. (Vi kommer att ignorera de förändringar som orsakas av parallax när jorden kretsar runt solen, för de är genomsnittliga under året.)
Rätt rörelse tenderar att vara väldigt liten för avlägsna stjärnor och stora för närmare stjärnor, även om även närliggande stjärnor kan ha ett riktigt rörelsevärde på noll om de inte rör sig i sidled.
Innan datormaskiner blev tillgängliga, mätte astronomer noggrant deklinationen och höger uppstigningskoordinater för stjärnor, skrev dessa värden ned i stjärnkataloger och handplottade stjärnorna på himmelkartor. (R.A. och dec. På himmelsfären, för att använda måttens förkortningar, är analoga med longitud och latitud, respektive på jordklotet.)
När instrumenten förbättrades fann astronomer att vissa stjärnor förändrade sina positioner över tid, så kataloger och diagram måste uppdateras regelbundet och återutges - vanligtvis vart femte år. Så småningom inkluderade stjärnkataloger hastigheten och riktningen som stjärnorna rörde sig på. Idag värdas och uppdateras online digitala stjärnkataloger av US Naval Observatory och andra offentliga organisationer. Mobila astronomi-appar och stationär planetariumprogramvara laddar ner dessa kataloger regelbundet och använder uppgifterna för att visa varje stjärna i sin korrekta position på ett visst datum.
För att kartlägga stjärnrörelsen ännu mer exakt har forskare skickat flera uppdrag ut i rymden. Hipparcos-rymdskeppet avsåg att mäta stjärnpositioner exakt för att hjälpa forskare att lära sig mer om galaxen. Ett uppföljningsuppdrag som heter Gaia mäter för närvarande en miljard stjärnor med hög noggrannhet. Den informationen kommer snart att informera astronomiprogram. Och inte bara kommer informationen att göra våra natthimellmodeller mer exakta, utan astronomer kan också använda stjärnrörelse för att studera hur galaxen är strukturerad och utvecklas. [Denna 3D-färgkarta med 1,7 miljarder stjärnor i Vintergatan är den bästa någonsin]
Att se konstellationer förändras över tid
Många av våra 88 moderna konstellationer har sitt ursprung i babylonisk astronomi. Runt 1370 f.Kr. noterade de forntida astronomerna förhållandet mellan årstiderna och stjärnorna och skapade de tidigaste kända stjärnskatalogerna: listan med tre stjärnor och varje Mul.Apin, som båda överlever som stentabeller. Denna kunskap överfördes senare till de antika grekerna, som lägger grunden för modern västerländsk astronomi. De moderna zodiakonstellationerna - inklusive Oxen, tjuren; Leo, lejonet; och Scorpius, skorpionen - dök först upp i de gamla texterna.
På grund av handlingen med en riktig rörelse under årtusenden förändras konstellationerna vi ser idag från stjärnmönstren som babylonierna såg. I de flesta fall märks förändringarna knappt, men några få är tydliga. Avancerade astronomiprogram som SkySafari 6, Stellarium Mobile och Star Walk 2 låter dig se himlen i olika tidpunkter, så att du kan resa tillbaka i tiden för att se den gamla himlen och förhandsgranska de himmel som våra efterkommande kommer att njuta av i den långa framtiden.
Vissa appar kräver att du manuellt anger det år du vill se eller bläddra igenom åren i följd. Med SkySafari 6 kan du enkelt hoppa igenom tiden. I den här appen öppnar du menyn Inställningar. Under alternativet Föregång aktiverar du alternativet Riktig rörelse. (Den här ändringen kan vara permanent. Det påverkar inte din regelbundna användning av appen.) Under Koordinater, byt till Ecliptic. Avaktivera Daylight och Horizon Glow under Horizon and Sky och inaktivera sedan "Show horizon and sky." För denna demonstration gillar jag också att dölja planeterna. Se till att konstellationernas linjer visas. Stjärnnamn är valfria.
När du lämnar inställningsmenyn visar din apps skärm en mörk himmel, utan någon dold horisont, oavsett tid på dagen. Sök och välj en konstellation. Ursa Major är ett bra val, eftersom alla är bekanta med denna konstellations Big Dipper-asterism. Använd mittikonen för att hålla Ursa Major på plats och öppna sedan tidsflödeskontrollerna.
Klicka på det aktuella årsvärdet. Under etiketten för veckodagen visas en ruta, "1 år." Peka på den rutan för att öppna ett tangentbord och mata in ett stort antal, säg 500 eller 1 000. (Använd DEL-tangenten för att radera standard "1" innan du skriver in ditt värde.) När du är klar knackar du på samma ruta för att stänga tangentbordet. Nu, varje gång du ökar året kommer det att hoppa med det belopp du angav, dvs. 500 år. (Samma steg kommer att gälla om du byter till dagar, timmar, minuter osv.)
Med Ursa Major centrerad, låt tiden flyta framåt eller bakåt. Konstellationen kommer att snedvrida när stjärnorna rör sig genom galaxen. Ställ in året på 1480 f.Kr. för att visa konstellationen som de gamla babylonierna såg det. Eller gå långt in i framtiden för att se hur våra ättlingar kommer att se himlen. Skriv nu-knappen för att återgå till aktuell dag. (I SkySafari 6 kan du direkt ange ett visst år i menyn Inställningar för datum och tid.)
Medan appen är konfigurerad på det här sättet, kan du kolla in andra exempel på snabbt växande konstellationer. Altair i Aquila, örnen, och Arcturus i Boötes, herden, är två ljusa, nakna ögonstjärnor som har relativt höga riktiga rörelsevärden (0,66 respektive 2,28 bågsekunder per år). Två dimma stjärnor, med namnet Tarazed och Alshain, flankerar Altair. På den moderna himlen bildar dessa stjärnor en böjd linje, med Altair i mitten - som om de flankerande stjärnorna är örnens "öron." För tusen år sedan satt Altair direkt mellan dem, och under babyloniska tider var Altair "under" dem, vilket gjorde att de två flankerande stjärnorna verkade mer som "antenner."
Arcturus är den mycket ljusa, orange stjärnan som sitter vid basen på den drakeformade stjärnbilden Boötes. Det är på den västra tidiga kvällshimlen under september. Stjärnorna Zeta Boötes och Muphrid sitter sydost och sydväst om Arcturus, och bildar herdens knubbiga ben. Arcturus rör sig söderut. För två årtusenden sedan var det mycket längre från dessa stjärnor, och 3000 år från och med nu kommer Arcturus att sitta mellan dem - som om han utför splittringarna!
Barnards stjärna
Vi kan använda astronomi-appar för att se hur stjärnor med mycket hög rätt rörelse ändrar sina positioner år över år. Se till exempel till den röda dvärgen Barnard's Star, som ligger bara 6 ljusår från solen. Stjärnan har sitt namn från den amerikanska astronomen E.E. Barnard, som 1919 fastställde att denna stjärns rörelse över himlen är 10,3 bågsekunder per år - den största riktiga rörelsen för någon stjärna relativt solen. (En fullmåne är 1 800 bågsekunder över.)
Barnard's Star ligger i stjärnbilden Ophiuchus, som finns på den sydvästra himlen under septemberkvällar. Med en visuell storlek på +9,53 är stjärnan nära synbarhetsgränsen med 10 x 50 kikare, men ett trädgårdsteleskop kan avslöja denna stjärna för dig. Din astronomi-app kommer snabbt att visa den snabba rörelsen från Barnards Star över himlen.
Ställ in appens tid till cirka kl. 9 lokal tid. Använd Sök-menyn för att hitta Barnard's Star (andra katalognamn för den inkluderar V2500 Ophiuchi och HIP87937), och använd sedan Center-ikonen för att placera stjärnan i mitten av appens display. Zooma in tills den närliggande ljusa stjärnan 66 Ophiuchi (eller 66 Oph) syns nära skärmens kant.
Öppna tidskontrollerna och tryck på året för att välja den enheten som tidsökning. När du trycker på pilikonerna kommer tiden att flyta framåt eller bakom ett år i taget. Barnards stjärna förflyttas varje år i framtiden mot övre högra delen, bort från 66 Oph. När astronomen Barnard mätte sin stjärna 1919 placerades den längst ner till höger om 66 Oph.
För att spåra rörelsen hos Barnard's Star själv, försök att hitta den i ditt teleskop (ett GoTo-system hjälper) och skissa stjärnfältet runt det. Varje år eller så, titta igen och skissar stjärnfältet igen. Så småningom kommer dess väg att bli uppenbar. Astrofotografer kan avbilda stjärnfältet och skapa en flerårig komposit för att visa stjärnans rörelse.
Du kan också testa din app på några andra snabbt rörliga stjärnor, inklusive 61 Cygni i Cygnus och Groombridge 1830 och Lalande 21185, båda i Ursa Major. (Vid denna tidpunkt på året, använd 17:00 lokal tid, när dessa stjärnor är väl placerade på himlen.)
I kommande utgåvor av Mobile Astronomy, kommer vi att lyfta fram några höstens startaxerande mål, diskutera hur du använder mobila appar för att planera och logga dina astronomiska observationer och mer. Fram till dess, fortsätt leta upp!
Redaktörens anmärkning: Chris Vaughan är en astronomisk uppsöknings- och utbildningsspecialist på AstroGeo, medlem av Royal Astronomical Society of Canada, och operatör av det historiska 74-tums (1,88 meter) David Dunlap Observatory teleskopet. Du kan nå honom via e-post och följa honom på Twitter @astrogeoguy, liksom på Facebook och Tumblr.
Den här artikeln tillhandahölls av Simulation Curriculum, ledande inom rymdvetenskapliga läroplanlösningar och tillverkarna av SkySafari-appen för Android och iOS. Följ SkySafari på Twitter @SkySafariAstro. Följ oss @Spacedotcom, Facebook och Google+. Originalartikel på Space.com.
