Астрономија

Из Википедије, слободне енциклопедије

Маглина Рак сликана телескопом Хабл.

Астрономија је наука која проучава објекте и појаве изван Земље и њене атмосфере. Она проучава порекло, развој, физичка и хемијска својства, кретање, као и процесе који се одвијају на небеским телима (као што су планете, звезде, звездани системи, галаксије...), појаве као што је космичко позадинско зрачење, и настанак, развој и судбину свемира. Особе које се баве астрономијом зову се астрономи.

Реч астрономија потиче из старогрчког "το αστρον + ο λογοσ" и у преводу значи "наука о звездама".

Астрономија је једна од најстаријих наука. Астрономи раних цивилизација изводили су планска запажања о ноћном небу, а астрономски артефакти су пронађени и из много ранијег периода. Међутим, било је потребно откриће телескопа пре него што је астрономија могла да се развије у савремену науку. Историјски гледано, астрономија је укључивала разноврсне дисциплине као што су астрометрија, небеска навигација, посматрачка астрономија, израда календара, па чак и астрологија, али професионална астрономија се данас често поистовећује са астрофизиком. Од 20. века, професионална астрономија је подељена на посматрачке и теоријске гране. Посматрачка астрономија усмерена је на стицање и анализирање података, углавном коришћењем основних принципа физике. Теоријска астрономија је усмерена према развоју рачунарских или аналитичких модела за описивање астрономских објеката и појава. Два поља допуњују једно друго, тако да теоријска астрономија настоји објаснити резултате посматрања, а посматрања се користе се за потврду теоријских резултата.

Астрономија се мора разликовати од астрологије која је псеудонаука о предвиђању људске судбине посматрањем путања звезда и планета. Иако два поља деле заједничко порекло и део методологије (наиме, коришћење ефемерида), она су различита.[1]

Астрономи аматери су допринели многим важним астрономским открићима, и астрономија је једна од преосталих наука у којој аматери још увек могу играти активну улогу, посебно у откривању и посматрању пролазних појава.

Уједињене нације су прогласиле 2009. за Међународну годину астрономије (МГА 2009). Тежиште је на јачању јавног занимања за астрономију и њеног разумевања.

Садржај

[уреди] Лексикологија

Реч Астрономија буквално значи "закон звезда" (или "култура звезда", зависно о преводу) и изведен је из грчког αστρονομία, астрономиа , од речи άστρον (астрон , "звезда") и νόμος (номос , "закони или култура").

[уреди] Употреба израза "астрономија" и "астрофизика"

Уопштено, било појам "Астрономија" било "астрофизика" може се користити за ову тему[2][3][4] Према речничкој дефиницији, "астрономија" се односи на "проучавање материје и предмета ван Земљине атмосфере и њихових физичких и хемијских својстава [5] а "астрофизика" се односи на грану астрономије која се бави "понашањем, физичким својствима и динамичким процесима небеских објеката и појава". [6]. У неким случајевима, као у уводу уводног уџбеника Физички свемир (The Physical Universe) Френка Шуа, "астрономија" се користи за описивање квалитативног проучавања теме, док се "астрофизика" користи за описивање верзије теме оријентисане на физику[7]. Но, пошто се већина модерних астрономских истраживања бави темама везаним за физику, модерна астрономија може се уствари звати и астрофизика[2]. Различита одељења која истражују ову област могу користити "астрономија" или "астрофизика", делимично зависно о томе да ли је одељење је историјски повезано са одељењем физике[3], а многи професионални астрономи заправо су школовани као физичари[4]. Један од водећих научних часописа у пољу зове се Астрономија и астрофизика.

[уреди] Историја

За више информација погледајте Историја астрономије
За више информација видети Археоастрономија и Eтноастрономија

[уреди] Рана историја

Небеска мапа из 17. века, коју је израдио холандски картограф Фредерик де Вит.

У раним временима, астрономија је једино обухватала посматрање и предвиђања кретања објеката видљивих голим оком. На неким местима, као што је Стоунхенџ, ране културе скупиле су масивне предмете који су вероватно имали неке астрономске сврхе. Поред њихових церемонијалних употреба, ове опсерваторије могле су бити коришћене да се одреди календар и утврде годишња доба, што је важан фактор за знање када засадити усеве, као и у разумевању дужине године[8]. Астрономија је такође имала велик утицај на развој човечанства јер су прикупљено знање и искуство унапредили економију, трговину, поморство.

Пре него што су измишљени алати као што је телескоп рано проучавање зведа морало је бити спровођено са јединих доступних повољних положаја, наиме, високих зграда и високог земљишта, помоћу голог ока.

Најранији познати астрономски уређај је механизам из Антикитере, антички грчки уређај за прорачунавање кретања планета, који датира из око 150-80 ПНЕ, и први је предак астрономских рачунара. Он је откривен на древној олупини код грчког острва Антикитера, између Китере и Крита у Егејском мору. Уређај је постао познат по својој примени диференцијала, за кога се раније веровало да је измишљен у 16. веку, и минијатуризацију и сложеност његових делова, упоредивих са сатом из 18. века. Изворни механизам приказан је у Бронзаној збирци Националног Археолошког музеја у Атини, заједно са репликом.

Како су се цивилизације развијале, посебно Месопотамија, Грчка, Египат, Персија, Маја, Индија, Кина, Нубија[9] и исламски свет, прављене су астрономске опсерваторије и почеле су се истраживати идеје о природи свемира. Већина ране астрономије заправо се састојала од картирања положаја звезда и планета, наука која се сада назива астрометрија. Из ових запажања, формиране су ране идеје о кретању планета̂ , а природа Сунца, Месеца и Земље у свемиру су филозофски истраживане. Сматрало се да је Земља у центру свемира а да се Сунце, Месец и звезде окрећу око ње.Ово је познато као геоцентричан модел свемира.

Неколико значајних астрономских открића направљено је пре примене телескопа. На пример, искошеност еклиптике је процеењена још 1000. ПНЕ у Кини. Халдејци су открили да се помрачења месеца понављају у циклусу познатом као сарос[10]. У 2. веку пре Христа, Хипарх је проценио величину и удаљеност Месеца[11].

Током средњег века, посматрачка астрономија је углавном стагнирала у средњовековној Европи, барем до 13. века. Међутим, посматрачка астрономија процветала је у исламском свету и другим деловима света. Неки од истакнутих Арапских астронома који су направили значајне доприносе науци били су Ал-Батани и Тебит. Астрономи су у том периоду увели многа арапска имена која се сада користе за појединачне звезде[12][13]. Такође се верује да су рушевине у Великом Зимбабвеу и Тимбукту [14] могле имати астрономску опсерваторију[15] Европљани су сматрали да није било астрономских осматрања у преколонијалној средњовековној подсахарској Африци, али модерна открића показују другачије[16] [17] [18].

[уреди] Научна револуција

Галилејеве скице и посматрања Месеца откриле су он има брдовиту површину.

Током ренесансе, Никола Коперник је предложио хелиоцентрични модел сунчевог система. Његов рад су одбранили, проширили и исправили Галилео Галилеј и Јохан Кеплер. Галилеј је увео телескоп како би побољшао своја запажања.

Кеплер је први осмислио систем који је исправно описао детаље о кретању планета са Сунцем у центру. Међутим, Кеплер није успео да састави теорију која стоји иза закона које је записао. Тек су Њутново откриће небеске динамике и његов закон гравитације коначно објаснили кретање планета. Њутн је такође развио рефлекторски телескоп.

Даља открића пратила су побољшања у величини и квалитету телескопа̂ . Опсежније звездане каталоге израдио је Лакај. Астроном Вилијам Хершел направио је детаљан каталог маглина и јата, а у 1781. открио планету Уран, прву пронађену нову планету. Удаљеност до једне звезде је први пут објављена у 1838. када је Фридрих Бесел измерио паралаксу 61 Лабуда.

Током деветнаестог века, пажња коју су проблему три тела посветили Ојлер, Клеро и Д'Аламбер довела је до тачнијег предвиђања о кретању Месеца и планета. Овај рад су додатно усавршили Лагранж и Лаплас, чиме су масе планета и месеца могле бити процењене према њиховим пертурбацијама.

Значајан напредак у астрономији дошао је увођењем нових технологија, укључујући спектроскоп и фотографију. Фрауенхофер је открио око 600 појасева у спектру Сунца у 1814-15 које је, у 1859, Кирхоф приписао присутности различитих елемената. Звезде су се показале сличне Земљином сопственом Сунцу, али са широким распоном температура, маса, и величинама[12].

Постојање Земљине галаксије, Млечног пута, као засебне групе звезда, био је доказано тек у 20. веку, уз постојање "спољних" галаксија, а убрзо затим, ширење свемира, виђено у удаљавању већине галаксија од нас. Савремена астрономија је такође открила многе егзотичне објекте као што су квазари, пулсари, блазари, и радио-галаксије, те је искористила ова запажања за развој физичких теорија које описују неке од тих објеката упоредо са једнако егзотичним објектима као што су црне рупе и неутронске звезде. Физичка космологија направила је огроман напредак током 20. века, са моделом Великог праска који су снажно подржали докази које су обезбедиле астрономија и физика, као што су космичко микроталасно позадинско зрачење, Хаблов закон, и количина елемената у свемиру.

[уреди] Међународна година астрономије 2009.

За више информација погледајте Међународна година астрономије

Током 62. Генералне скупштине УН, 2009. је проглашена за Међународну годину астрономије (МГА2009), резолуцијом која је ступила на снагу 20. децембра 2008. Глобална шема коју је направила Међународна астрономска унија (МАУ), је такође потврдио и Унеско - тело УН-а надлежно за образовање, науку и културу. Намерава се да МГА2009 буде глобална прослава астрономије и њеног доприноса друштву и култури, подстичући занимање широм света не само за астрономију већ и за науку у целини, са посебним нагласком на младе људе.

[уреди] Посматрачка астрономија

Веома велика област у Њу Мексику, пример радио-телескопа.
За више информација погледајте Посматрачка астрономија

У астрономији, информација се прима углавном детекцијом и анализом видљивог светла или других врста електромагнетског зрачења[19]. Посматрачка астрономија може бити подељена према посматраном делу електромагнетског спектра. Неки делови спектра могу се видети са површине Земље, док су остали делови видљиви само са великих висина или из свемира. Посебне информације о овој подели дају се у наставку.

[уреди] Радиоастрономија

За више информација погледајте Радиоастрономија

Радиоастрономија проучава зрачења са таласним дужинама већим од приближно једног милиметра[20]. Радиоастрономија се разликује од већине других облика посматрачке астрономије у томе што се посматрани радио таласи могу третирати као таласи пре него као дискретни фотони. Због тога је сразмерно лакше мерити амплитуду и фазу радио таласа, што није тако лако обавити у краћимм таласним дужинама. [20]

Иако неке радио-таласе одашиљу астрономски објекти у облику топлотног зрачења, већина радио зрачења која се види на Земљи је у облику синхротронског зрачења, које се производи када електрони осцилирају око магнетских поља[20]. Осим тога, један број спектралних линија које производи међузвездани гас, нарочито спектрална линија водоника на 21cm, се могу приметити на радио таласним дужинама[7] [20].

Разноврсни објекти се могу посматрати на радио таласним дужинама, укључујући супернове, међузвездани гас, пулсаре, и активна галактичка језгра[7][20].

[уреди] Инфрацрвена астрономија

За више информација погледајте Инфрацрвена астрономија

Инфрацрвена астрономија бави се откривањем и анализом инфрацрвеног зрачења (са таласним дужинама већим од црвеног светла). Осим таласних дужина блиских видљивој светлости, атмосфера умногоме упија инфрацрвено зрачење, а и сама значајно зрачи у инфрацрвеном. Сходно томе, инфрацрвене опсерваторије морају бити смештене на висока, сува места или у свемиру. Инфрацрвени спектар користан је за проучавање објеката који су превише хладни да би зрачили видљиво светло, попут планета и звезданих дискова. Дуже инфрацрвене таласне дужине такође могу да продру кроз облаке прашине који заустављају видљиву светлост, што омогућава посматрање младих звезда у молекуларним облацима као и галактичких језгара[21]. Неки молекули снажно зраче у инфрацрвеном, што се може користити за проучавање хемије у свемиру, као и откривање воде у кометама[22].

[уреди] Оптичка астрономија

Субару телескоп (лево) и Кек опсерваторија (средина) на Мауна кеи, оба примери опсерваторије које посматрају на блиским инфрацрвеним и видљивим таласним дужинама. НАСА постројење инфрацрвеног телескопа (десно) је пример телескопа који посматра само на блиским инфрацрвеним таласним дужинама.
За више информација погледајте Оптичка астрономија

Историјски гледано, оптичка астрономија, такође звана астрономија видљивог светла, је најстарији облик астрономије. [23] Оптичке слике су испрва цртане руком. У касном деветнаестом веку, и већини двадесетог века, слике су прављене помоћу фотографске опреме. Савремене слике се израђују помоћу дигиталних детектора, посебно детектора који користе правоугаону матрицу сензора (charge-coupled device). Иако се сама видљива светлост простире од око 4000Å до 7000Å (400nm до 700nm)[23], иста опрема која се користи на овим таласним дужинама се користи и за посматрање неких блиско-ултраљубичастих и блиско-инфрацрвених зрачења.

[уреди] Ултраљубичаста астрономија

За више информација погледајте Ултраљубичаста астрономија

Ултраљубичаста астрономија се углавном односи на посматрање у ултраљубичастим таласним дужинама отприлике између 100 и 3200Å (10 до 320nm)[20]. Светло на овим таласним дужинама упија Земљина атмосфера, тако да се осматрања на њима морају вршити из горње атмосфере или из свемира.Ултраљубичаста астрономија је најбоља за проучавање топлотног зрачења и спектралних емисионих линија топлих плавих звезда (типа OB) које су веома светле у овој таласној дужини. То укључује и плаве звезде у другим галаксијама, које су биле мете неколико ултраљубичастих проучавања. Остали објекти који се често посматрају у ултраљубичастом светлу укључују планетарне маглине, остатке супернова, и активна галактичка језгра[20]. Међутим, ултраљубичасто светло лако упија међузвездана прашина, и мерења ултраљубичастог светла од објеката морају бити исправљана због овог[20].

[уреди] Астрономија икс-зрака

За више информација погледајте Астрономија икс-зрака

Астрономија икс-зрака или рендгенска астрономија је проучавања астрономских објеката на таласним дужинама икс-зрака. Типично, објекти одашиљу икс-зраке као синхротронско зрачење (произведено електронима који осцилују око линија магнетског поља), топлотно зрачење ретких гасова (закочно зрачење) на температурама изнад 107 (10 милиона) Келвина, и топлотно зрачење густих гасова (зрачење црног тела) на температурама изнад 107 Келвина[20]. Будући да икс-зраке упија Земљина атмосфера, сва посматрања икс-зрака морају се обављати високолетећим балонима, ракетама или свемирским бродовима. Значајни извори икс-зрака су рендгенске бинарне звезде, пулсари, остаци супернова, елиптичне галаксије, галактичка јата, и активна галактичка језгра[20].

[уреди] Астрономија гама-зрака

За више информација погледајте Астрономија гама-зрака

Астрономија гама-зрака је проучавање астрономских објеката у најкраћим таласним дужинама електромагнетског спектра. Гама зраци могу бити посматрани директно путем сателита као што су Комптонова опсерваторија за гама зраке или специјализованих телескопа званих атмосферски Черјенковљеви телескопи[20]. Черјенковљеви телескопи заправо не откривају гама зраке директно већ препознају блескове видљиве светлости произведене када гама зраке упија Земљина атмосфера[24].

Већина извора гама-зрачења су заправо експлозије гама-зрака, објекти који производе гама зрачење за неколико милисекунди до неколико хиљада секунди пре него што нестану. Само 10% извора гама-зрака су стални извори. Они укључују пулсаре, неутронске звезде, и кандидате за црне рупе кандидата, као што су активна галактичка језгра[20].

[уреди] Подручја посматрачке астрономије ван електромагнетског спектра

Осим електромагнетног зрачења, мало ствари које се налазе на великим удаљеностима могу се посматрати са Земље.

У неутринској астрономији, астрономи користите посебне подземне објекте као што су SAGE, GALLEX и Камиока II/III за откривање неутрина. Ти неутрини потичу углавном из Сунца, али и из супернова. [20]

Космички зраци састоје се из честица велике енергије који се могу видети када погоде Земљину атмосферу. Такође, неки будући детектори неутрина ће бити осетљиви и на неутрине настале када космички зраци погоде Земљину атмосферу[20].

Неколико опсерваторија гравитационих таласа су направљене, као што је LIGO (Laser Interferometer Gravitational Observatory). Важно је напоменути да гравитациони таласи су ектремно тешки за откривање[25], и ове опсерваторије до сада нису имале резултата.

Планетарна астрономија има велике користи од директног посматрања помоћу свемирских летелица и мисија доношења узорака материјала са планете. Ово подразумева мисије са даљинским сензорима, роботизованим возилима која могу да обаве експерименте на површини планете, сударача који омогућавају даљинску детекцију материјала унутар објеката, као и мисије уа враћање узорака које омогућавају непосредно, лабораторијско испитивање.

[уреди] Астрометрија и небеска механика

За више информација видети астрометрија и небеска механика

Једна од најстаријих области у астрономији, и у целокупној науци, је мерење положаја небеских тела. Историјски гледано, познавање тачних положаја Сунца, Месеца, планета и звезда је одувек било важно у небеској навигацији.

Пажљива мерења положаја планета је довело до сазнања и разумевања гравитационе пертурбације, и могућности да се утврде прошли и будући положаји планета са великом прецизношћу, поље познато као небеска механика. Скора праћења објеката близу Земље ће нам омогућити да предвидимо сусрете и потенцијалне сударе Земље са тим објектима.

Мерења звездане паралаксе оближњих звезда ствара основ за мерење величине свемира. Мерења паралаксе оближњих звезда представља основ за утврђивање карактеристика удаљених звезда поређењем величина. Мерења радијалне брзине и сопственог кретања приказује кретање и положај објеката у Млечном путу. Астрометрички резултати се такође користе за мерење распореда тамне материје у галаксији.

За време 1990-их година, астрометријска техника мерења звезданих колебања је коришћена за откривање вансоларних планета које орбитирају око оближњих звезда.

[уреди] Теоријска астрономија

Теоријска астрономија користи широк спектар алата који укључује аналитичке моделе и компјутерске нумеричке симулације. Сваки од ових модела има своје предности и мане. Аналитички модели просеца генерално су најбољи за увид у суштину онога шта се дешава. Нумерички модели могу открити постојање феномена и ефеката који на други начин не могу да се виде.[26][27]

Теоретичари у астрономији настоје да створе теоријске моделе и схвате шта би били њихови посматрани резултати. Ово помаже посматрачима да траже податке који могу да побију модел или да помогну у одабиру између неколико алтернативних или сукобљених модела.

Теоретичари такође покушавају да створе или измене моделе узимајући у обзир нове податке. У случају недоследности, основна тенденција је да се покуша са прављењем минималних модификација модела како би одговарао добијеним подацима. У неким случајевима, велика количина недоследних података временом може довести до потпуног одбацивања модела.

Теме којима се баве теоретичари у астрономији су: звездана динамика и еволуција; формирање галаксија, структуре великих размера материје у свемиру; порекло космичких зрака; општа релативност и физичка космологија, укључујући космологију струна и физику астрочестица. Астрофизичка релативност служи као алат за мерење својства структура великих размера код којих гравитација игра значајну улогу у физичким појавама које се изучавају и као основа за (астро)физику црних рупа и проучавање гравитационих таласа.

Неке широко прихваћене и проучаване теорије и моделе у астрономији, сада укљученe у Ламбда-ХТМ модел су велики прасак, свемирска инфлација, тамна материја и основне теорије физике.

Неколико примера овог процеса:

Физички процес Експериментална алатка Теоријски модел Објашњава / предвиђа
Гравитација Радио-телескопи Само-гравитирајући систем Стварање звезданих система
Нуклеарна фузија Спектроскопија Развој звезда Како звезде сијају и како настају метали
Велики прасак Хаблов свемирски телескоп, COBE Ширење свемира Старост свемира
Квантне флуктуације Свемирска инфлација Проблем монотоности
Гравитациони колапс Астрономија икс-зрака Општа релативност Црне рупе у центру Андромедине галаксије

Тамна материја и тамна енергија су тренутно међу водећим темама у астрономији. Њихово откриће и расправа о њима су настали током проучавања галаксија.

[уреди] Подпоља астрономије према предмету изучавања

[уреди] Астрономија Сунца

На удаљености од око осам светлосних минута (149.476.000 km), налази се најчешће проучавана звезда, Сунце, типична патуљаста звезда главног низа звездане класе G2V и стара око 4.6 милијарди година. Сунце није променљива звезда, али подлеже периодичним променама у активности познатим као циклуси сунчевих пега. То је 11-огодишња флуктуација у броју сунчевих пега. Сунчеве пеге су области потпросечне температуре које су повезане са интезивном магнетном активности.[28]

Ултраљубичаста слика активне фотосфере Сунца, како га види TRACE свемирски телескоп (НАСА).

Сунце је временом стабилно повећавало своју луминозност, повећавши се за 40% од времена кад је постало звезда главног низа. Сунце је такође подвргнуто периодичним променама у луминозности које могу имати значајан утицај на Земљу.[29] За Маундеров минимум, на пример, верује се да је проузроковао мини ледено доба у средњем веку[30].

Видљива спољна површина Сунца се зове фотосфера. Изнад овог слоја налази се танка област позната као хромосфера. Ово је окружено прелазном облашћу нагло повећаних температура, а затим и супер-загрејаном короном.

У средишту Сунца је језгро, простор довољно високе температуре и притиска за одигравање нуклеарне фузије. Изнад језгра је зона зрачења, где плазма преводи флукс енергије путем зрачења. Спољни слојеви формирају преносну зону где гас преноси енергију првенствено преко физичког померања гаса. Верује се да ова преносна зона ствара магненту активност која изазива сунчеве пеге.[28]

Сунчев ветар плазминих честица непрестано струји из Сунца све док не дође до хелиопаузе. Овај сунчев ветар мешуделује са магнетним омотачем Земље и тако ствара Ван Аленов појас зрачења, као и поларну светлост где линије земљиног магнентог поља силазе у атмосферу.

[уреди] Планетарна астрономија

За више информација видети планетологија и планетарна геологија

Ова астрономско поље испитује састав планета, сателита, патуљастих планета, комета, астероида и других тела која орбитирају око Сунца, као и вансоларне планете. Сунчев систем је релативно добро проучен, углавном телескопским посматрањима и касније свемирским летелицама. Ово је омогућило добро разумевање настајања и развоја овог планетарног система, иако су многа нова открића и даље у току.[31]

Црна тачка на врху је пијавица који се пење уза зид кратера на Марсу. Покретни, ротирајући стуб Марсове атмосфере (упоредљив са земаљским торнадом) направио је дугачак тамни траг (НАСА).

Сунчев систем је подељен на унутрашње планете, појас астероида и спољашње планете. Унутрашње земљолике планете су Меркур, Венера, Земља и Марс. Спољне планете, гасовити џинови, су Јупитер, Сатурн, Уран и Нептун.[32] Иза Нептуна лежи Кајперов појас са земљоликом патуљастом планетом Плутоном, и коначно Ортов облак, који се можда протеже и на удаљености од око једне светлосне године.

Планете су створене из протопланетарног диска који је окруживао рано Сунце. Кроз процес који је укључивао гравитационо привлачење, сударе и срашћивање, диск је стварао грудве материје које су, временом, постале протопланете. Притисак зрачења сунчевог ветра је избацио већи део несрасле материје, и само оне планете са довољном масом су задржале своје атмосфере. Планете су наставиле да избацују преосталу материју за време трајања периода интезивног бомбардовања (као доказ тог периода остали су ударни кратери на Месецу). За време овог периода, неке од протопланета су се судариле, што је водећа хипотеза настанка Месеца.[33]

Једном када планета достигне довољно велику масу, материјали различитих густина одвајају се током планетарне диференцијације. Овај процес може створити камено или метално језгро, окружено омотачем и спољном површином. Језгро може имати чврсте и течне области, и нека планетарна језгра производе сопствено магнетно поље које штити њихову атмосферу да је не одува сунчев ветар.[34]

Планетарна или месечева унутрашња топлота настаје од судара који су створили тело, радиоактивних материјала (нпр. уран, торијум или 26алуминијум), или плимског загревања. Неке планете и сателити накупе довољно топлоте да покрене геолошке процесе као што су вулкани и тектонски покрети. Оне планете које накупе или успеју да поврате атмосферу могу такође подлећи површинској ерозији од стране ветра или воде. Мања тела, без плимског загревања, хладе се брже и њихове геолошке активности престају са изузетком ударних кратера.[35]

[уреди] Звездана астрономија

Планетарна маглина Мрав. Избацивање гаса из умируће звезде у средишту ствара симетричне облике за разлику од хаотичних облика обичних експлозија.
За више информација погледајте Звезда

Проучавање звезда и њиховог развоја је у основу разумевања свемира. Астрофизика звезда је утврђена помоћу посматрања, теоријског сазнавања и из компјутерских симулација звездане унутрашњости.

Стварање звезда се одиграва у густим областима прашине и гаса, познатим као тамне маглине. Када су дестабилизовани, делови тог облака могу да колабирају под утицајем гравитације, да би формирали протозвезде. Довољно густо и вруће језгро ће покренути процес фузије, и тако створити звезду главног низа.[36]

Скоро сви елементи тежи од водоника и хелијума су настали унутар језгара звезда.

Карактеристике звезде која настаје зависе највише од њене масе. Што је звезда масивнија, већа је њена луминозност, и брже се троши водониково гориво у језгру. Временом, водониково гориво се у потпуности претвори у хелијум, и звезда почиње да се развија. Фузија хелијума захтева веће температуре језгра, тако да звезда нараста и у величини и у густини језгра. Тако настаје црвени џин. Црвени џин живи кратак временски период, пре него што се хелијумско гориво у потпуности потроши. Веома масивне звезде такође могу да прође кроз одређене фазе развоја које подразумевају фузију тежих елемената.

Коначна судбина звезде зависи од њене масе. Звезда масе веће од око осам Сунчевих маса постаје супернова, док се мање звезде из планетарних маглина развијају у беле патуљке. Остатак супернове је густа неутронска звезда, или, ако је звездана маса била најмање три пута већа од Сунчеве, црна рупа.[37] Блиски двојни системи звезда могу поћи комплекснијим еволуционим путем, као што је пренос масе на белог патуљка који потенцијално може изазвазти супернову. Планетарне маглине и супернове су неопходне за ширење метала у међузвездано окружење; без њих, све нове звезде (и њихови системи планета) били би створени само из водоника и хелијума.

[уреди] Глактичка астрономија

За више информација погледајте Галактичка астрономија
Посматрана структура спиралних кракова Млечног пута.

Наш сунчев систем орбитира унутар Млечног пута, спиралне галаксије са пречагом која је члан локалне групе галаксија. То је ротирајућа маса гаса, прашине, звезда и других објеката, које држе на окупу међусобна гравитациона привлачења. Пошто се Земља налази у прашинастом спољашњем краку, постоје многи делови Млечног пута који су за нас невидљиви.

У средишту Млечног пута је језгро, задебљање у облику пречаге које садржи објекат за који се верује да је супермасивна црна рупа. Оно је окружено са четири примарна крака који се увијају од центра ка споља. Ово је регион активног формирања звезда који садржи мноштво младих звезда, популације I. Диск је окружен лоптастим халоом старих популације II, као и релативно густим концентрацијама звезда познатих као глобуларна јата.[38][39]

Између звезда се налази међузвездани простор, простор ретке материје. У најгушћем делу, молекуларни облаци састављени од молекуларног водоника и других елемената формирају регионе „звезданих породилишта“. Они почињу као неправилна тамна маглина, која се концентрише и колапсира (у запреминама одређеним Џинсовом дужином) да би формиралаа згуснуте протозвезде.[40]

Како се појављују масивније звезде, оне претварају облак у регион H II, регион сјајног гаса и плазме. Звездани ветар и експчозије супернова из ових звезда најзад служе за ширење облака, често остављајући иза себе једно или више младих отворених јата звезда. Ова јата се постепено растурају и звезде се прикључују јату Млечног пута.

Проучавање кретања материје у Млечном путу и другим галаксијама је доказало да у њима постоји више масе него што се може измерити у видљивој материји. Хало тамне материје изгледа да је доминантна маса, иако природа ове тамне материје остаје неутврђена.[41]

[уреди] Вангалактичка астрономија

За више информација погледајте Вангалактичка астрономија

Проучавање објеката ван наше галаксије је грана астрономије која се бави формирањем и еволуцијом галаксија, њиховом морфологијом и класификацијом, и испитивањем активних галаксија. Ово последње је важно за разумевање структуре свемира великих размера.[42]

Ова слика показује неколико плавих објеката облика петље, који су вишеструке слике исте галаксије, удвостручене дејством гравитационог сочива који прави јато жутих галаксија близу средишта слике. Сочиво производи гравитационо поље јата које искривљује светлост тако да увећава и искривљује слику удаљенијег објекта.

Већина галаксија је организована у јасне облике који омогућавају њихово класификовање. Оне су обично подељене на спиралне, елиптичне и неправилне галаксије.

Као што им име каже, елиптичне галаксије имају облик елипсе. Звезде се крећу дуж насумичних орбита без преовлађујућег правца. Ове галаксије садрже мало или нимало међузвездане прашине, мало „звезданих породилишта“ и углавном старије звезде. Елиптичне галаксије се често налазе у језгрима галактичких јата, и могу настати спајањем великих галаксија.

Спирална галаксија је организована у раван, ротирајући диск, обично са избочином или шипком у средишту и светлим краковима који се шире према ивици. Кракови су области „звезданих породилишта“ којима масивне младе звезде дају плаву нијансу. Спиралне галаксије су типично окружене халоом старијих звезда. И Млечни пут и Андромедина галаксија су спиралне галаксије.

Неправилне галаксије су хаотичног изгледа, и нису ни елиптичне ни спиралне. Око четвртина свих галаксија су неправилне, и особеност изгледа тих галаксија можда је резултат гравитационих интеракција.

Активна галаксија је галаксија која емитује значајну количину своје енергије из извора који нису звезде, прашина и гас; већ из згуснуте области у језгру, за коју се обично мисли да је супермасивна црна рупа која емитује зрачење због материјала који у њу упада.

Радио-галаксија је активна галаксија која је веома светла у радио делу спектра, и емитује огромну огромне облаке гаса. Активне галаксије које емитују зрачење високе енергије укључују Сејфертове галаксије, квазаре и блазаре. Квазари су насветлији познати објекти у свемиру.[43]

Структуру свемира великих размера представљају групе и јата галаксија. Ова структура је организована у хијерархију група, од којих су највећа суперјата. Укупна материја је организована у галактичким нитима и зидовима, који остављају велике празнине међу собом.[44]

[уреди] Космологија

За више информација погледајте Физичка космологија

Космологија (од грчких речи κοσμος „свет, универзум“ и λογος „наука, проучавање“) се бави проучавањем свемира у целини.

Посматрања структуре свемира великих размера, област позната као физичка космологија, допринела је разумевању о стварања и еволуције космоса. Фундаментална за модерну космологију је добро позната теорија великог праска. Концепт великог праска води порекло још од открића позадинског микроталасног зрачења 1965. године.

Током овог ширења, свемир је прошао кроз неколико еволуционих фаза. У веома раним моментима, сматра се да је свемир доживео веома брзу свемирску инфлацију, која је уједначила почетне услове. Након тога, нуклеосинтеза је произвела обиље елемената у раном свемиру. (Види још нуклеокосмохронологија.)

Кад су настали први атоми, свемир је постао провидан за зрачење, ослобађајући енергију коју данас видимо као позадинско микроталасно зрачење. Свемир који се и даље ширио ушао је у Тамно доба због недостатка звезданих извора енергије.[45]

Хијерархијска структура материје почела је да се ствара од малених варијација у густини масе. Материја се акумулира у најгушће области, стварајући облаке гаса и најраније звезде. Ове масивне звезде су изазвале рејонизацију и верује се да су створиле многе тешке елементе у раном свемиру.

Гравитационе скупине су се нагомилале у дуге нити, остављајући празнине за собом. Постепено, скупине гаса и прашине су се спајале и створиле прве примитивне галаксије. Временом, оне су увлачиле све више и више материје, и често су биле организоване у групе и јата галаксија, а затим и у суперјата великих димензија.[46]

Сматра се да је основно за структуру свемира постојање тамне материје и тамне енергије. За њих се данас сматра да чине 96% густине свемира, мада не постоји ни најмање сазнање о њиховој физичкој природи. Због овог разлога, много напора се троши у покушајима схватања њихове физике.[47]

[уреди] Међудисциплинарна проучавања

Астрономија и астрофизика су развиле значајне међудисциплинске везе са другим наукама

Археоастрономија и етноастрономија проучавају древне и традиционалне астрономије у њиховом културном контексту, користећи археолошке и антрополошке доказе.

Астрообиологија је наука о настанку и еволуцији биолошких система у свемиру, са посебним нагласком на могућност постојања ванземаљског живота.

Проучавање хемикалија у свемиру, укључујући њихов настанак, интеракције и уништење зове се астрохемија. Ове субстанце се обично налазе у молекуларним облацима, иако се могу наћи и у звездама ниских температура, смеђим патуљцима и планетама. Космохемија је проучавање хемикалија пронађених у сунчевом систему, укључујући порекло елемената и распоред односа изотопа. Оба ова поља представљају спој астрономије и хемије.

[уреди] Аматерска астрономија

За више информација погледајте Аматерска астрономија
Астрономи аматери могу да сами израде звоју опрему, и праве астрономска окупљања.

Астрономија је једна од наука којој аматери могу највише да допринесу[48].

Астрономи аматери посматрају разне небеске објекте и појаве, понекад опремом коју су сами направили. Најчешћи циљеви су Месец, планете, звезде, комете, метеорски ројеви, те разни објекти дубоког неба као што су звездана јата, галаксије и маглине. Једна грана аматерске астрономије, аматерска астрофотографија, укључује прављење фотографија ноћног неба. Многи аматери се специјализују у посматрању одређених објеката, врста објеката, односно врста догађаја који их занимају[49] [50].

Већина аматера ради на видљивим таласним дужинама, али постоје и они који експериментишу са таласним дужинама ван видљивог спектра. То укључује коришћење инфрацрвених филтера на конвенционалним телескопима, као и коришћење радиотелескопа. Пионир аматерске радиоастрономије је Карл Јански који је почео да осматра небо на радио таласним дужинама 1930-их. Један број астронома аматера користити било телескопе направљене у самоградњи или телескопе који су првобитно изграђени за астрономска истраживања, а који су сада доступни аматерима (нпр. Телескоп од једне миље)[51] [52].

Астрономи аматери и даље научно доприносе астрономији. Заправо, то је једна од ретких научних дисциплина у којој аматери још увек могу да учине значајне доприносе. Аматери могу да врше мерења окултације која се користе за усавршавање орбита малих планета. Они такође могу открити комете, и обављати редовна посматрања променљивих звезда. Побољшања у дигиталној технологији омогућила су аматерима да остваре импресиван напредак у области астрофотографије[53] [54] [55].

На српском говорном подручју најпознатије аматерско удружење је Астрономско друштво Руђер Бошковић.

[уреди] Отворена питања у астрономији

За више информација погледајте Нерешени проблеми у физици

Мада је астрономија начинила огромне кораке у разумевању природе свемира и његовог садржаја, постоје важна питања која су још увек остала отворена. Одговори на њих могу захтевати изградњу нових инструмената на Земљи и у свемиру, и могуће нова открића у теоретској и експерименталној физици.

  • Шта је порекло распореда звезданих маса? То јест, зашто астрономи увек виде исти распоред звезданих маса — иницијалну функцију масе — без обзира на почетне услове?[56] Потребно је боље разумевање процеса стварања звезда и планета.
  • Има ли ванземаљског живота у свемиру? Посебно, има ли другог интелигентног живота? Ако да, шта је објашњење за Фермијев парадокс? Постојање ванземаљског живота има важне научне и филозофске импликације.[57][58]
  • Каква је природа тамне материје и тамне енергије? Изгледа да оне доминирају еволуцијом и судбином свемира, па ипак ми још увек не знамо каква је њихова природа.[59]
  • Зашто је свемир настао? Зашто су, на пример, физичке константе распоређене тако да дозвољавају постојање живота? Може ли то бити резултат космолошке природне селекције? Шта је узрок инфлације која је учинила наш свемир хомогеним?[60]
  • Шта је коначна судбина свемира?[61]

[уреди] Литература

[уреди] Референце

  1. ^ Albrecht Unsöld; Bodo Baschek, W.D. Brewer (translator) (2001). The New Cosmos: An Introduction to Astronomy and Astrophysics. Berlin, New York: Springer.
  2. ^ 2,0 2,1 B. Scharringhausen. Curious About Astronomy: What is the difference between astronomy and astrophysics?. Добављено дана 2007-06-20.
  3. ^ 3,0 3,1 S. Odenwald. Archive of Astronomy Questions and Answers: What is the difference between astronomy and astrophysics?. Добављено дана 2007-06-20.
  4. ^ 4,0 4,1 Penn State Erie-School of Science-Astronomy and Astrophysics. Добављено дана 2007-06-20.
  5. ^ Merriam-Webster Online. Results for "astronomy".. Добављено дана 2007-06-20.
  6. ^ Merriam-Webster Online. Results for "astrophysics".. Добављено дана 2007-06-20.
  7. ^ 7,0 7,1 7,2 F. H. Shu (1982). The Physical Universe. Mill Valley, California: University Science Books.
  8. ^ Џорџ Форбс (1909). History of Astronomy (Слободна е-књига из Пројекта Гутенберг), Лондон: Watts & Co..
  9. ^ PlanetQuest: History of Astronomy - Добављено дана 2007-08-29
  10. ^ Астрономски магазин: Saros, serija 145. Добављено дана 2008-06-22.
  11. ^ Hipparchus of Rhodes Школа Математике и статистике, Универзитет Св. Андреје, Шкотска. Добављено дана 2007-10-28.
  12. ^ 12,0 12,1 Артур Бери (1961). A Short History of Astronomy From Earliest Times Through the Nineteenth Century. Њујорк: Dover Publications, Inc..
  13. ^ (1999) In: Мајкл Хоскин The Cambridge Concise History of Astronomy. Cambridge University Press.
  14. ^ The Royal Kingdoms of Ghana, Mali and Songhay
  15. ^ Eclipse brings claim of medieval African observatory
  16. ^ Cosmic Africa explores Africa's astronomy
  17. ^ African Cultural Astronomy By Jarita C. Holbrook, R. Thebe Medupe, Johnson O. Urama
  18. ^ [1]
  19. ^ Electromagnetic Spectrum. NASA. Добављено дана 2006-09-08.
  20. ^ 20,00 20,01 20,02 20,03 20,04 20,05 20,06 20,07 20,08 20,09 20,10 20,11 20,12 20,13 A. N. Cox, editor (2000). Allen's Astrophysical Quantities. New York: Springer-Verlag.
  21. ^ Staff. „Why infrared astronomy is a hot topic“, ESA, 2003-09-11. Добављено дана 2008-08-11.
  22. ^ „Infrared Spectroscopy - An Overview“, NASA/IPAC. Добављено дана 2008-08-11.
  23. ^ 23,0 23,1 P. Moore (1997). Philip's Atlas of the Universe. Great Britain: George Philis Limited.
  24. ^ Penston, Margaret J. (2002-08-14). The electromagnetic spectrum. Particle Physics and Astronomy Research Council. Добављено дана 2006-08-17.
  25. ^ G. A. Tammann, F. K. Thielemann, D. Trautmann (2003). Opening new windows in observing the Universe. Europhysics News. Добављено дана 2006-08-22.
  26. ^ H. Roth, A Slowly Contracting or Expanding Fluid Sphere and its Stability, Phys. Rev. (39, p;525–529, 1932)
  27. ^ A.S. Eddington, Internal Constitution of the Stars
  28. ^ 28,0 28,1 Johansson, Sverker (2003-07-27). The Solar FAQ. Talk.Origins Archive. Добављено дана 2006-08-11.
  29. ^ Lerner & K. Lee Lerner, Brenda Wilmoth (2006). Environmental issues : essential primary sources.". Thomson Gale. Добављено дана 2006-09-11.
  30. ^ Предраг Бокшић. Vodič kroz ledena doba za astronome. Датум преузимања 2009-06-22.
  31. ^ J. F. Bell III, B. A. Campbell, M. S. Robinson (2004). Remote Sensing for the Earth Sciences: Manual of Remote Sensing, 3rd, John Wiley & Sons. Датум преузимања 2006-08-23.
  32. ^ E. Grayzeck, D. R. Williams (2006-05-11). Lunar and Planetary Science. NASA. Добављено дана 2006-08-21.
  33. ^ Roberge, Aki (1997-05-05). Planetary Formation and Our Solar System. Carnegie Institute of Washington—Department of Terrestrial Magnetism. Добављено дана 2006-08-11.
  34. ^ Roberge, Aki (1998-04-21). The Planets After Formation. Department of Terrestrial Magnetism. Добављено дана 2006-08-23.
  35. ^ (1999) In: J.K. Beatty, C.C. Petersen, A. Chaikin The New Solar System, 4th, Cambridge press.
  36. ^ Stellar Evolution & Death. NASA Observatorium. Добављено дана 2006-06-08.
  37. ^ (1994) In: Jean Audouze, Guy Israel The Cambridge Atlas of Astronomy, 3rd, Cambridge University Press.
  38. ^ Ott, Thomas (2006-08-24). The Galactic Centre. Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik. Добављено дана 2006-09-08.
  39. ^ Faulkner, Danny R. (1993). "The Role Of Stellar Population Types In The Discussion Of Stellar Evolution". CRS Quarterly 30 (1): 174–180. Посећено 2006-09-08.
  40. ^ Hanes, Dave (2006-08-24). Star Formation; The Interstellar Medium. Queen's University. Добављено дана 2006-09-08.
  41. ^ Van den Bergh, Sidney (1999). "The Early History of Dark Matter". Publications of the Astronomy Society of the Pacific 111: 657–660. DOI:10.1086/316369.
  42. ^ Keel, Bill (2006-08-01). Galaxy Classification. University of Alabama. Добављено дана 2006-09-08.
  43. ^ Active Galaxies and Quasars. NASA. Добављено дана 2006-09-08.
  44. ^ Zeilik, Michael (2002). Astronomy: The Evolving Universe, 8th, Wiley.
  45. ^ Hinshaw, Gary (2006-07-13). Cosmology 101: The Study of the Universe. NASA WMAP. Добављено дана 2006-08-10.
  46. ^ Galaxy Clusters and Large-Scale Structure. University of Cambridge. Добављено дана 2006-09-08.
  47. ^ Preuss, Paul. Dark Energy Fills the Cosmos. U.S. Department of Energy, Berkeley Lab. Добављено дана 2006-09-08.
  48. ^ Mims III, Forrest M. (1999). "Amateur Science--Strong Tradition, Bright Future". Science 284 (5411): 55–56. DOI:10.1126/science.284.5411.55. Посећено 2008-12-06.
  49. ^ The Americal Meteor Society. Добављено дана 2006-08-24.
  50. ^ Lodriguss, Jerry. Catching the Light: Astrophotography. Добављено дана 2006-08-24.
  51. ^ F. Ghigo (2006-02-07). Karl Jansky and the Discovery of Cosmic Radio Waves. National Radio Astronomy Observatory. Добављено дана 2006-08-24.
  52. ^ Cambridge Amateur Radio Astronomers. Добављено дана 2006-08-24.
  53. ^ The International Occultation Timing Association. Добављено дана 2006-08-24.
  54. ^ Edgar Wilson Award. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Добављено дана 2006-08-24.
  55. ^ American Association of Variable Star Observers. AAVSO. Добављено дана 2006-08-24.
  56. ^ Kroupa, Pavel (2002). "The Initial Mass Function of Stars: Evidence for Uniformity in Variable Systems". PMID 11778039. Science 295 (5552): 82–91. DOI:10.1126/science.1067524. Посећено 2007-05-28.
  57. ^ Complex Life Elsewhere in the Universe?. Astrobiology Magazine. Добављено дана 2006-08-12.
  58. ^ The Quest for Extraterrestrial Intelligence. Cosmic Search Magazine. Добављено дана 2006-08-12.
  59. ^ 11 Physics Questions for the New Century. Pacific Northwest National Laboratory. Добављено дана 2006-08-12.
  60. ^ Was the Universe Designed?. Counterbalance Meta Library. Добављено дана 2006-08-12.
  61. ^ Hinshaw, Gary (2005-12-15). What is the Ultimate Fate of the Universe?. NASA WMAP. Добављено дана 2007-05-28.

[уреди] Види још

Портал Портал Астрономија

[уреди] Спољашње везе

Викизворник
Викимедијина остава има још сродних мултимедијалних датотека:


Основне подобласти природних наука
Астрономија | Биологија | Математика | Науке о Земљи | Физика | Хемија

[уреди] Извори

  • Један део овог чланка преузет је из чланка Зорана Томића „Шта је то астрономија?“ (I део, II део, III део) а који је превод чланка Astronomy.


- Добављено из „http://sr.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%BC%D0%B8%D1%98%D0%B0“
Направи књигу
Други језици