Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Астрофізика



План:


Введення

Астрофізика (від греч. αστρον - "Світило" і φύσις - "Природа") - наука на стику астрономії та фізики, що вивчає фізичні процеси в астрономічних об'єктах, таких, як зірки, галактики і т. д. Фізичні властивості матерії на найбільших масштабах і виникнення Всесвіту вивчає космологія.

Два подання оптичного спектру : зверху "природне" (видиме в спектроскопі), знизу - як залежність інтенсивності від довжини хвилі. Показаний комбінований спектр випромінювання сонця. Відзначено лінії поглинання бальмеровской серії водню.

Астрофізика - вчення про будову небесних тіл. Астрофізика є таким чином частиною астрономії, що займається вивченням фізичних властивостей і хімічного складу Сонця, планет, комет або зірок і туманностей. Головні експериментальні методи астрофізики: спектральний аналіз, малюнок і фотометрія разом зі звичайними астрономічними спостереженнями. Спектроскопічний аналіз складає область, яку правильніше було б назвати астрохіміей, хімією небесних тіл, оскільки головні вказівки, що даються спектроскопом, стосуються хімічного складу досліджуваних астрономічних об'єктів. Фотометричні і фотографічні дослідження виділяються іноді в особливі області астрофотографії і астрофотометрії. Астрофізику не слід плутати з фізичної астрономією, яким ім'ям прийнято позначати теорію руху небесних тіл, тобто те, що також носить назву небесної механіки. До астрофізиці відносять також дослідження будови поверхні небесних тіл, Сонця і планет, наскільки це можливо з телескопічних спостережень над цими тілами. Сама назва астрофізики існує з 1865 і запропоновано Целльнером. Астрофізичні обсерваторії існують ще тільки в дуже небагатьох країнах. З них особливо знамениті Потсдамська обсерваторія під управлінням Фогеля і Медонской під управлінням Жансен. В Пулкове також влаштовано астрофізичної відділення, на чолі якого стоїть Гассельберг. У цій статті ми викладемо історію та головні результати астроспектроскопії, або того відділу Астрофізики, який складається з програми спектрального аналізу до вивчення небесних тіл.

Спіральна галактика M 81
Позагалактична астрономія: гравітаційне лінзування. Це зображення показує кілька блакитних петлеподібних об'єктів, які є багаторазовими зображеннями однієї галактики, розмножені через ефект гравітаційної лінзи від скупчення жовтих галактик біля центру фотографії. Лінза створена гравітаційним полем скупчення, яке викривляє світлові промені, що веде до збільшення і спотворення зображення більш далекого об'єкта.

Перші дослідження спектру Сонця були зроблені одним з винахідників спектрального аналізу, Кирхгофом, в 1859 р. Результатом цих досліджень був малюнок сонячного спектру, з якого можна було визначити вже з великою точністю хімічний склад сонячної атмосфери. Раніше Кирхгофа висловлювалися тільки іноді окремі припущення про можливості аналізу сонячної атмосфери за допомогою спектроскопа і особливо про існування на Сонце натрію внаслідок знайденої в спектрі його темної лінії D натрію. Такі припущення висловлювалися, напр., Фуко в Парижі, Стоксом в Кембриджі. Тим часом ще незадовго до цього Огюст Конт висловив у своїй "Позитивною філософії" переконання в неможливості коли б то не було дізнатися хімічний склад небесних тіл, хоча вже в 1815 р. Фраунгофер знав про існування темних ліній в спектрі Сонця і про існування характеристичних спектрів у деяких окремих зірок Сіріуса, Капели, Бетельгейзе, Проциона, Поллукса. Після перших досліджень Кірхгофа спектральним аналізом небесних тіл зайнялися з більшою ретельністю кілька астрофізиків, які незабаром представили надзвичайно грунтовні дослідження спектрів Сонця і нерухомих зірок. Ангстрем (вірніше, Онгстром) виготовив надзвичайно точний атлас сонячного спектру, Секкі справив огляд великого числа зірок за допомогою спектроскопа і встановив чотири типи зоряних спектрів, Геггінс почав ряд досліджень над спектрами окремих яскравих зірок. Область застосування спектроскопа поступово розширювалася. Геггінсу вдалося спостерігати спектр деяких туманностей і підтвердити вже незаперечним чином припущення про існування двох типів туманностей - зіркових, що складаються з куп зірок, які при достатній оптичній силі інструменту можуть бути розкладені на зірки, і газоподібних, дійсних туманностей, щодо яких можна припускати, що вони знаходяться у фазі утворення окремих зірок шляхом поступового згущення їх речовини. З середини 60-х років вивчення поверхні Сонця за допомогою спектроскопа під час затемнень і поза ними увійшло до складу безперервних спостережень, що виробляються в даний час в багатьох обсерваторіях. Геггінс, Локьер в Англії, Жансен під Франції, Фогель в Німеччині, Таккіні в Італії, Гассельберг в Росії та ін дали великі дослідження, з'ясувавши будова верхніх шарів сонячної атмосфери (див. Сонце). У той же час з 1868 на думку Геггінса спектроскоп був застосований і до дослідження власних рухів зірок у напрямку променя зору за допомогою вимірювання переміщень ліній їх спектрів вимірювання, які в даний час також виробляються систематично в Грінвічській обсерваторії. Принцип Доплера, що лежить в основі цих вимірів, був вже кілька разів перевірений експериментально, вимірами переміщень сонячного спектра і послужив Лок'єра в його вимірах переміщень різних ліній спектра Сонця до встановлення його гіпотези про складність хімічних елементів. Спектри комет, падаючих зірок, метеоритів, досліджені різними астрономами, а останнім часом особливо Локьером, дали вже багато дуже важливих фактів в руки астроному, і в значній мірі послужили з'ясуванню походження і розвитку зірок і сонячної системи. Астрофізика крокує в даний час великими кроками вперед, і слід думати що в найближчому майбутньому розкриті нею факти послужать встановленню більш повної космогонічної теорії, ніж та, яка передана нам попередніми поколіннями.


1. Наглядова астрофізика

Основна частина даних в астрофізиці виходить зі спостереження об'єктів у електромагнітних променях. Досліджуються як прямі зображення, отримані на різних довжинах хвиль, так і електромагнітні спектри прийнятого випромінювання.

Інші типи випромінювання також можуть спостерігатися із Землі. Було створено кілька обсерваторій у спробах спостереження гравітаційних хвиль. Створені нейтринні обсерваторії, що дозволили прямими спостереженнями довести наявність термоядерних реакцій в центрі Сонця. За допомогою цих детекторів також вивчалися віддалені об'єкти, такі як наднова SN1987a. Спостереження високоенергетичних частинок виробляється за спостереженнями їх зіткнень із земною атмосферою, що породжують зливи елементарних частинок.

Спостереження також можуть відрізнятися за тривалістю. Більшість оптичних спостережень виробляються з витримками порядку хвилин або годин. Проте, в деяких проектах, таких як Tortora, проводиться спостереження з витримкою менше секунди. Тоді як в інших загальний час експозиції може становити тижня (наприклад, така витримка використовувалася пр спостереженні глибоких Хаббловском полів). Більше того, спостереження пульсарів можуть проводитися з часом експозиції в мілісекунди, а спостереження еволюції деяких об'єктів можуть займати сотні років, включаючи вивчення історичних матеріалів.

Вивченню Сонця відводиться окреме місце. Через величезні відстані до інших зірок, Сонце є єдиною зіркою, яка може бути вивчена в найдрібніших деталях. Вивчення Сонця дає основу для вивчення інших зірок.


2. Теоретична астрофізика

Теоретична астрофізика використовує як аналітичні методи так і чисельне моделювання для вивчення різних астрофізичних явищ, побудови їх моделей і теорій. Подібні моделі, побудовані з аналізу спостережних даних, можуть бути перевірені за допомогою порівняння теоретичних передбачень і знову отриманих даних. Також спостереження можуть допомогти у виборі однієї з кількох альтернативних теорій.

Об'єктом досліджень теоретичної астрофізики є, наприклад:


Література


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru