את מרחקם של כוכבים רחוקים יותר ניתן להעריך על ידי השוואת עוצמת האור הנצפית לעומת העוצמה המקורית שצפויה עבור הסוג הספקטרלי (השיטה מבוארת בערך נר תקני) של הכוכב. עם זאת שיטה זו אינה חסינת טעויות, מאחר שענני אבק בין מערכת השמש לכוכב מפחיתים את עוצמת ההארה שנצפית וגורמים לחישוב מרחק גדול יותר מאשר המרחק בפועל.
מדידת מסה.
עבור כוכבים כפולים, ידיעת שלושה פרמטרים די בה על מנת לדעת את המסה הכוללת של שניהם (formula_2) בהשוואה למסת השמשformula_3. יש לדעת את זמן ההקפה (t), ממוצע המרחק ביניהם (d) והמרחק אליהם (D). שלושה גדלים אלו קלים למדידה עבור מערכות כוכבים כפולים קרובים די הצורך. ישנם כ-50 מיליון מערכות כפולות קרובות די הצורך.
חישוב מסת המערכת - שני הכוכבים - נעשית לפי הנוסחה formula_4
בתוספת מדידת מיקום מרכז המסה של המערכת ניתן לחשב מה יחס המסות בין כוכבי הזוג, וכתוצאה את מסת כל אחד מהכוכבים בצמד.
כעת ביכולתנו למצוא מה הקשר בין סוגי כוכבים למסה שלהם, וכך להעריך מהי המסה של כוכב שאינו חלק ממערכת כוכב כפול.
סוגים ספקטרליים של כוכבים.
מיון הכוכבים לסוגים ושנים עבר התקדמות מרשימה לאחר המצאת המצלמה ויצירת האפשרות לצלם את הספקטרום של כוכבים שונים. על ידי שימוש בחוק וין ועל סמך האור המתקבל מן הכוכבים ניתן לגלות מה טמפרטורת פני השטח (פוטוספרה) שלהם. מהשוואת הקווים הספקטרליים ניתן לגלות אילו חומרים אופפים את הכוכבים ומידע רב נוסף. בשנת 1910 האסטרונומים איינר הרצשפרונג והנרי נוריס ראסל הציעו ופיתחו בנפרד זה מזה את הדיאגרמה בה סיווגו לפי מאפייניהם הספקטרליים.
הטיפוסים הספקטרליים הם: O, B, A, F, G, K, M (ניתן לזכור את הסוגים בעזרת המנמוניקהצלזיוס), ומכונים ננסים אדומים. בנוסף לכך כל טיפוס מחולק ל-10 תת-טיפוסים, כאשר כל תת-טיפוס מסומן בספרה מ-0 עד 9. כך, למשל, הטיפוס הספקטרלי של השמש הוא G2.
הסיבה לכך שהכוכבים נראים אדומים או כחולים אך לא ירוקים היא משום שכוכבים אדומים פולטים אנרגיה בתחום תת אדום וחלקה בתחום הצבע האדום הנראה לעין, כוכבים כחולים פולטים אנרגיה בטווח uv וחלקה בתחום הצבע הכחול הנראה לעין, אולם כוכבים אשר פולטים אנרגיה בכל הטווח הנראה, לא יראו ירוקים שזה אורך הגל במרכז הספקטרום כי אם לבנים שמכילים את כל אורכי האור הנראה.
על מנת להבדיל בין כוכבים בעלי סיווג זהה אך בשלב שונה בהתפתחותם חולקה הדיאגרמה ל"ענפים מאוזנים". כך כוכב הנמצא בשלב היתוך המימן כמו השמש נמצא באזור שנקרא הסדרה הראשית - וזהו ענף V. בעוד כ-5 מיליארד שנים השמש תהפוך לענק אדום, ואז היא תעבור לענף III (ענקים).
נוסף על כך ישנם כוכבים המציגים שלבים קצרים בחיי הכוכב (מיליוני שנים ספורות) או כוכבים שמציגים תכונות שלא מיוצגות בדיאגרמה ולכן קיבלו כינויים נוספים כמו כוכבי T בשור ומשתנים קפאידים.
אמונות עתיקות בכוכבים.
בהלכה היהודית.
הפסוק "לא תעשון אִתי" פורש על ידי חז"ל כמקור לאיסור ליצור תבליט של כוכבים. ישנה מחלוקת האם גם ציור או תחריט של כוכבים בכלל האיסור, או רק תבליט.
שיום.
להבדיל מכוכבי לכת של מערכת השמש שמתגלים עם שיפור הטלסקופים, האיגוד האסטרונומי הבינלאומי לא מעניק שמות לכוכבים. שם בעל משמעות, לרוב בערבית קיים רק למספר מוגבל של כוכבים בהירים במידה כזו שהוענקו להם שמות זה מכבר (בדר"כ אלו הכוכבים הראשיים - α של הקבוצה, למשל ביטלג'וז).
כוכבים
טלסקופ
טֵלֶסְקוֹפּ (מלטינית: TELE - מרחק, SCOPIUM - צפייה) הוא מכשיר לצפייה בעצמים רחוקים. בצורתו הפשוטה ביותר הטלסקופ הוא צינור שבכל אחד מקצותיו עדשה מרכזת. טלסקופים משמשים בעיקר לצפייה בעצמים רחוקים בחלל כגון כוכבי לכת, כוכבים, גלקסיות וערפיליות, והגדולים שבהם ממוקמים במבנה מיוחד להם, מצפה כוכבים. טלסקופים משמשים גם לצפייה בציפורים וכן יש להם שימושים צבאיים.
היסטוריה.
המצאת הטלסקופ היא בעיה היסטוריוגרפית לא פתורה, החורגת מעבר לשאלת זהות הממציא - אם כלל ישנו ממציא אחד ומוגדר - לעבר שאלות מהותיות הרבה יותר; על תפקיד הראייה במדע המערבי, על תפקידם של מכשירים בהשגת ידע על העולם, על יכולתו של מכשיר אופטי לתווך את הראייה מבלי לעוות אותה, ועוד. תפיסת הראייה ומקומה בעשייה המדעית עברה מהפך באותה תקופה - מחַשְׁדָנוּת ודחייה של חוש הראייה ויכולתו להשיג מידע אמיתי על העולם, שאפיינה את הפילוסופיה בימי הביניים, ועד להסתמכות מרכזית על חוש הראייה במדע המודרני. מושג התצפית המדעית עצמו עבר שינוי מהותי, מרגע שמכשירים אופטיים דוגמת הטלסקופ או המיקרוסקופ התמקמו בין העין הצופה לבין העולם הנצפה.
המכשיר המדעי המודרני הומצא בתקופה שבין 1550 ל-1700; המכשירים המדעיים הראשונים לא עוצבו לשם מדידה, והגיעו לרוב ממסורת "קסמי הטבע", כשהדגש בהם היה על הטעייה ובידור, ולא על תצפית זהירה ואדישה. מהבחינה הזו, הטלסקופ כמכשיר מדעי היה מכשיר מסוג שונה וחדש לגמרי. הטלסקופ, ובעיקר השימוש שעשה בו גלילאו גליליי, הציג שדה ידע מורכב שבו מגוון תאוריות ופרקטיקות שונות נפגשות. העקרונות האופטיים שנכללו בו לא היו מובנים, והתוצאה שהפיק חתכה והשפיעה לרוחב גבולות דיסציפלינריים מסורתיים, משום שהשליכה על הקוסמולוגיה - תחום שלא נכלל בסמכות הדיון המדעי-מתמטי-אסטרונומי, אלא התאולוגי.
ממציא הטלסקופ.
עד היום לא ברור מי היה האדם הראשון שבנה טלסקופ. חוקרי ההיסטוריה של האופטיקה מציינים כי לערבים ולוויקינגים הייתה האפשרות הטכנולוגית לצפות בעדשות כבר במאה העשירית לספירה, וידוע כי עדשות ראייה היו בנמצא באירופה מאז 1280 לערך. רוג'ר בייקון תכנן טלסקופים כבר במאה ה-13, וסביר כי ג'מבטיסטה דלה פורטה השתמש במה שהוא בעקרון שילוב טלסקופי, של עדשה קמורה ועדשה קעורה האחת לפני רעותה, כבר בתחילת המחצית השנייה של המאה ה-16. דלה-פורטה השיג ודאי יחס הגדלה נמוך מאוד, של 1.5 בערך, אך מעבר לכך, עניינו לא היה בפיתוח מכשיר תצפית מדעי, אלא ביצירת אפקטים קסומים, כחלק מסדרת "קסמי-הטבע" שאסף לספרו "Magia Naturalis".
בשנת 1608 בנו שלושה אנשים, בלתי תלויים זה בזה, טלסקופים. שלושתם היו יצרני עדשות הולנדים (פלמים), שני יצרני עדשות מהעיר מידלבג מתחרים על תואר הממציא; האנס ליפרסהיי (1570 - 1619) וזכריה ינסן. עם זאת, ההמצאה מיוחסת גם לז'אקוב מטיוס מהעיר אלקמר, בנו של מתמטיקאי ומהנדס צבאי ידוע. מבין השלושה, ליפרסהיי קיבל את הקרדיט להמצאה היות ששמו של ליפרסהיי מופיע על המסמך הראשון הידוע בנוגע לטלסקופ. ב-2 באוקטובר 1608 הוא הגיש בקשה לרישום פטנט על המצאת "מכשיר לראיית דברים מרוחקים כאילו הם קרובים". עובדה זו אינה מוכיחה בהכרח כי ליפרסהיי גם המציא את המכשיר, מה גם שבאותו החודש הוגשה עוד בקשה להוצאת פטנט על מכשיר זהה, הפעם על ידי מטיוס, בקשה שנידונה ב-17 באוקטובר 1608. אחת הסברות היא שמטיוס הזמין עדשות אצל יצרן העדשות ליפרסהיי, וזה הצליח לנחש את תוכניתו של הראשון.
יהיה אשר יהיה הממציא, הטלסקופים הראשונים הגיעו לשוק ב-1604, אך עוררו עניין מועט בלבד; יכולת ההגדלה שלהם הייתה קטנה (פי 3 לערך), ואיכותם האופטית הייתה גרועה. מדענים התייחסו אליהם כאל אביזרי אשליה, והציבור לא ראה במתקנים הללו יותר מצעצועים.
גלילאו גליליי והטלסקופ.
גלילאו גליליי בנה את הטלסקופ שלו בשנת 1609, וקרא לו בתחילה perspicillum, ולאחר מכן השתמש במונח הלטיני טלסקופיום ובאיטלקית טלסקופיו (מהם גם נגזר השם באנגלית ובשפות רבות אחרות). הוא הבין שהטלסקופ יהיה חסר שימוש אם הדמות שהוא מייצר אינה בהירה וחדה. הואיל והבין את חשיבות המכשיר, גלילאו התמסר כולו לבניית טלסקופים, תוך שימוש בזכוכית משלו ובעיבוד עצמי של העדשות, מבלי להיעזר בעדשות של יצרני משקפיים אומנים.
המכשיר האופטי החדש המצויד בעדשות הציב מערך שלם של בעיות; היה צורך לפתור גורמי טעות שמקורם בחוש הראיה, בטבעו של האור, וכן לפתור בעיות הכרוכות באופן בו ניתן לפרש תמונה ויזואלית כידע פִיזִיקָלִי. גלילאו ערך מגוון ניסויים ופיתוחים כדי להוכיח שהדמויות הנראות בטלסקופ אינן פגמים אופטיים, כשלים של עין הצופה, או אשליות שנוצרות על ידי העדשות. הוא הביט על אותו האובייקט בו זמנית בעין אחת חשופה ובשנייה דרך הטלסקופ, והחל לשפר את איכות הדמות כשהוא מוחק בשיטתיות את כל אותן תופעות אשר נראות דרך המכשיר אך אינן נראות בעין בלתי מזוינת. הוא ייצר עדשות בעצמו והתאימן למכשירים שבנה, דאג למקם את העדשות על ציר אופטי מדויק, הוא התקין צמצמים בצורות ובקטרים שונים שהפחיתו את האפקטים שנגרמו בשל מה שגלילאו הגדיר "כקרני האור האלכסוניות" (סטיות אופטיות בלשון ימינו) והעיוותים שהן יצרו ושיפר את הרזולוציה של הטלסקופ. בנוסף, כדי למדוד את המרחק הזוויתי בין גרמי השמיים, גלילאו המציא מיקרומטר אותו הרכיב על שפופרת הטלסקופ. גלילאו הביט בעין אחת דרך הטלסקופ בעוד העין השנייה התבוננה דרך שנתות המיקרומטר כך שחפיפת שתי הדמויות אפשרה לו למדוד את המרחק בין העצמים הנצפים.