Fizika | Csillagászat, űrkutatás » Csillagászat

Csillagászat Már az ősembert megigézte a csillagos ég látványa. Nagyon korán rájött az emberiség, hogy az égbolton megfigyelhető jelenségek alkalmasak az időmérésre, naptárkészítésre Az égbolt tanulmányozása, a csillagászat ősi eredetű tudomány 1) A nappali égbolton csak a Nap figyelhető meg, valamint a bizonyos időközönként ismétlődő napfogyatkozások. (A Hold eltakarja újhold idején a Napot.) A Nap sugárzása a forrása a földi életnek, egyre több dologról tudjuk, hogy a Nap hatására jön létre, illetve befolyással van rá. 2) Az éjszakai égbolt: a) állócsillagok: legnagyobb távcsővel is pontszerűnek látszanak, egymáshoz viszonyított helyzetük nem változik. Az évszakos változás szembetűnő Jó szemű ember kb 2-3 ezret tud összeszámolni Az emberi elme hajlamos bennük alakzatokat felismerni, innen erednek a csillagképek elnevezései. (pl Göncöl szekér, állatövi jegyek) (A mi általunk használt elnevezések kb.

ie 2000 környékére nyúlnak vissza, talán krétai eredetűek) b) bolygók: („bolygócsillagok”) Helyzetük a háttér állócsillagokhoz képest változik, ez egyeseknél naponta felismerhető, mások lassabban vándorolnak. Szabad szemmel megfigyelhető a Merkúr, Vénusz (Est - Hajnal csillag), Mars, Jupiter, Szaturnusz, és a Hold. ( A Naprendszer többi bolygója szabad szemmel nem megfigyelhető!) (A Nappal együtt hét, mint a hét napjainak száma!) c) hullócsillagok: időszakos jelenség, a világűrből érkező kövek a légkörbe ütközve felizzanak, elégnek. (meteor illetve meteorit ami belőle a földre leesik). d) üstökös: ritkán megjelenő látványos fényjelenség. Nap körül elnyújtott pályán keringő „hógolyók”, amelyek Naphoz közelebb kerülve olvadnak, párolognak és a csóvájukat a Nap sugárzása felhevíti, Nappal ellentétes irányba a napszél "kifújja". e) Holdfogyatkozás: A Hold a Föld árnyékába kerül. 3) A

Naprendszer: A távolságok mérésére a csillagászati egység szolgál, ez a Nap - Föld átlagos távolság: 1 CsE (AU) = kb. 150 millió km = 8,3 fényperc Naprendszernek nevezzük a világűr azon részét, ahol a Nap hatása érvényesül (gravitáció, sugárzás). Ez valószínűleg néhány fényhónap távolságra terjed ki (A fény ennyi idő alatt teszi meg ezt a távolságot! A fény sebessége 300 000 km / másodperc) A legtávolabbi „bolygó” (Plútó) 40 CSE = 5,4 fényóra távolságra kering. a) A Naprendszer alkotói: i) 1 csillag, a NAP, kb. 600 000 km sugarú főleg H (75%) és He – ből álló gázgömb Egy átlagos csillag. Belsejében magfúzió termeli az energiát Felszíni hőmérséklete kb 6000 oC, magjában kb. 10 millió oC van Felszínének nevezzük azt a részét ahonnan a hozzánk érkező fényt kisugározza fotoszféra). Felszínén szembetűnő a napfoltok 11 éves ciklikus változása; ezek néhány ezer fokkal hidegebb területek.

Időnként hatalmas gáz nyúlványok, kitörések is megfigyelhetők. A napkitörésekből rengeteg részecske (főleg proton) és elektromágneses sugárzás kerül a bolygóközi térbe, és halad a Napból kifelé (NAPSZÉL) ii) 8 nagybolygó (Merkúr, Vénusz, Föld, Mars, Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz). iii) A nagybolygók körül keringő holdak. (Merkúrnak és Vénusznak nincs, Földnek 1, Marsnak 2, a többi bolygónak rengeteg van) Egyik - másik hold az óriásbolygók körül bolygó méretű! (Nagyobb, mint a Merkúr!) iv) meteorok, meteor rajok (keringő kövek, ércek, üstökös maradványok) v) kisbolygók, főleg a Mars és Jupiter között keringő, átlagban néhány tíz kilométeres égitestek. vi) bolygóközi anyag: Gázok, sugárzások, porfelhők, molekulák, atomok (Napból kifelé áramló részecskék áramlását nevezik napszélnek) vii) üstökösök: A Naprendszer távoli, külső régióiból érkeznek, elnyújtott ellipszis pályán

keringenek: Oort felhő viii) Kuiper öv: a Naprendszer külső régióiban keringő égitestek, kisbolygók, majdnem bolygó méretű testek övezete, újabban ide sorolják a Plútót is. (Törpe bolygó) Csillagászat A Nap mágneses tere (Helioszféra) és néhány űrszonda pályája. (Ezen űrszondák jelenleg 80 – 100 CsE távolságra vannak a Naptól!) b) A Naprendszer alkotói a Nap gravitációs erejének hatására Kepler-törvényeknek megfelelő ellipszis alakú pályákon keringenek. (Északi irányból nézve az óramutató járásával ellentétes irányba, tengelykörüli forgásuk is többnyire ilyen irányú!) Becsléseink szerint a Naprendszer harára kb. 1 fényévre van tőlünk, a legközelebbi csillag, az -Centauri pedig 4,2 fényévre. (Nap kb 1 cm –es gömb, Nap –Föld távolság 150 cm; Plútó 40 m, -Centauri kb 95 km-re!) 4) Bolygók osztályozása, tulajdonságaik a) belső vagy föld típusú bolygók:  méretük a Földhöz hasonló,

kb. 3000 – 6300 km közötti sugár  szilárd felszínük van, összetételük a Földhöz hasonló, sűrűségük 3 – 6 Kg / dm3 közötti.  változó összetételű és sűrűségű légkörük van, (ha van)  Felszíni alakzataikban hasonlítanak a Földre, a víz hiánya miatt kráterekkel jobban borítottak. Merkúr légkör nélküli, forró. Vénusz sűrű légkörű (főleg széndioxid), felhőkkel borított (kénsav tartalmú!), felszíni hőmérséklete 400 – 500 fok! Mars nagyon ritka széndioxid légkörű, kő és porsivatag. Feltételezések szerint valaha lehetett a felszínén folyékony víz is b) Óriás bolygók vagy külső bolygók: Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz.  sugaruk 40 – 100 ezer km közötti,  nincs szilárd felszínük, főleg gázokból állnak,  vastag gáz légkörük van, (ammónia, szénhidrogének),  sűrűségük a vízénél kisebb.  Általában van apró kövekből, jégből álló gyűrűrendszerük is,

leglátványosabb a Szaturnuszé.  Általában nagyon érdekes a holdrendszerük. pl. A Jupiter Ió nevű holdja kénnel borított, rajta kén vulkánokkal Az Európa felszínét vastag jégkéreg borítja, amely alatt talán folyékony óceán rejlik. A Szaturnusz Titán nevű holdjának sűrű nitrogén légköre van, felszínén talán folyékony szénhidrogén óceánnal. Csillagászat Az univerzum szerkezete: A távolságokat fényévekben mérjük. (Egy fényév az a távolság melyet a fény egy év alatt megtesz: 365*246060300 000 km  9,5 billió km  9500 milliárd km  64 000 csillagászati egység) A csillagos égen látható csillagok mind ugyanahhoz a csillagrendszerhez tartoznak: Galaktika vagy Tejútrendszer. Ezt hozzávetőlegesen 100 milliárd csillag alkotja, és a köztes teret kitöltő por és gázfelhők. A Tejútrendszer oldalnézetből úgy néz ki, mint két összeborított tányér, a közepén vastagabb kidudorodással. Felülről egy spirális

szerkezetű kerékhez hasonlít. Átmérője 100 000 fényév, vastagsága a közepénél 30 000 fényév. A Naprendszer a Galaktika centrumától kb. 25 - 30 000 fényév távolságra helyezkedik el, s nem is a szimmetria síkban Napunk a Tejútrendszer csillaga, a galaxis Orion-karjának belső peremén, a központi fekete lyuktól 25 000 ± 1 000 fényévre kering ellipszis alakú pályáján. Átlagosan 1 000 000 km/h pályamenti sebességével nagyjából 226 millió évente tesz meg egy kört a galaxis központja körül, azaz ennyi idő alatt telik el egy kozmikus év. A Nap a Tejútrendszeren belüli, az ún Lokális Csillagközi Felhőn halad keresztül éppen, amely egy 30 fényév átmérőjű sűrű anyagfelhő egy nagyobb, 300 fényév átmérőjű üres alakzat, a Lokális Buborékon belül. A sűrű anyagfelhő a Napunk csillagszele által fújt buborékon kívül fekszik, ezt a térrészt több ezer fokos plazma tölti ki, amely korábbi szupernóva robbanások

eredménye. A Napnak megfigyelhető a keringéséből adódó saját mozgása is, amelynek látszólagos iránya a Lant és a Herkules csillagkép között, a Vega csillaghoz közeli, ún. Apex-pont felé mutat Csillagunk környezete meglehetősen ritka, egy tíz fényéves körzetben mindössze hét csillagrendszer 11 csillaga található. Legközelebb – 4,4 fényévnyire – az Alfa Centauri hármas rendszere található, jelenleg (a szomszéd rendszer csillagainak egymás körüli keringése folytán) ennek legkisebb tagja, a Proxima Centauri (más jelöléssel, az Alfa Centauri C) vörös törpe esik a legközelebb hozzánk. A Nap az ún galaktikus lakhatósági zónában kering a Tejútrendszeren belül, ami sokban segített az élet kialakulásában[ A Galaktika középpontjában mai sejtéseink szerint egy óriási méretű feketelyuk van, abban az irányban való kilátásunkat a csillagok közötti teret kitöltő gáz és porfelhők akadályozzák. A Tejútrendszer

forgómozgást végez, de nem merev testként, az egyes csillagok sebessége eltérő, lemaradnak, vagy esetleg sietnek a forgás átlagához képest. A Tejútrendszer csak egyike a megfigyelhető csillagrendszerek milliárdjainak, melyek alakra és méretre nézve nagyon változatosak. Ezek is csoportokat alkotnak, a mi Tejútrendszerünk pl a tőlünk mintegy 2 millió fényévre levő Androméda - köddel és más galaxisokkal együtt alkotja az úgynevezett Lokális csoportot A legtávolabbi megfigyelhető galaxisok kb. 8 -10 milliárd fényévre vannak, így olyannak látjuk őket, mint amilyenek ennyi évvel ezelőtt voltak. Csillagászat A Naprendszer életkorát 4,5 - 5 milliárd évre becsüljük, akkor keletkezett egy előző csillagnemzedék felrobbanása után visszamaradt por és gázfelhőből. (összetétel erre utal) A Nap, mint átlagos csillag kb 4 - 5 milliárd év múlva ér általunk megszokott típusú életének végére, vörös óriás csillaggá alakul

(mérete akár százszorosára is megnőhet), majd feltehetőleg novaként felrobban és fehér törpe (néhány ezer km-es méretű) marad a helyén. Big Bang (Ősrobbanás elmélet): http://hu.wikipediaorg/wiki/Big Bang http://astro.eltehu, ahol részletesebben is olvashat sok-sok csillagászati dologról! Csillagászat A csillagok típusait és fejlődésüket HRD diagramon szokás ábrázolni: szupernova méret vörös óriások (Naptömeg) nova Nap keletkezése neutroncsillag fehértörpék főág ("átlagosak") feketelyuk fehér kékesfehér kék sárga narancs vörös hőmérséklet (Színképtipus) Csillagok energia termelése: Központi régióikban lejátszódó magfúzió, könnyű atommagok egyesülése pl. proton-proton ciklus: Amikor a csillag magjában elfogy a hidrogén és eléri a megfelelő hőmérsékletet, beindul a hélium fúziója. Ebben a folyamatban 3 hélium atommag (α részecske) egyesül egy szén atommaggá. Valójában

először 2 héliummag ütközésekor létrejön egy 8-as tömegszámú berillium Ám ez annyira instabil, hogy ha azonnal nem találkozik egy további héliummaggal, akkor elbomlik. Ezért tulajdonképpen 3 héliummag egyidejű találkozása szükséges a folyamat lejátszódásához Nehezebb elemek fúziója: Mikor a magból a hélium is elfogy, akkor beindul a nehezebb elemek (szén, oxigén, nitrogén .) keletkezése A fúzió egészen az 56-os tömegszámú vasig tart A fúzió a vasnál leáll, hiszen a nehezebb elemek egyesülése már nem termel energiát, hanem éppen energiát igényel, ezért ezek már csak a nóva és szupernóva robbanásokban játszódnak le. Ráadásként egy szakdolgozat az élet lehetőségeiről az Univerzumban: http://astro.u-szegedhu/szakdolg/nagyandrea szdBSc/NagyAndrea szdpdf