BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br />
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM<br />
KHOA VẬT LÝ<br />
<br />
Nguyễn Phước<br />
<br />
SỬ DỤNG KÍNH TAKAHASHI NGHIÊN CỨU<br />
QUANG TRẮC CỤM SAO MỞ RỘNG OPEN CLUSTER<br />
<br />
Ngành: SƯ PHẠM VẬT LÝ<br />
Mã số: 102<br />
<br />
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:<br />
TS. CAO ANH TUẤN<br />
<br />
Hồ Chí Minh - 2011<br />
<br />
LỜI CẢM ƠN<br />
<br />
Đề tài “Sử dụng kính Takahashi nghiên cứu quang trắc cụm sao mở<br />
rộng - Open Cluster” phụ thuộc rất nhiều vào thời tiết và đặc thù của đề tài này là<br />
phải chụp vào buổi tối từ 18h đến 4h sáng ngày hôm sau, nên ban đầu em gặp<br />
nhiều khó khăn. Từ khi bắt tay vào làm đề tài thì ở thành phố Hồ Chí Minh mưa<br />
và sương mù khoảng 2 tháng vì ảnh hưởng các cơn bão ở Miền Trung, trong thời<br />
gian đó em cảm thấy rất nản chí, nhưng với sự hướng dẫn và chỉ bảo của Thầy<br />
Cao Anh Tuấn, dần dần rồi em cũng hết thất vọng và bở ngỡ. Ban đầu em cứ nghĩ<br />
không thực hiện được đề tài vì thời tiết xấu, hơn nữa kính còn bị trục trặc, nhưng<br />
em cảm nhận từ Thầy lòng đam mê nghiên cứu, nên em quyết tâm cùng Thầy sửa<br />
chữa và học cách điều khiển kính một cách tốt nhất.<br />
Thầy đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành tốt đề tài này, hướng<br />
dẫn em qua các thao tác điều khiển kính, phần mềm, xử lý ảnh mà còn hướng dẫn<br />
em phương pháp tiếp cận với môn khoa học mới ở nước ta, môn Thiên Văn Học.<br />
Em xin gởi lời cảm ơn chân thành tới Thầy Cao Anh Tuấn, cảm ơn Thầy Cô<br />
của khoa Vật lý đã truyền thụ kiến thức cho em, tạo điều kiện cho em. Em cũng<br />
xin gởi lời cảm ơn đến ban giám hiệu của Trường Trung Học Thực Hành đã tạo<br />
điều kiện để em làm việc qua đêm trên đài quan sát thiên văn của trường Đại Học<br />
Sư Phạm.<br />
Xin cảm ơn các bạn của tôi đã động viên tôi hoàn thành luận văn này.<br />
<br />
TP. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 4 năm 2011.<br />
Sinh viên thực hiện<br />
<br />
Nguyễn Phước<br />
<br />
1<br />
Luận văn tốt nghiệp 2011<br />
<br />
Khoa Vật Lý<br />
MỤC LỤC<br />
<br />
Trang phụ bìa<br />
<br />
Trang<br />
<br />
Danh mục cung cấp ký hiệu và chữ viết tắt.............................................................. 5<br />
Danh mục cung cấp bảng biểu và sơ đồ.................................................................... 8<br />
Danh mục cung cấp hình vẽ và biểu đồ .................................................................... 9<br />
PHẦN MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 11<br />
PHẦN TỔNG QUAN .............................................................................................. 14<br />
CHƯƠNG 1: THIÊN HÀ VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA SAO ............................. 16<br />
1.1.<br />
<br />
THIÊN HÀ .............................................................................................. 16<br />
<br />
1.2.<br />
CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA SAO VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC<br />
ĐỊNH ................................................................................................................. 16<br />
1.2.1.<br />
<br />
Độ sáng của sao, cấp sao nhìn thấy....................................................... 17<br />
<br />
1.2.2.<br />
<br />
Khoảng cách đến các sao...................................................................... 18<br />
<br />
1.2.3.<br />
<br />
Kích thước của sao và mật độ công suất bức xạ toàn phần ................... 18<br />
<br />
1.2.4.<br />
<br />
Nhiệt độ quang cầu của sao .................................................................. 19<br />
<br />
1.2.5.<br />
<br />
Xác định khối lượng của sao ................................................................ 21<br />
<br />
1.2.6.<br />
<br />
Phân loại sao theo đặc trưng quang phổ................................................ 22<br />
<br />
1.2.7.<br />
<br />
Họa đồ H – R ....................................................................................... 23<br />
<br />
1.1.7.1.<br />
<br />
Phân loại các sao........................................................................... 23<br />
<br />
1.1.7.2.<br />
<br />
Tiến hóa của sao ........................................................................... 25<br />
<br />
1.3.<br />
SAO<br />
<br />
GIAI ĐOẠN CHÍNH TRONG QUÁ TRÌNH TIẾN HÓA CỦA CÁC<br />
................................................................................................................. 25<br />
<br />
1.3.1.<br />
<br />
Giai đoạn 1: Đám mây vật chất (the inter – stellar Medium)................. 26<br />
<br />
1.3.2. Giai đoạn 2: Thời kỳ nguyên thủy của sao (the proto – star) hay còn gọi<br />
là thời kỳ “tiền sao” ............................................................................................ 27<br />
1.3.3.<br />
<br />
Giai đoạn 3: Thời kỳ sao trẻ ................................................................. 27<br />
<br />
1.3.4.<br />
<br />
Giai đoạn 4: Thời kỳ sao trưởng thành (the mature star)....................... 28<br />
<br />
Nguyễn Phước<br />
<br />
2<br />
Luận văn tốt nghiệp 2011<br />
<br />
Khoa Vật Lý<br />
<br />
1.3.5. Giai đoạn 5: Thời kỳ hấp hối của sao: Sao lùn trắng (The White Dwarf)<br />
và sao siêu mới (The Supernova) ........................................................................ 28<br />
1.3.5.1.<br />
Với những sao có khối lượng 0,1 * 4 (được gọi là sao<br />
loại nhỏ, sao nhẹ)............................................................................................ 29<br />
1.3.5.2.<br />
<br />
Với những sao có khối lượng trung bình 4 * 8 ............. 29<br />
<br />
1.3.5.3.<br />
<br />
Với những sao có khối lượng * 8......................................... 30<br />
<br />
1.3.6. Giai đoạn 6: Thời kỳ tàn dư của các sao: sao lùn đen (Black Dwarf),<br />
punxa (Pulsars), sao notron (Neutron star) và hố đen (Black Hole)..................... 30<br />
1.3.6.1.<br />
<br />
Sao lùn đen ................................................................................... 30<br />
<br />
1.3.6.2.<br />
<br />
Số phận của sao sau bùng nổ sao siêu mới loại II, 1,4 * < 3<br />
...................................................................................................... 31<br />
<br />
1.3.6.3.<br />
<br />
Số phận cuối cùng của sao siêu nặng với * 8 ........................ 31<br />
<br />
1.4.<br />
<br />
CỤM SAO MỞ ....................................................................................... 31<br />
<br />
1.4.1.<br />
<br />
Khái niệm ............................................................................................ 31<br />
<br />
1.4.2.<br />
<br />
Lịch sử quang trắc................................................................................ 32<br />
<br />
1.4.3.<br />
<br />
Sự hình thành ....................................................................................... 34<br />
<br />
1.4.4.<br />
<br />
Số lượng và phân phối.......................................................................... 35<br />
<br />
1.4.5.<br />
<br />
Sự tiến hóa của sao............................................................................... 37<br />
<br />
CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ QUANG TRẮC ........................................................... 40<br />
2.1.<br />
<br />
THIẾT BỊ KỸ THUẬT .......................................................................... 40<br />
<br />
2.1.1.<br />
<br />
Cấu tạo của CCD ................................................................................. 40<br />
<br />
2.1.2.<br />
<br />
Nguyên tắc hoạt động của CCD ........................................................... 41<br />
<br />
2.1.3.<br />
<br />
Các đặc tính ......................................................................................... 43<br />
<br />
2.1.3.1.<br />
<br />
Readout noise (đọc nhiễu )............................................................ 43<br />
<br />
2.1.3.2.<br />
<br />
Pixel binning................................................................................. 44<br />
<br />
2.1.3.3.<br />
<br />
CCD gain (hệ số của CCD) ........................................................... 44<br />
<br />
2.1.3.4.<br />
<br />
Thermal Noise (nhiễu do nhiệt)..................................................... 46<br />
<br />
2.1.4.<br />
<br />
Các thông số của CCD ST7.................................................................. 46<br />
<br />
2.2.<br />
<br />
PHẦN MỀM IRIS................................................................................... 47<br />
<br />
2.3.<br />
<br />
CÁC LOẠI HÌNH ẢNH CHỤP QUA CCD ST7................................... 47<br />
<br />
Nguyễn Phước<br />
<br />
3<br />
Luận văn tốt nghiệp 2011<br />
<br />
Khoa Vật Lý<br />
<br />
CHƯƠNG 3: KÍNH TAKAHASHI EM - 200 ....................................................... 49<br />
3.1.<br />
<br />
THÔNG SỐ KỸ THUẬT ....................................................................... 49<br />
<br />
3.2.<br />
<br />
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN.................................................................... 49<br />
<br />
3.3.<br />
<br />
TRỤC CỰC THÂN KÍNH ĐẾN SAO BẮC CỰC ................................ 50<br />
<br />
3.3.1.<br />
<br />
Yêu cầu và lý do .................................................................................. 50<br />
<br />
3.3.2.<br />
<br />
Điều chỉnh – tác dụng – yêu cầu của vòng chia độ ............................... 50<br />
<br />
3.3.3.<br />
<br />
Điều khiển bằng tay – hộp điều khiển................................................... 50<br />
<br />
CHƯƠNG 4: LẬP KẾ HOẠCH QUAN SÁT VÀ XỬ LÝ KẾT QUẢ QUANG<br />
TRẮC ....................................................................................................................... 52<br />
4.1.<br />
LẬP DANH SÁCH CỤM SAO CẦU VÀ CỤM SAO MỞ QUAN SÁT<br />
ĐƯỢC ................................................................................................................. 52<br />
Cơ sở quan sát...................................................................................... 52<br />
<br />
4.1.1.<br />
<br />
4.1.1.1.<br />
<br />
Địa điểm, thời gian và điều kiện quan sát ...................................... 52<br />
<br />
4.1.1.2.<br />
<br />
Cách tìm khoảng giờ sao tại nơi quan sát trong một khoảng thời gian<br />
...................................................................................................... 52<br />
<br />
4.1.1.3.<br />
<br />
Cách tìm khoảng cách thiên đỉnh z................................................ 53<br />
<br />
Danh sách các cụm sao quan sát được trong tháng 10/2010.................. 53<br />
<br />
4.1.2.<br />
<br />
4.1.2.1.<br />
Danh sách các chòm sao quan sát được trên bầu trời vào tháng 10<br />
năm 2010 ...................................................................................................... 53<br />
4.1.2.2.<br />
<br />
Giờ sao tại Greenwich lúc 0h tháng 10/2010 ................................. 55<br />
<br />
4.1.2.3.<br />
<br />
Giờ sao tại nơi quan sát lúc 18h và 3h .......................................... 55<br />
<br />
4.1.2.4.<br />
<br />
Danh sách các cụm sao quan sát được trong tháng 10/2010........... 59<br />
<br />
Danh sách một số cụm sao quan sát được trong tháng 3/2011 .............. 60<br />
<br />
4.1.3.<br />
4.2.<br />
<br />
ĐIỀU KHIỂN KÍNH TAKAHASHI...................................................... 61<br />
<br />
4.2.1.<br />
<br />
Cách làm việc tại đài quan sát thiên văn ............................................... 61<br />
<br />
4.2.2.<br />
<br />
Điền khiển kính thiên văn .................................................................... 62<br />
<br />
4.2.3.<br />
<br />
Khi kết thúc quan sát............................................................................ 64<br />
<br />
4.3.<br />
<br />
CHỤP ẢNH QUA CCD ST7 .................................................................. 64<br />
<br />
4.3.1.<br />
<br />
Các bước điều chỉnh phần mềm điều khiển CCD ................................. 64<br />
<br />
4.3.2.<br />
<br />
Cách chụp cụm sao qua các kính lọc sắc .............................................. 66<br />
<br />
Nguyễn Phước<br />
<br />