Ugrás a tartalomhoz

CSILLAGÁSZATI FÖLDRAJZ

Dr. Gábris Gyula, †dr. Marik Miklós, dr. Szabó József

NEMZETI TANKÖNYVKIADÓ

CSILLAGÁSZATI FÖLDRAJZ

CSILLAGÁSZATI FÖLDRAJZ

Gábris, Gyula

† Marik, Miklós

Szabó, József

Szerkesztette:

Dr. Gábris Gyula

Írták:

Dr. Gábris Gyula

†Dr. Marik Miklós

Dr. Szabó József

Bírálta:

Dr. Borsy Zoltán - egyetemi tanár

Dr. Érdi Bálint - egyetemi docens

Dr. Köves József - főiskolai tanár

Minden jog fenntartva. A mű egészének vagy bármely részének mechanikus, illetve elektronikus másolása, sokszorosítása, valamint információszolgáltató rendszerben való tárolása és továbbítása a Kiadó előzetes írásbeli engedélyéhez kötött

www.ntk.hu, Vevőszolgálat: info@ntk.hu, Telefon: 06 80 200 788

A kiadásért felel: Kiss János Tamás vezérigazgató Raktári szám: 42294/1 Műszaki igazgató: Babicsné Vasvári Etelka Felelős szerkesztő: Ambrus Ferenc Műszaki szerkesztő: Görög Istvánné Terjedelem: 30,39 (A/5) ív A kilencedik kiadás változatlan utánnyomása, 2010

Készült a Gyomai Kner Nyomda Zrt.-ben, a nyomda alapításának 128. esztendejében Felelős vezető: Fazekas Péter vezérigazgató Telefon: 66/887-400 http://www.gyomaikner.hu e-mail: knernyomda@gyomaikner.hu

1998


Tartalom

Bevezetés
1. Földünk a világegyetemben
2. AZ EMBERISÉG VILÁGSZEMLÉLETÉNEK FEJLŐDÉSE (dr. Marik Miklós)
3. SZFÉRIKUS CSILLAGÁSZAT (dr. marik miklós)
TÁJÉKOZÓDÁS A FÖLDÖN (dr. Gábris Gyula)
TÁJÉKOZÓDÁS AZ ÉGBOLTON – ÉGI KOORDINÁTA-RENDSZEREK (dr. Marik Miklós)
A topocentrikus horizontális koordináta-rendszer
A geocentrikus horizontális koordináta-rendszer
Az „első” egyenlítői (ekvatoriális) koordináta-rendszer
A „második” egyenlítői koordináta-rendszer
A NAP MOZGÁSA (dr. Marik Miklós)
A NAPPALOK HOSSZA (dr. Marik Miklós)
A GÖMBHÁROMSZÖGTAN ELEMEI (dr. Marik Miklós)
ÁTSZÁMÍTÁS HORIZONTÁLIS ÉS EGYENLÍTŐI KOORDINÁTA-RENDSZEREK KÖZÖTT (dr. Marik Miklós)
AZ IDŐSZÁMÍTÁS (dr. Marik Miklós)
Csillagidő
Szoláris idő
Középszoláris idő
Világidő és zónaidő
A dátumválasztó vonal
A csillagidő és a zónaidő átszámítása
A NAPTÁR (dr. Szabó József)
A régi római naptár
A julianusi naptár
A Gergely-féle naptár
A világnaptár
Érák és epochák
A FÖLDRAJZI HELYMEGHATÁROZÁS (dr. Marik Miklós)
A földrajzi szélesség meghatározása
A földrajzi hosszúság meghatározása
CSILLAGTÉRKÉPEK (dr. Gábris Gyula)
4. A FÖLD MINT ÉGITEST (dr. Gábris Gyula)
A FÖLD ALAKJA
A gömb alakú Föld
Az ellipszoid alakú Föld
A Föld alakja a geoid
A FÖLD MOZGÁSAI
A Föld tengely körüli forgása
A Föld keringése a Nap körül
A precesszió
A nutáció
Az ekliptika ferdeségének változása
A Földpálya excentricitásának változása
A Földpálya apszisvonalának forgása
A FÖLD NAP KÖRÜLI KERINGÉSÉNEK KÖVETKEZMÉNYEI
Általános jellemvonások
A nappalok és éjszakák hosszának változása
A szoláris éghajlati övek kialakulása
A FÖLD PÁLYAELEMEINEK SZEKULÁRIS VÁLTOZÁSAI ÉS AZOK FÖLDRAJZI KÖVETKEZMÉNYEI
A pleisztocén éghajlatváltozások
A jégkorszak kialakulásának mechanizmusa
Az éghajlatváltozások okai
A pályaelemek változásának hatásai
A Milanković–Bacsák-elmélet
Az éghajlatváltozások összetett magyarázata
5. A világmindenség szerkezete és keletkezése
6. A NAPRENDSZER (dr. Marik miklós)
A Nap (dr. Marik Miklós)
A Nap anyaga, tömege
A Nap szerkezete
A naptevékenység földi hatásai
A BOLYGÓK (PLANÉTÁK) (dr. Szabó József)
A bolygók általános jellemzése
A Merkúr
A Vénusz
A Mars
A kisbolygók (aszteroidák)
A Jupiter
A Szaturnusz
Az Uránusz
A Neptunusz
A Plútó
A BOLYGÓK HOLDJAI (dr. Szabó József)
A Hold
AZ ÜSTÖKÖSÖK (KOMÉTÁK)
Az üstökösök felépítése
Az üstökösök pályái
Az üstökösök „élete”
A METEOROK
A BOLYGÓKÖZI ANYAG
NÉHÁNY ÖSSZEHASONLÍTÓ PLANETOLÓGIAI GONDOLAT
7. A TEJÚTRENDSZER (dr. Marik Miklós)
A CSILLAGOK JELLEMZŐI
A csillagok távolsága
A csillagok fényessége
A csillagok felületi hőmérséklete
A csillagok színe és színképe
A csillagok átmérője
A csillagok tömege
A CSILLAGOK FEJLŐDÉSE
CSILLAGRENDSZEREK
Kettős csillagok
Csillaghalmazok
VÁLTOZÓ CSILLAGOK
A CSILLAGKÖZI ANYAG
A TEJÚTRENDSZER MAGJA
8. AZ EXTRAGALAXISOK (dr. Marik Miklós)
9. AZ UNIVERZUM KELETKEZÉSÉRE VONATKOZÓ ELMÉLETEK (dr. Marik Miklós)
A FORRÓ UNIVERZUM HIPOTÉZIS
A NAPRENDSZER KELETKEZÉSE
A Naprendszer keletkezése a megfigyelések tükrében
Naprendszer-keletkezési elméletek
A. Irodalomjegyzék
B. MELLÉKLETEK

Az ábrák listája

1. Arisztarkhosz mérési elve a Föld–Hold és a Föld–Nap távolságának meghatározására
2. A Ptolemaiosz-féle világkép szerint minden bolygóhoz egy külön szféra tartozik
3. A horizont síkja a megfigyelési pontban
4. Poláris síkkoordináta-rendszer
5. Szélrózsa
6. Geografikus gömbi poláris koordináta-rendszer
7. Ellenlábas, mellettlakó és ellenlakó helyek
8. Az A' és B' pontok az A és B pontok szférikus helyei az éggömbön
9. Az égi koordináta-rendszerekben az égitestek szférikus helyeit két polárszöggel adhatjuk meg
10. Az éggömb helyzete topocentrikus horizontális koordináta-rendszerben
11. A horizontális koordináta-rendszer
12. A látszólagos és valódi horizont
13. A geocentrikus horizontális koordináta-rendszer
14. Az első egyenlítői koordináta-rendszer
15. A megfigyelő φ földrajzi szélessége megegyezik a pólus horizont feletti magasságával
16. A cirkumpolaritás feltétele
17. A második egyenlítői koordináta-rendszer
18. A Nap járása az ekliptikán az év folyamán
19. A nappalok hosszának változása az év folyamán
20. A gömbháromszög szögei és oldalai
21. Két földfelszíni pont távolságának meghatározásakor a PAB gömbháromszög x oldalát kell kiszámítanunk
22. A horizontális és egyenlítői koordináta-rendszer egyesítése
23. A „csillagászati” gömbháromszög
24. A csillagidő, a rektaszcenzió és az óraszög közötti összefüggés
25. Az ekliptikán mért ugyanakkora Δl szögváltozásnak a tavaszpont környékén Δl-nél kisebb, a nyárpont környékén Δl-nél nagyobb rektaszcenzióváltozás felel meg
26. Az időegyenleg menete az év folyamán
27. A csillagnap rövidebb a középszoláris napnál
28. Zónaidő
29. A földrajzi szélesség meghatározása delelő csillag magasságának mérésével
30. A földrajzi hosszúság meghatározása
31a. Csillagtérkép
31b. Feltétkör a csillagtérképhez
32.
33.
34. A gnomon egy függőleges pálca vagy rúd, melynek árnyéka segítségével egyszerű csillagászati méréseket végeztek az ókorban (pl. a meridián kijelölése, földrajzi szélesség meghatározása, időmérés stb.) α – a gnomon legrövidebb árnyékhosszúsága, h – a gnomon magassága, Z – a Nap zenittávolsága
35. Eratoszthenész földmérési alapelve
36. Al-Mamun mérésének alapelve
37. Az első magyarországi fokmérés a háromszögelés elve alapján (Liesganig J., 1770)
38.
39. A topográfiai felszín, a geoid és a forgási ellipszoid (mint alapfelület) viszonya. N – geoidunduláció (vagyis a geoid és az alapfelület eltérésének mértéke) a Q pontban; h – a topográfiai felszín magassága P pontban az alapfelülethez viszonyítva; Q0 és P0 a Q és P pontoknak az alapfelületre vetített helye
40.
41. Az 1/298,255-ös lapultságú alapfelülethez viszonyított geoidundulációk (m-ben) izovonalas térképe (1974). A pontozott területeken a forgási ellipszoidhoz képest a geoid eltérése negatív, másutt pozitív
42. A „körte” alakú Föld. 1 – a forgási ellipszoid, 2 – a geoid. Az Egyenlítőnél és a sarkokon a geoid eltérései méterben olvashatók le
43. A szélességi körök sugarának és kerületének változása. r – a szélességi körök sugara, k – a szélességi körök kerülete, R – a Föld sugara
44. A Föld forgássebességének változásai 1958 és 1966 között
45. A különböző irányba mozgó testek eltérülése az északi féltekén a Coriolis-erő hatására. A felső ábrarészen a mozgás dél–északi, a középsőn észak–déli, az alsón nyugat–keleti és kelet–nyugati irányú
46. Az ingakísérlet elve. Az inga a forgó rendszerben is megtartja lengési síkját
47. Az inga szögelfordulása és a földrajzi szélesség közötti kapcsolat. A külső szemlélő számára változatlan helyzetű lengési sík a forgás következtében annál jobban eltér a meridián irányától, minél magasabb szélességen leng az inga
48. Az ejtési kísérletek elve. Az A pontból leejtett súly E-ben ér földet
49. Az örvények sodrási irányának kialakulása. Alacsony nyomású központ körül kialakuló balsodrású légörvény az északi féltekén
50. A földrajzi pólus mozgása 1958 és 1966 között
51a. A Föld–Hold rendszer közös tömegközéppont körüli keringése (a két égitest távolsága erősen torzított)
51b. Az árapálykeltő erő nagysága és iránya a Hold pályasíkjára merőleges irányból tekintve
51c. Egy adott földrajzi helyen a két egymást követő dagály nagyságában mutatkozó különbség magyarázata a Hold keringési pályasíkjának változása alapján
51d. Újhold és telihold idején a Hold és a Nap árkeltő hatásának összegzése, első ill. utolsó negyedkor pedig egymás hatásának lerontása figyelhető meg
52. A parallaxis elve. A csillag F1-ből C1-ben, F2-ből C2-ben látszik. π a Nap–Föld közepes távolság látószöge a csillagból, vagyis a parallaxis
53. Az aberráció jelenségének sematikus rajza. A T1 és T2 pontban helyet foglaló szemlélő a pillanatnyi mozgásiránynak megfelelően (az ábra szerint T1-ben jobbra, T2-ben balra) fordítja el távcsövét, így a csillagot nem ugyanazon a helyen látja. Mivel a mozgás iránya állandóan változik, a csillag látszólagos helye is fokozatosan eltolódik, létrejön az aberrációs idom
54. A Nap vonzásából származó forgatónyomaték
55. A precesszió és a nutáció
56. A Föld helyzete a Nap körüli pályán a napfordulók és napéjegyenlőségek idején
57. A nappali és éjszakai félgömb helyzete a nyári napforduló idején (a vonalkázott rész az éjszakai oldal). ε az Egyenlítő és az ekliptika által bezárt szög (23,5°). Az ábráról a Nap delelési magasságának a póluson, a sarkkörön, a térítőkön és az Egyenlítőn mérhető értékei is leolvashatók
58. A Nap útja a horizont felett az Egyenlítőről (φ = 0°) nézve a napfordulók és a napéjegyenlőségek idején
59. A Nap útja a horizont felett a Ráktérítőről (φ = 23,5°) nézve a napfordulók és a napéjegyenlőségek idején
60. A Nap útja a horizont felett 45° szélességről nézve a napfordulók és a napéjegyenlőségek idején
61. A Nap útja az Északi-sarkkör (φ = 66,5°) horizontjához viszonyítva a napfordulók és a napéjegyenlőségek idején
62. A Nap útja az Északi-pólusról (φ = 90°) nézve a napfordulók és a napéjegyenlőségek idején
63. A napsugárzás beesési szöge a földrajzi szélesség függvénye
64. A szoláris energia évi eloszlása a különböző földrajzi szélességeken. 1 – Egyenlítő, 2 – Ráktérítő, 3 – 45° szélességi kör, 4 – északi sarkkör, 5 – északi pólus
65. Az Uránusz bolygó besugárzási viszonyai É-i féltekéjének nyári napfordulóján
66. A beesési szög változása az ekliptika ferdeségének (ε) változása szerint
67. A perihélium hosszának (π) változásai állandó excentricitás mellett. A – afélium, P – perihélium, – tavaszpont,– őszpont, S – nyári napforduló, S" – téli napforduló. A vonalkázott rész jelzi a téli félévet
68. Az excentricitás változásai. N – Nap, O – a Földpálya középpontja, - tavaszpont, – őszpont, S – napforduló
69. A négy pleisztocén klímatípus sorrendje, erőssége, időtartama. (Grafikus ábrázolás Bacsák Gy. után) 1 – glaciális, 2 – szubarktikus, 3 – szubtrópusi, 4 – antiglaciális klímakilengés
70. Felső rész: A Föld pályaelemeinek változása 1950 előtt (B. P.) 200 000 évtől 1950 után (A. P.) 50 000 évig. 1 – az ekliptika ferdesége (ε), 2 – excentricitás (e), 3 – Δ(e · sin π) Alsó rész: a besugárzás ingadozásai az északi félteke három különböző földrajzi szélességére számítva. 1 – 80° É, 2 – 65° É, 3 – 10° É. A nyilak a jégsapka képződéséhez kedvező feltételek idejét jelzik (Berger, 1978)
71. A planetáris sugárzási egyenleg változásai a Földön a kambrium óta (Dobosi Z., 1981). TW (terrawatt) = 1012 W
72. Közép-Európa hőmérsékletének alakulása a harmad- és negyedidőszakban (Dobosi Z., 1984)
73. A pályaelemek ingadozásaiból számított sugárzásváltozások összefüggése a jégtakarók kiterjedéséhez viszonyítva az utolsó 500 000 évben. a) – az excentricitás változásai (Berger, 1978), b) – a szárazföldi jégtakaró nagyságának a jelenlegihez viszonyított változásai az oxigénizotóp-mérések alapján számítva (Hays, 1976), c) – mint b), Shackleton és Opdyke (1973) adataiból, d) – oxigénizotóp-stádiumok sorszáma, e) – a nyári besugárzás ingadozásai az északi szélesség 65°-án (Berger, 1978). A nyilak a jég-előnyomulásra kedvező feltételeket jelentő időszakokat jelzik
74. A Nap és a bolygók méreteinek aránya
1. . A Nap granulációs szerkezete
2. . Egy jellegzetes napfolt. A sötét umbrát világosabb, szálas szerkezetű penumbra veszi körül
75. A Nap foltokkal való fedettségét kifejező relatív szám változása 1730 és 1975 között
76. A pillangódiagram
3. kép. Fáklyamező a Nap fotoszférájában
4. kép. Protuberancia a Napon
5. kép. A Nap koronája
77. A Vénusz bolygó konstellációi
78. A Jupiter bolygó konstellációi
79. A Mars bolygó pályájában időnként mutatkozó hurok
80. A Mars és a Föld kölcsönös helyzete az év folyamán
81. Napfogyatkozások esetében a Nap és a Föld közé kerül a Hold
82. Holdfogyatkozáskor a Hold a Föld árnyékkúpjába kerül
83. A Merkúr és a Vénusz fényváltozásai
84. A Vénusz „szarvai”. A bolygó sarlójának csúcsai kissé túlnyúlnak a félkört jelző vonalon. Az a szög léte nemcsak a légkör bizonyítéka, de nagyságából annak jellemző vonásaira is következtetni lehet
85. A hőmérséklet, a nyomás és a felhőzet jellemzői a Vénusz légkörében (B. J. Singarella után F. Whipple – 1981 – alapján)
86. A Vénusz és a Föld hipszografikus görbéje. A Vénusz görbéje a Pioneer–Venus (1978–79) radarmérései és földi radarképek alapján készült
87. A marsfelszín hőmérséklete a bolygó déli féltekéjén 1976. július 29-én (Viking-1). A felvétel idején a déli féltekén tél volt. Az izotermák sűrűsödési vonalában (ÉNy–DK-i irány) a terminátor húzódott, ez a hirtelen hőmérséklet-változás oka. A hőmérsékleti értékek K-ben értendők. Az Egyenlítő vidékén a maximum 240 K, a pólus környékén viszont 140 K alá süllyedt a hőmérséklet. A nappali és éjszakai területek hőmérséklet-különbsége nagyjából ugyanekkora
88. A hőmérséklet eloszlása a Mars déli pólusa környékén téli időszakban (Viking-1). A legalacsonyabb érték (135 K) 13 K-nel kisebb, mint a szénsavhó kondenzációs hőmérséklete
89. A hőmérséklet napi változása a Marson. A folyamatos vonal a talaj, a keresztek a levegő hőmérsékletét mutatják (Viking-2 mérései szerint)
90. A marsi porviharok kialakulására vonatkozó egyik hipotézis (R. Goody, 1973) vázlata H. W. Köhler szerint. A felszín határrétegében a portömegek egy ciklonszerű örvénybe áramlanak össze. A napsugárzás abszorpciója következtében felmelegedő por a hőmérsékleti gradiensnek megfelelően a tropopauzáig emelkedik, és ott horizontálisan szétterül
91. A Mars nagy morfológiai egységei (J. K. Beatty–B. O'Leary–A. Chaikin, 1982., alapján). 1 – erősen kráteresedett területek, 2 – kráteresedett területek, 3 – medenceperemi kidobott takarók, 4 – csatorna- (hasadék-) üledékek, 5 – vulkanikus eredetű felszínek, 6 – vulkáni formák (pajzsvulkánok), 7 – poláris üledékek
92. A Szaturnusz-gyűrű szerkezetének vázlata a főbb gyűrűcsoportokkal (A–G) és az azokat elválasztó ismertebb rések (W. Köhler és mások alapján). A bolygó középpontjától sugárirányban felmért távolságok arányai a valóságnak megfelelőek
93. A sziderikus és szinodikus hónap hosszúság-különbségének magyarázata. (Amíg a Hold H-ból H1-be kerül, egy sziderikus hónap telik el. A szinodikus hónap ennél a H1H2 ív befutásához szükséges idővel hosszabb.)
94. A Hold fényváltozásai
95. A hőmérséklet változása a Holdon egy holdi nappal folyamán
96. Az Apolló-expedíciók kőzetmintáinak megoszlása a FeO/MgO aránya szerint. A mare-területek bazaltos kőzetei (Apolló-11, -12, -14, -15) és a terrák anortozitjai (Apolló-16, -17) itt is jól elkülönülnek
97. A Hold legfontosabb képződményei név szerint feltüntetve
98. A Hold morfológiai vázlata (J. K. Beatty–B. O'Leary–A. Chaikin, 1982., alapján). 1 – medenceperemi kidobott takaró, 2 – kráteres felszín, 3 – erősen kráteres felszín, 4 – vulkanikus síkok
99. R. Meissner ábrasora a Hold felszínközeli részének fejlődéséről
100. Az üstökösök csóváinak helyzete a pálya perihéliumhoz közeli szakaszán
101. A Halley-üstökös pályája
102. A fontosabb becsapódásos eredetű kráterek földi eloszlása (a Griffith Obszervatórium adatai alapján)
103. A Naprendszer néhány égitest-típusának feltételezett belső szerkezete (Beatty, J. K.–Chaikin, A., 1990. Seeds, H. A., 1990., Snow, T. P., 1988. könyvei alapján változtatásokkal). Az egyes égitestek sugara csak egy csoporton belül hasonlítható össze.
104. Jupitertípusú bolygók
105. Holdak
106. Krátersűrűség a Holdon. A 106–108. ábrákon a pontozott sávok meghatározott korhoz tartozó krátersűrűségeket jeleznek. Ezek részben elméletileg számítottak, részben a holdi kőzeteken végzett abszolút kormeghatározások eredményeinek felhasználásával készültek (Hartmann, 1977 alapján)
107. Krátersűrűség a Marson
108. Krátersűrűség a Merkúron
109. A földi karbonát–szilikát ciklus modellje (Kasting—Toon—Pollack (1988) tanulmánya alapján)
110. A belső bolygók és holdjaik planetológiai fejlettségi fokának és fejlődéstörténetének vázlata az idő és a felszínen ható folyamatok függvényében (Kőháti A. után). 1 – Föld, 2 – Mars, 3 – Vénusz, 4 – Merkúr, 5 – Hold, 6 – Phobos és Deimos
111. A csillagászatban használt távolságegység, a parsec az a távolság, amelyből nézve a Földpálya sugara merőleges rálátás esetén 1" szög alatt látszik
112. A Tejútrendszer oldalnézetben (a) – a Tejútrendszerünkhöz hasonló spirális galaxis az M100 felülnézetben (b)
113. A C égitest évi parallaxisa az a π szög, amely alatt a Földpálya sugara merőleges rálátás esetén a C égitestből látszik
114. A parallaxis mérésének elve
115. A Föld Nap körüli keringésének eredményeképpen a csillagok az év folyamán ellipszist írnak le az éggömbön belül
116. A csillag intenzitás-hullámhossz görbéjéből meghatározható a csillag felületi hőmérséklete
117. A Hertzsprung–Russell-diagram
118. A csillagok fejlődésük folyamán végigvonulnak a HRD-n
45. Gömbhalmaz a Hercules csillagképben
119. Az extragalaxisok jellegzetes típusai
120. A keletkező Naprendszerben a mágneses erővonalak kifelé hajtják az ionizált gázt