Microsoft Word - 4 astronomie.doc

Transcriere

1 46 Astronomie ANUL INTERNAŢIONAL AL ASTRONOMIEI 009 CEL MAI MARE EVENIMENT DE EDUCAŢIE ŞTIINŢIFICĂ DIN ISTORIE Stefan D. Tiron Universitatea de Stat din Moldova Astronomi din întreaga lume s-au adunat în ziua de 8 ianuarie 010 la Universitatea din Padova, Italia, pentru a participa la ceremonia de închidere oficială a Anului Internaţional al Astronomiei 009 (AIA009) şi a reflecta timp de două zile asupra evenimentelor şi realizărilor AIA009. Acum când AIA009 s-a încheiat, devine mai clară adevărata amploare a acestui eveniment. Conform Raportului final, cel puţin 815 de milioane de oameni din 148 de ţări din întreaga lume, 40 de organizaţii internaţionale şi 8 de proiecte de nivel mondial au fost antrenate în activităţile şi manifestările organizate în cadrul AIA009 - cel mai mare eveniment ştiinţific din lume în ultimele decenii. Reţeaua AIA009 este cea mai mare reţea creată vreodată în domeniul ştiinţei. Pentru activităţile AIA009 au fost alocate fonduri echivalente cu cel puţin 18 milioane de euro, această investiţie financiară fiind completată cu enorme contribuţii de la astronomii amatori şi profesionişti, educatori şi organizatori. Cele mai mari cifre de participare s-au înregistrat în India, unde la evenimentele AIA009 au participat peste 700 de milioane de oameni. În Brazilia, organizatorii au antrenat, milioane de oameni în mai mult de de manifestări în întreaga ţară, de la olimpiadele naţionale de astronomie şi astronautică la expoziţii şi întâlniri regionale privind predarea astronomiei. Coreea de Sud a fost una dintre cele mai active ţări în AIA009, antrenând aproximativ 11 milioane de oameni în mai mult de 500 de activităţi. Momentul culminant al anului a fost eclipsa parţială de Soare din iulie 009, cu puncte de observare răspândite în întreaga ţară, în 45 de locaţii, şi peste de persoane, de la copii de grădiniţă la preşedintele Republicii Coreea. În Regatul Unit, organizatorii au antrenat peste un milion de persoane aproximativ la observările de stele, circa la prezentările din planetarii şi vreo de persoane participante la proiectul expoziţional de nivel mondial, Universul văzut de pe Pământ. Activităţile şi evenimentele desfăşurate în ţările participante la AIA009 prezintă o imagine amplă a astronomilor profesionişti şi amatori care apropie Universul de Pământ prin nenumărate proiecte, deschizând ochii publicului la minunile cerului. Nopţile de observare a stelelor, discuţiile publice, expoziţiile de imagini astronomice, cărţile şi documentarele despre AIA009, paradele în onoarea astronomiei şi a realizărilor sale, - toate acestea au făcut ca AIA009 să fie cel mai mare eveniment ştiinţific de până acum în acest secol. AIA009a fost lansat de Uniunea Astronomică Internaţională (UAI) şi UNESCO cu tema "Universul te aşteaptă să-l descoperi". Bogat în iniţiative locale şi proiecte globale, acest proiect AIA009 a avut mai mult succes decât se aştepta la lansare. În 009 au fost organizate două sărbători stelare globale - evenimente de observare a stelelor: 100 de Ore de Astronomie în luna aprilie şi Nopţile Galileene în luna octombrie. În total, mai mult de 3 milioane de oameni au participat pentru prima dată la observarea prin telescop a unor obiecte de pe cerul nocturn, cum ar fi planetele şi Luna, aceasta fiind pentru mulţi o experienţă care le va schimba viaţa. Un eveniment fără precedent au constituit transmisiile directe pe Internet timp de 4 de ore a activităţilor desfăşurate la observatoarele astronomice din întreaga lume. - un adevărat punct culminant al celor 100 de Ore de Astronomie. Fiind antrenate observatoarele de cercetare atât de pe planetă, cât şi cele spaţiale, transmisiile maraton pe Internet urmărite de

2 Astronomie 47 cel puţin de telespectatori în întreaga lume au oferit publicului larg o imagine impresionantă a cercetării astronomice la nivel mondial. O altă realizare a AIA009 a fost Galileoscopul, un telescop simplu, ieftin, uşor de asamblat şi de mânuit, conceput în mod special pentru a oferi unui număr cât mai mare de oameni şansa de a privi Universul printr-un telescop pentru prima dată în viaţă. Mai mult de de instrumente de acest tip au fost distribuite în 96 de ţări şi alte sunt în producţie. În cadrul proiectului AIA009 Dezvoltarea astronomiei la nivel global mai mult de cinci mii de telescoape au fost distribuite în peste 30 de ţări în curs de dezvoltare pentru a le ajuta la promovarea educaţiei astronomice. Peste 75 de ţări au desfăşurat Programe Galileo de formare a cadrelor didactice, creând una dintre cele mai mari reţele de învăţământ de astronomie la nivel global. Proiectul Universul văzut de pe Pământ conceput ca o expoziţie la nivel mondial în cadrul AIA009, a prezentat publicului larg frumuseţea fascinantă a imaginilor astronomice. Acestea au fost expuse în locuri accesibile neaşteptate, cum ar fi parcuri, staţii de metrou, centre comerciale, spitale, biblioteci şi chiar închisori. Cele 500 de imagini astronomice dintre cele mai frumoase şi înălţătoare de format mare în 40 de limbi din întreaga lume au fost expuse în aproximativ 1000 de locaţii în 70 de ţări şi au fost vizionate de cel puţin 10 milioane de oameni. Expoziţia continuă până azi în diverse locuri din întreaga lume. În cadrul proiectului global Un Portal spre Univers a fost creat un portal global al resurselor astronomice şi un punct de acces la descoperirile de ultimă oră care a avut mai mult de de vizitatori de la deschiderea sa în aprilie 009 până în prezent. În perioada AIA009 au fost lansate mai multe filme afiliate AIA009. Filmul Cu ochii spre Cer despre istoria telescopului a primit Premiul MEDEA 009 al Juriului. Un alt film, 400 de ani ai telescopului, a fost vizionat de peste 10 milioane de persoane. Filmul a obţinut patru premii - pentru animaţii, scenariu, cinematografie şi producţie. Ca o continuare a activităţilor AIA009, UAI a iniţiat şi în prezent pune în aplicare un plan de pionierat de zece ani, Astronomie pentru lumea în curs de dezvoltare, de introducere a astronomiei în educaţie în ţările în curs de dezvoltare. UAI a ales recent Observatorul Astronomic din Africa de Sud ca locaţie pentru Biroul său de Dezvoltare a Astronomiei care va coordona o gamă largă de activităţi menite să stimuleze astronomia în întreaga lume. Exemplele de mai sus sunt doar câteva dintre numeroasele repere ale AIA009 care în cursul anului 009 au ajutat cetăţenii de pe glob să redescopere locul lor în Univers şi să se angajeze în descoperirea Universului. Anul International al Astronomiei 009 nu a fost niciodată văzut ca un eveniment care durează doar un an, ci ca un mijloc de a crea structuri de colaborare şi concepte inovatoare de comunicare de durată în astronomie. Cele mai multe dintre proiectele fundamentale ale AIA009 vor continua şi dincolo de anul 009. Robert Williams, actualul preşedinte al UAI a spus: "AIA009 poate să se încheie, dar el ne lasă o moştenire importantă pentru a o continua. A fost pus fundamentul pentru astronomii şi entuziaştii din întreaga lume spre a utiliza impulsul dat de AIA009 pentru a continua să descopere Universul Surse: iya1006 News Release,

3 48 Astronomie PROBLEMA REDUSĂ A CELOR TREI CORPURI (CAZUL HIPERBOLIC) SOLUŢII SUB FORMĂ DE SERII DE PUTERI Aurel SOROCOVICI UNIVERSITATEA DE STAT DIN MOLDOVA ABSTRACT The flat single -averaged hyperbolic restricted three-body problem in the case of small eccentriciteis of the perturbed body is considered. It is obtained the general solution for the linearized sistem of differential equations in the form of small-parameter power series for the case when the first of a perturbing function is taken into account. 1. FUNCŢIA PERTURBATOARE A PROBLEMEI. Problema redusă a celor trei corpuri (cazul hiperbolic) constă în următoarele. Se consideră mişcarea corpului P' de masa m în raport cu corpul P de masă m pe o traiectorie (orbită) hiperbolică. Se consideră, de asemenea, mişcarea altui corp S de masă neglijabilă, care este atras de corpurile P şi P', dar nu influenţează mişcarea acestora. Se studiază mişcarea corpului S în aceste condiţii. Această problemă a fost studiată în lucrările [1], [], [3]. Vom examina cazul în care toate cele trei corpuri se mişcă într-un plan. Alegem în acest plan un sistem rectangular de coordonate Pxy cu originea în punctul P, astfel încât axa Px să fie orientata spre pericentrul orbitei corpului P (fig. l). Atunci funcţia perturbatoare a problemei va avea forma: 1 r cos R f m r (1) unde r r rrcos Aici f este constanta gravitaţională, r şi r' - razele vectoare ale corpurilor S şi P', α - unghiul dintre aceste raze vectoare. Evident, α= υ+ω v', unde υ si v' sunt anomaliile corpurilor S şi P', iar ω este argumentul pericentrului corpului S. r Considerând că r < r', descompunem funcţia R în serie după puterile raportului şi r calculăm media acestei funcţii după anomalia medie M a corpului care provoacă perturbaţii. 1 r dv Notăm prin R valoarea medie a funcţiei R. Atunci avem: R RdM ; dm, 0 1 e unde α şi e sunt semiaxa mare şi excentricitatea orbitei corpului S. y unde p este parametrul orbitei corpului P. În urma transformărilor obţinem: Δ P R (1 ecos v)[1 e e cos ( v)] 4 r () v x 1 3 m P unde. m p În cele ce urmează este comod să se utilizeze în calitate de variabilă independentă nu timpul t, ci anomalia corpului perturbator, υ. De aceea r considerăm funcţia : R R fig. 1 f mmp

4 Astronomie 49. ECUAŢIILE DIFERENŢIALE ALE MIŞCĂRII. Acum vom considera în calitate de variabilă intermediară anomalia corpului perturbator, v, care depinde de timpul t astfel: dv fmp dt. În acest caz ecuaţiile diferenţiale ale r mişcării corpului S pot fi scrise sub forma: de 1 e R d 1 e R, dv e dv e e (3) Aici ne vom referi la studiul mişcării perturbatoare a corpului S, excentricitatea iniţială a orbitei căruia are o valoare numerică mică. Introducem alte variabile, ξ şi η, definite de relaţiile: ξ = e sinω, η = e cosω. Atunci funcţia perturbatoare a problemei (1) se va prezenta sub forma: R (1 ecos v)[1 ( ) ( )cos v 15 sin v] 4 (4) Acum introducem R din (4) în (3). În urma descompunerii în serie după puterile expresiei ( ) şi păstrând termenii liniari, obţinem : d d A( v) B( v), D( v) A( v), dv dv (5) unde A( v) esinv 5sin v esin3v B( v) 1 ecosv 5cosv ecos3v D( v) 1 ecosv 5cosv ecos3v 4 (6) Astfel, sistemul linearizat de ecuaţii diferenţiale ale mişcării perturbate a corpului S în problema redusă (mediată) a trei corpuri este prezentat sub forma (5), coeficienţii A( v ), B( v), D( v) sunt funcţii periodice de perioada şi sunt determinaţi de formulele (6). La variaţia variabilei t de la la +, variabila v variază în limitele 1 1 arccos v arccos, e e iar excentricitatea e variază în limitele 0 e e0 (1 0 5), unde 1 0 e 0 (1 ) 1 v e e 3 3e 3e (7) 3. SERII DE PUTERI PENTRU E ŞI Ω. Dacă însă în ecuaţiile () considerăm funcţia perturbatoare R sub forma (1), atunci ecuaţiile diferenţiale ale mişcării corpului S pot fi scrise astfel: v' sin (ω-v')), (8) (ω-v')], unde β se determină prin egalitatea (). Conform celor menţionate mai sus, în mişcarea hiperbolică la variaţia timpului t de la - la +, unghiul v variază în limitele: -v' v' v', (9)

5 50 Astronomie unde v' = arc cos (-1/e') (10) Căutăm soluţia sistemului (8) sub forma seriilor de puteri, după puterile anomaliei v' a corpului P', în care se vor descompune excentricitatea e şi argu-mentul ω al pericentrului orbitei corpului S [4]. Considerăm, la început, punctul v' = -v'. În vecinătatea acestui punct, conform formulei lui Taylor [5], funcţiile e şi ω pot fi prezentate sub forma seriilor: (11) unde b n şi d k sunt coeficienţii acestor serii. Deoarece funcţiile din părţile din dreapta ale ecuaţiilor (8) satisfac condiţiile teoremei Taylor [5], sunt valabile egalităţile: (1) unde b μ şi d ν - de asemenea sunt coeficienţi necunoscuţi ale acestor serii. Substituind seriile (11) în ecuaţiile (8) şi luînd în considerare egalităţile (1), obţinem: (13) Pentru a considera numai primii cinci membri ai seriilor, calculăm coeficienţii respectivi b n, b μ, d k, d ν (n, μ, k, ν = 0, 1,, 3, 4). Din condiţiile iniţiale ale problemei avem b 0 =e 0, d 0 = ω0.. Dacă substituim v' = -v' în egalităţile (11), obţinem b 0 = 0, d 0 = 0. Prin derivarea părţilor din stînga ale egalităţilor (13) după v' şi considerînd ecuaţiile (1), iar apoi punînd v' = -v', găsim coeficienţii b 1 şi d 1, şi respectiv b 1 şi d 1 din (13). Prin derivarea dublă a egalităţilor (13) şi substituind derivatele de ordinul doi, apoi şi de ordinul întâi şi punînd în ecuaţiile obţinute v' = -v', găsim b, d şi b, d. Continuând acest proces consecutiv, obţinem b 3, d 3, b 3, d 3, şi b 4, d 4, b 4, d 4.. Ca urmare obţinem: b 1 = 0, b =D sin(ω 0 + v'), b 3 = + E' cos (ω 0 + v'), (ω 0 + v')+ b 4 unde, + E 4 cos 4(ω 0 + v'), (14)

6 Astronomie 51 şi, (15) (16) unde, (17) Astfel, descompunerea funcţiilor e şi ω în vecinătatea punctului v' = -v', sub forma: unde coeficienţii b n şi d k se determină prin formulele (14) (17). se vor scrie (18) 4. SERII DE PUTERI PENTRU e ŞI ω ÎN VECINĂTATEA PUNCTULUI v'=0. Considerăm,acum,valoarea iniţială a argumentului funcţiilor e(v ) şi ω(v ) punctul v' = 0. Atunci descompunerea acestora în vecinătatea punctului dat se reprezintă în forma seriilor: unde h i şi q s - coeficienţii acestor serii.neglijînd cu termenii de ordinul v' 5 şi cu cei de ordinul superior acestora, obţinem: (19)

7 5 Astronomie Coeficienţii h i şi q s (i,s = 1,,3,4) se determina prin egalităţile: ω 0 + A 4 'cos4ω 0 + A 6 'cos6ω 0 + A 8 'cos8ω 0, (0) unde

8 Astronomie 53 (1) Menţionăm că în formulele (19)-(1), constantele e 0 şi ω 0 se determină din condiţiile iniţiale ale problemei (ce corespund descompunerii funcţiilor e(v') şi ω(v') în vecinătatea punctului v' = 0 ). Analizând formulele (19), (1) şi (5), remarcăm că coeficienţii seriilor obţinute reprezintă serii trigonometrice ce conţin sinusuri şi cosinusuri multipli ai argumentului ω 0. Conform egalităţilor (0), (), (3), concluzionăm că toţi coeficienţii acestor serii trigonometrice de asemenea au o structură identică, deoarece ei depind de parametrii: e 0, m, m', a, a', e'.

9 54 Astronomie BIBLIOGRAFIE 1. Сорокович А.Б. Осредненнaя задача трех тел, M.: Астрономический журнал, том 59, вып.6, A. Sorocovici. Conferinţa corpului didactico-ştiinţific al USM, Chişinău, A. Sorocovici. The international scientific conference. UCCM, Chişinău, А.Сорокович. Степенные ряды в осредненной гиперболической ограниченной задаче трех тел. Труды ГАИШ, Москва, МГУ, L. Bivol, M. Bulat. Lecţii la analiză matematică. vol. II, Chişinău, Evrica, Дубошин Г.Н. Небесная Механика. Москва,,,Наука, Primit la redacţie: 17 martie 010 O NOUĂ PLANETĂ EXTRASOLARĂ CARE AR PUTEA FI, TEORETIC, LOCUIBILĂ Alexander ILYIN O echipă de astronomi condusă de oamenii de ştiinţă de la Universitatea din California, Santa Cruz şi Institutul Carnegie a descoperit o planetă pe baza analizei imaginilor spectrale ale unei stele - o pitică roşie Gliese 581, care au fost efectuate în ultimii 11 ani. Noua planetă a fost numită Gliese 581g. Steaua Gliese 581 este situată în constelaţia Balanţa (Libra), la o distanţă de 0,4 anilumină de Sistemul nostru solar. La scară astronomică - nu e prea departe, dar pentru aparatele create de mâna omului, este o distanţă colosală. Dacă nu luăm în considerare proiectele fantastice, o navă spaţială poate să atingă viteza de cel mult 350 km/s (dacă se foloseşte o combinaţie de reactoare nucleare şi de rachete cu propulsie electrică), care constituie doar 0,001 din viteza luminii, şi ar ajunge la Gliese 581 în mai mult de de ani tereştri. Deci, e prea devreme să se vorbească de un zbor până acolo. Parametrii planetei nou descoperite şi cei ai Pamântului sunt diferiţi (deşi oarecum comparabili). Gliese 581g are masa de trei ori mai mare ca a Pamântului şi este situată la 14 milioane de kilometri de la steaua sa (Pamântul este la 150 de milioane de kilometri de Soare). Anul pe Gliese 581g dureaza doar 37 de zile. Condiţiile pe ea sunt similare cu cele de pe Pământ: temperatura medie pe Gliese 581g, după estimările oamenilor de ştiinţă, este cuprinsă între -31 şi -1 grade ceea ce face posibilă existenţa apei în formă lichidă pe ea. Planeta s-a dovedit a fi îndreptată întotdeauna cu aceeaşi parte spre steaua sa (la fel ca Luna faţă de Pământ), astfel încât pe o parte a planetei este aproape întotdeauna insuportabil de cald, iar pe altă parte frig. Numai la frontiera dintre zi şi noapte, în zona de "răsărit etern" sau de "apus veşnic", temperatura poate fi destul de confortabilă. Importanţa unei asemenea descoperiri este greu de supraestimat. Poate că planetele potrivite pentru viaţă nu sunt atât de rare în Galaxie. În prezent, au fost descoperite aproximativ 500 de planete gravitând în jurul diferitelor stele. Observaţiile permanente efectuate la observatoarele spaţiale (de exemplu, "Kepler") şi la telescoapele de la sol ne dau speranţa că în următorii ani acest număr cel puţin se va dubla. Cu siguranţă, vor fi descoperite şi alte planete care se află în "zona vieţii", poate chiar mai confortabile decât Gliese 581g. Traducere: Stefan D. Tiron